Yahoo奇摩新聞 革命前夕》小型核電與遙不可及的核融合 不該是台灣能源選項
在台灣發展小型核電真的如某些人宣稱得那樣可行嗎？（圖片來源／維基百科）
距2024年總統大選不到十個月時間，核電再度成為話題。幾位「可能的」候選人不時口出驚人之語：「3座核電廠延役」、「核四重啟」與「一縣市一核電」；工商大老們亦推波助瀾力推小型核電。其實，小型核電是大型核電計畫行不通後才出現的「新願景」，小型核電不能免除核電運轉時的安全疑慮，會產生更多高階核廢料外，與大型機組相比，小型核電並沒有縮短建造時間，單位成本卻更高！核融合發電還在實驗初期，至少再需30年時間發展。以核能發電減輕氣候變遷問題，不但減量太少、過於昂貴，想擴充也緩不濟急。
2023年4月15日，國際媒體紛紛報導德國正式關閉境內最後3座運轉尚不滿40年的核電機組。同時間，美國喬治亞州的Vogtle-3與芬蘭OL-3兩座大型新核電機組先後併網連線，卻不見擁核人士熱烈慶祝，因為原本宣傳「便宜、興建快速」的計畫，卻成「昂貴、不停展延」的惡夢，完全不值得誇耀！
大核電機組讓核電復興變成夢靨
21世紀初，車諾堡核災逐漸被淡忘，氣候變遷衝擊日益嚴重，歐美各國紛紛啟動新核電機組建造計畫。最早是芬蘭OL-3，建造一座法國設計1.6 GW歐洲壓水式反應爐（EPR），2005年8月動工，預定2009年5月併網供電。計畫開始前，法國Areva公司對價格估算與工時掌握信心十足，希望藉此案吸引更多顧客，以固定總經費32億歐元承包，自行吸收所有超支，並附延遲完工罰則。但一開始因工程品質、工法與設計等問題，進度一再落後、經費持續追加，完工時經費已超過110億歐元，Areva公司因此案破產！法國2007年興建同型核電，經費至今已是原預算5倍多，完工從預定的5年內變成遙遙無期。
美國則在2010年前後，分別在喬治亞州與南卡州各蓋兩座西屋公司新型壓水式機組（AP1000）。此機組設計特色是所有主要設備都可以在工廠製作，預製的模組運到現場組裝，宣稱可以降低成本並改善品質。這兩州都通過法案，容許電力公司在核電機組興建時調漲電價，將建廠經費與風險轉嫁給消費者。兩州的電廠計畫都由西屋公司承包，西屋卻遲遲沒有提供業主可以整合各部門工作的完整建廠規劃。喬治亞州Vogtle核電廠計畫在落後7年、經費倍增情況下完成第一座機組。
南卡州的計畫則因缺乏嚴格監工，工程嚴重落後，經費從原估計98億美元增加到250億美元，電價調漲9次。2017年初西屋公司聲稱因這4座核電機組計畫，累計虧損90億美元，宣告破產；同年7月計畫業主Santee Cooper與南卡電力瓦斯公司（SCANA）同意終止計畫。事後，兩位SCANA主管因長期隱匿工程的延宕，欺騙股東與管制單位，被判刑入監，被稱為「核電門」（Nukegate）。
回歸小型核電是否犧牲運轉安全？
小型核電是小型模組化反應爐（SMR）的簡稱，寄望由「量產」解決核電高成本與工時過長問題。其實，核能發電早期就從小型機組開始，只是不時發生意外：加拿大粉筆河（Chalk River）核電廠10MW與135MW重水式機組分別在1952年、1958年發生爐心部分融毀及燃料破裂引發火災事件；1961年愛達荷州1.5MW沸水式實驗反應爐爆炸；1966年底特律南方69MW以鈉冷卻的快速滋生反應爐Fermi 1發生爐心部分熔毀事件等，機組小未必比較安全。隨著每次意外發生，核電廠增添安全防禦設施，為了分攤安全設施成本，核電機組愈蓋愈大。如今，倡議回歸小型核電機組是否會犧牲操作運轉的安全？
近期核電業者所提的SMR琳瑯滿目：沸水式、氣冷式、重水式、鈉冷卻滋生爐等等，都以五、六十年前的設計為基礎修改，並沒有解決過往的技術瓶頸與安全癥結。許多國家看似對SMR有興趣，但至今僅中俄兩國擁有，中國的兩座100MW氣冷式反應爐，建造時間從預估59個月變成9年，單位建造成本6000美元/千瓦，工時與成本都不輸大型機組！俄羅斯安放在拖船上的兩座40MW機組，花7.4億美元13年時間興建，換算單位成本為12,000 美元/千瓦，真正僅有45%與18%時間發電！
NuScale公司的SMR沒有足夠顧客
美國是下一個最可能實現SMR計畫的國家，2017年能源部協助NuScale公司與猶他州城市電力系統聯盟（UAMPS）合作，並分年提供14億美元補助，預計建造12座沸水式SMR。機組大小不斷變更，從最早40MW，改成45MW，50MW，再增加為60MW，目前定在77MW。第一個模組運轉時間從2016年延後為6座機組於2030年前完成。2017年NuScale公司非常樂觀地預估：2035年前全球將會有1000座類似的SMR。不過直到2022年底，參與計畫的27城鎮僅簽116MW電力需求，遠低於NuScale公司的期望。看來，能否找到足夠的顧客，決定NuScale公司SMR的未來。
許多人懷疑蓋茲高爭議的SMR能否成功
另一個受眾人矚目的是蓋茲（Gates）推動354MW以金屬鈉冷卻的快速滋生反應爐，因為可以用來生產核武的鈽，原本與中國合作計畫，被川普政府否決，改和日本三菱重工合作。鈉性質與鋰相似，遇水迅速起火燃燒。美國核子潛艇之父李高佛（Rickover）上將對此型反應爐評價極差：造價非常昂貴，操作過度複雜，細微的破損都會造成長時間停機，修理既耗時又非常困難。法國20多年前關閉的超級鳳凰與7年前日本政府廢棄的「文殊」反應爐同屬此類型。美、德、英也都曾經分別投入百億美元以上發展此類機組，最後全都放棄! 蓋茲團隊能否成功，令人懷疑。
與大型核電機組相比，SMR興建並沒有顯著縮減工時，可能更昂貴。以舊機型設計修改的SMR除了原本設計的安全疑慮外，修改後的設計還可能產生新問題。有學者質疑NuScale公司的自動防止核災設計不如宣稱的有效，事故發生後可能再度引發連鎖核反應，導致失控。美國前核能管制委員會（NRC）主席麥克法倫參與的研究估計，SMR單位發電所產生的高階核廢料比傳統大型核電多2至30倍。台灣對SMR有興趣的人士，要選擇NuScale或蓋茲的SMR，或其他類型？誰應該負擔SMR計畫的經費與風險？
核融合指日可待嗎？
核能是愛因斯坦「質能互換」的表現，「核分裂」將大原子以人為方式打碎，反應後減少的質量轉換變成大量的熱用來發電，破碎的產物許多是自然界沒有，生命期長且毒性高的高階核廢料。「核融合」則是在高溫高壓環境下，將兩個小原子擠壓成一個較大原子，同時產生巨大的能量，恆星如太陽就因持續的核融合反應才會發光；自然界各種原子是經過一次次的核融合產生，自然的核融合沒有需要特別安全處理的核廢困擾。
2022年底，美國能源部長宣布國家點火設施（NIF）的核融合實驗有突破性發展──首度實驗產生的能量比使用的高，不僅提升（美國）國防能力，也為未來（無限）潔淨能源鋪路！樂觀的媒體甚至預測2030年可能出現核融合原型電廠。許多核能專家對前述訊息感到困惑：NIF是因為美國不再進行核武試爆，為了獲取核武爆炸相關數據才設置。192道雷射聚焦胡椒粒大小的鑽石燃料膠囊，不到一秒鐘瞬間完成，一天只能做一次，實驗設計裡沒有考慮發電需要的持續性。
核融合發電至少再等30年
1985年美、日、蘇聯與歐盟共同發展核融合發電技術，後因經費問題美國退出後聯盟瓦解。2006年簡化原設計，團隊重組增加印度、中國與南韓成為7組國家合作計畫，2008年於法國起造「國際核融合實驗反應爐」（ITER）原型反應爐，目標希望以50MW產生500MW能量，核融合反應持續至少500秒。如果階段性目標達成，將另建更大的原型機組嘗試發電。完工期由2018年延至2025年底，目前看來2030年不可能有核融合原型發電設施。
自然界有環境可以直接將氫原子擠壓，人類為了讓核融合在較低的溫度(攝氏1.5億度)下進行，用氫的同位素氘（D）與氚（T）為燃料。海水中氘含量豐富，每1000公升約含31公克；放射性的氚自然含量極為稀少，半衰期12.3年，不用也逐漸衰變消失，目前用的氚是從核反應爐或以放射線撞擊含鋰金屬產生。估計全球氚總量不到30公斤，如果ITER完工，每年至少用1公斤氚，沒有多少氚可供商業核融合使用；也因為稀少，氚價格非常昂貴，每公克3萬美元，實驗用量少勉強可負擔，但這價格不可能大量用來發電！
此外，人為核融合與自然的核融合不同，前者必需在可控制的設備中進行，這些設備必須長期承受高溫、高壓與高速粒子撞擊，而受撞擊的設備也逐漸被轉換成高階放射性物質。這也就是說，人為核融合反應仍有高階核廢料需要處理！
地球絕大部分能量源自於太陽，化石能源是幾百萬年前儲存在動植物體內的太陽能，轉換成煤、油與天然氣，今日被人類取出利用。風、太陽能、水力等也都源於太陽，存在地球各角落，今天人類已經可以用合理的價格利用這些能源，它們就是「能源的聖杯」，實在不需捨近求遠，使用昂貴、風險高，還把沒有能力處理的核廢留給子子孫孫的核電技術。
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