清潔能源 (Clean Energy)

文/郭立昌

古云：「民之難治，以其智多。」所以，愚民政策是自古以來政客使用的手段，愚弄老百姓就能高枕無憂，特別是開放社會更是明顯地玩至化境。剛剛接到在野黨電話，提醒12月18日(星期六)公投「四個同意」，端且觀察其成效如何；不過，海島當局祭出反制行動，看來結局應不出預料之外。

2021年11月有一半的時間，聯合國196個會員國和3個地區觀察員，齊聚在英國格拉斯哥參加稱為「COP 26」的聯合國氣候高峰會。共識是「能源關乎存亡」，不只是為我們這一代人，更關乎我們的子子孫孫。二氧化碳不斷增加，每年「死於污染者有數十萬人」(1)。2011年3月11日宮城海嘯「19,000人罹難」，雖然引發「福島核事故」(Fukushima nuclear accident) 但無人傷亡(2)，卻因為民粹主義趁機而起，煽動公眾抗議，呼籲放棄核電，造成關閉核電廠。經世界核能協會公布：「統計至2021年9月，日本需要『進口約90%』的能源需求。」能源已經不是民生需求而已，也是嚴重的國安問題。

根據「全球大氣研究排放數據庫」(The Emissions Database for Global Atmospheric Research) 公布人均年碳排放，在亞太地區：「台灣12噸、南韓13.6噸、新加坡9.7噸、日本9.4噸、馬來西亞8噸、中國大陸7噸、香港6.1噸、越南2.8噸。」台灣的環境污染僅次於南韓。歐洲方面，歐盟27國6.6噸，德國9.1噸、英國5.6噸、法國5.0噸；倡導自然能的德國高居榜首，持續使用核能的法國則遠低於平均值。

立昌在APEC領袖會議的倡議是「以植物作為替代能源」，舉例說明1969年以前的台灣是「雙軌並行」的時代—生質燃油和汽油並存。經過12年工夫，終於在COP 26定了調。先進國家—包含大陸都對於以前我們講的「用樹葉做動力晶片」當一回事，現在紛紛廣植相關植物，也加速研究「碳水和氮」的腳步，未雨綢繆。可惜199國的會議，只有缺席的海島當局仍在使出渾身解數，以阻擋大趨勢，令人不禁想起孫中山先生所謂的「自然說」。

國民黨馬英九執政時，官方說法為：「台灣的核電可能是一個極具『成本競爭力』的選擇。」根據經濟部於2014年引用的數據顯示，核電廠的電力為每千瓦時新台幣「0.72元」，而液化天然氣為3.8元/千瓦時，風電為2.6元/千瓦時，太陽能為6至9元/千瓦時。2017年8月15日，一家大型燃氣電廠出現問題，導致全台大停電約5小時。極具權威的世界核協會(WNA)表示：「在該國正與電力短缺作戰鬥的時候，台灣政府通過讓核電停產，讓『意識形態』破壞了公眾福祉。」(The Taiwanese government has allowed ideology to undermine public wellbeing by keeping nuclear capacity offline at a time when the country is struggling with power shortages)並提醒台灣當局：「現代社會依賴於可靠的電力供應。與負責任地使用核能相比，停電對台灣人民的安全風險顯然要大得多。」WNA補充說：「很明顯，在任何主要發電形式中，『核能』的安全記錄都是最好的。」2018年11月，台灣核電公投問題顯示，「59%投票支持」維持台灣的核電，投票數接近千萬。不過，2019年1月的新能源戰略維持了執政黨逐步淘汰(phase-out)的意圖；儘管如此，立法院於2019年5月「取消」了《電力法》第95條規定所有核能發電設施必須在2025年前停止運行的規定。

今年(2021)5月13日，因為高雄路北超高壓變電所工作人員於驗收設備時，因誤操作隔離開關，導致「興達火力發電廠」停機事故—稱為「513停電事故」，全台大停電約5小時。5月17日12時54分，興達一號機因鍋爐燃燒器控制系統故障而跳機，造成發電量不足，一度由水力發電支援，但「水情不佳」無法長時間支援，20時10分因負載突升，供電能力不足，因修復後發電機組功率完全恢復需6小時，20時50分台灣電力公司發出停電通知，緊急分區停電，影響約66萬戶，而且在公告停電開始前，無預警停電造成30餘起電梯受困事件。11月17日，SOGO台北店正值週年慶檔期，人潮眾多，突然傳出台北忠孝館停電消息，因建國變電所出口電纜故障，導致停電約4分鐘。電視政論節目評論員吳子嘉說：「台灣人要開始有『隨時停電』的心理準備。」

能源是促進人類發展的重要因素，預計未來數十年全球需求仍將持續增加；確保獲得現代且普羅大眾「負擔得起」(affordable)的能源，對於使人們擺脫貧困，以及促進能源獨立和經濟成長至關重要。2009年核電提供日本29%的電力，核能到2011年初佔日本總發電量的「近30%」，容量為「47.5」GWe(吉瓦電)；311宮城海嘯之後，民粹主義情緒與繼續提供可靠且負擔得起的電力供應之間的平衡正在進行政治角力。日本有33座可運轉的核動力反應爐，核監管局((NRA)在2013年制定了新的監管規定，2015年後只有10座反應爐獲得了監管機構的重啟許可。不過，目前(2021)有16座反應爐正在重啟審批過程中。

日本是世界上唯一在1945年受到兩顆原子彈攻擊的國家，廣島和長崎死亡人數超過10萬人；但日本的第一座商用核動力反應爐於1966年中期即開始運轉。自1973年以降，核能一直是日本的國家戰略重點，卻在2011年福島事故後受到質疑，而進行了審查，但已得到證實：「宮城海嘯導致上萬人死亡，福島事故無人傷亡。」日本在311後「發電組合」產生了變化如下：「天然氣 378 TWh (36%)；煤 339 TWh (32%)；水力發電 88.3 TWh (8%)；核電 64.9 TWh (6%)；太陽能62.7 TWh (6%)；油51.8 TWh (5%)；生物燃料和廢物44.2 TWh (4%)；風7.5 TWh (1%)。」現在日本的計畫是，到 2030年，至少20%的電力來自舊核能機組—即6%將提升至20%，以減少化石原料的使用量。

自311之後，經過10年的審查，反思能源政治領域的流行話語，似乎僅剩「可再生能源」(renewable energy)；「核能」在一個以短期解決方案為中心的世界中，被視為邁向永續發展的過渡關鍵因素，將有能力擔任提供「零碳能源系統」的責任。今天的現實問題是，全球二氧化碳排放量和化石燃料使用量仍在上升—這不僅使應對氣候變化的戰鬥變得更加艱難，而且每年還會導致「數十萬人死於污染」(1)。

路透社(Reuters)11月12日報導，COP 26最新的提案限定了之前的草案，稱各國應「逐步淘汰」 (phase-out)有增無減的「煤電」—「最骯髒的電力形式」(coal power--the dirtiest form of power) (3)，以及停止對所有化石燃料(指煤炭、石油和天然氣)的「低效補貼」(inefficient subsidies)。經過激烈地討論之後，「逐步淘汰」 (phase-out)改為「逐步減少」(phase-down)。

COP 26擬訂的《格拉斯哥氣候公約》(Glasgow Climate Pact)的草案文本(draft text)中指出，科學家們表示，到2030年，經由燃燒石油、天然氣和煤炭產生的二氧化碳排放量，必須從2010年的水平減少「45%」，到2050年達到淨零(NZE)，以達到溫升控制在「1.5^oC」的目標。草案文本針對煤炭、石油和天然氣的燃燒，要求各國更快地逐步取消煤電和化石燃料補貼，但沒有確定這樣做的日期。阿拉伯國家(其中許多是石油和天然氣的主要生產國)認為「化石燃料首次在聯合國氣候峰會的結論中被點名和羞辱」，因而有反對的舉措。

在COP 26的對話中，「核能」被認為是一種久經考驗的解決方案，擁有悠久而完善的紀錄。核反應爐在30個國家總共有「445個」—是電力系統的「低碳骨幹」，它們在視線之外，日復一日地運行，產生大量的「清潔能源」(clean power)，是人們每天依賴的「沉默的巨人」(silent giants)(1)。

十幾年前去金山探望已退休的表姑丈，他一輩子都和電有關，從台灣療養院到台安醫院，一直負責電氣和電力維護的工作。問他：「為何買房子在金山？」答道：「核能是我見到最安全又乾淨的能源，住金山比住龍井安全。」而自認為還算健康的我，居然在年逾耳順才在大度山罹患「氣喘」，經過研究，清晨4~5時大度山的「PM_2.5」值超過100，只好遷地為良，以策安全。民進黨籍的林佳龍好不容易選上台中市長，他連任未能成功，應該怪龍井火力發電廠。如今國際主流媒體以「煤電—最骯髒的電力形式」形容火力發電廠，不知年輕貴族是否能夠反省？11月10日，「美中聯合聲明」裡，美國的氣候大使前國務卿凱瑞(John Kerry)聲明：「到2035年實現100%無碳污染電力(carbon pollution-free electricity)的目標。」中國代表解振華不僅附議，還表示將在2030年達成目標。

早在氣候變化被提上議程之前，核能已經顯示，無論是在法國還是瑞典，它有潛力成為實現永續能源轉型的催化劑。COP 26指出，核能的使用是通往大功率「清潔能源系統」(clean energy system)的快速通道(fast track)，它不僅供應更健康的環境和負擔得起的電力，而且還加強「能源安全」(energy security)並有助於「緩解氣候變化」(mitigate climate change)。

由世界核協會(World Nuclear Association, WNA)主導的全球核工業已準備好迎接挑戰。作為「和諧計劃」(Harmony Programme)的一部分，他們設定了一個目標，即在2050年之前在全球範圍內再建造「1,000 GWe」的反應爐(reactors)，使核能發電在全球的總額比例達到「25%」(1)。為了充分發揮核能的潛力，他們確定了採取行動的三個關鍵需要領域：

1.需要創造一個重視可靠性和能源安全的公平競爭環境；

2.需要核監管環境和諧的必要性；

3.需要建立整體電力系統的安全範本(safety paradigm)。

雖然天然氣的污染可能不如煤炭，但它仍然是二氧化碳和甲烷排放的重要來源。只有由「核能與水電和其他可再生能源」共同提供的完全脫碳的發電組合，才能讓世界走上淨零的快車道。飆升的燃料成本和莫名的地緣政治正在給國內、商業和工業用戶帶來毀滅性後果，當許多國家在 COVID-19疫情蔓延之後試圖重建經濟時，阻礙的後果尤其嚴重。在過去幾年中，超過一半的反應爐永久關閉不是因為技術限制，而是因為政治逐步淘汰政策或市場未能充分認識到需求、低碳、可靠的核電。這是世界無法揮霍的低碳發電的損失。

WNA的報告指出，到2020年底，有441座「可運轉的核反應爐」(operable nuclear reactors)，總容量為「392 GWe」。 2020年，全球核反應爐總共產生了「2553 TWh」的電力，有助於避免排放「20億噸」二氧化碳，如果這些電力來自燃煤電廠，就會產生二氧化碳。儘管一些反應爐因需求減少，或提供負載追踪服務而削減發電量，但2020年的全球容量係數仍高達「80.3%」，低於2019年的「83.1%」，但保持了過去20年的高效能。

在過去三年中，可運轉的核電廠的總容量幾乎保持不變。2020年，五座新反應堆啟動，但六座反應爐的關閉抵消了這一點。2018年至2020年間，共有26座反應爐永久關閉，總容量為「20.8 GWe」，而啟動的新反應爐有20座，總容量為「21.3 GWe」。WNA的最新分析顯示，自1970年以來，核反應爐已經避免了「720億噸」二氧化碳的排放—如果改用「燃煤發電」會產生之排放量。

WNA總幹事碧爾芭(Sama Bilbao y León)在10月29日，提出《2021 年世界核能績效報告COP26 版》(World Nuclear Performance Report 2021 COP26 Edition)時說：「增加核能發電的貢獻，以幫助減少化石燃料的溫室氣體排放，至關重要。」除了對低碳發電的巨大貢獻外，核能還可以產生低碳熱量，這為其他難以減排的經濟部門脫碳提供了巨大機會，例如「製氫、建築物供暖和製冷、工業過程、淡水生產、運輸和航運」。在可行的情況下，必須延長現有核電機組的運轉時間，並加快「新核電建設」的步伐和規模(5)。看來國際趨勢不僅是重新啟動舊機組，還要擴大新設備的建設規模。英國COP 26主席夏爾瑪(Alok Sharma)疾聲呼籲：「終止全球燃煤發電。」這一承諾應適用於所有化石燃料發電，同時提高核電的迫切性。此外，2021年的科學技術已經遠勝於1970年的技術，如今「氣冷式的小型核電廠」已經是科學家與投資機構關注的重點項目，未來的核電廠可能不是建在海邊的龐然巨物，而是隱藏在深山或荒漠的小型房舍。

作者郭立昌早年創造台灣的精密工業，為APEC領袖會議代表。

參考文獻：

(1)https://www.world-nuclear.org/climate-change-and-nuclear-energy/the-silent-giant.aspx (The Silent Giant—沉默的巨人)

(2)Donald N. Zillman, Aileen McHarg, Adrian Bradbrook, and Lila Barrera-Hernandez(ed)(2014). The Law of Energy Underground: Understanding New Developments in Subsurface Production, Transmission, and Storage. Oxford.

(3) COP26 draft deal treads fine line to spur climate action | Reuters (the dirtiest form of power—最髒的電力形式)

(4) U.S.-China Joint Glasgow Declaration on Enhancing Climate Action in the 2020s

https://www.state.gov/u-s-china-joint-glasgow-declaration-on-enhancing-climate-action-in-the-2020s/ (美中聯合聲明)

(5) World Nuclear Performance Report 2021 COP26 Edition

https://www.world-nuclear.org/climate-change-and-nuclear-energy/world-nuclear-performance-report-2021-cop26.aspx (2021 年世界核能績效報告 COP26 版)

相關連結：

美國發明專利(Linda Din Invention)：

https://patents.google.com/patent/US6304796 (VAM)

https://patents.google.com/patent/US20030197061 (Shopping System)

http://plckbooks.blogspot.com/2018/08/k-horn-science-inc.html (K-Horn Science Inc.的由來)

http://plckbooks.blogspot.com/2018/08/blog-post_20.html (社會責任宣言)

https://wtgtintwn.blogspot.com/2018/07/blog-post.html (微型發電機)