核电与气候变迁的关系 绿盟邀美专家讨论「核电延役」逻辑
▲美国宾州的三哩岛核电厂(Three Mile Island Nuclear Generating Station)曾在1979年发生全美最严重的核事故。(资料照/路透)
● 莱曼博士(Edwin Lyman)/绿色公民行动联盟整理口译内容
忧思科学家联盟(UCS)是一个自1969年成立的美国非营利组织,50多年来,一直是核电安全和维安监督团体。我们既不支持核电,亦不反对核电。我们认为,如果核电要在电力系统发挥作用,就必须确实评估和有效解决核电的安全、维安、核武扩散,以及成本问题。
核电与气候变迁
在经过数十年的发展停滞之后,核电作为一种低碳替代方案正在世界各地再次受到关注,核电可以帮助消除化石燃料的使用,并减缓气候变迁,或有可能为资料中心运作人工智慧提供电力。
核电在美国与其他国家,被称为是「清洁能源」,然而,核电并不「清洁」,与风电、太阳光电等其他低碳发电方式相比,核电有许多缺点,如:释出高放射性物质,这类物质会危害环境,以及带来公共卫生风险。同时核电的围阻体必须要达到某种程度,方能确保安全,所以核电并不必然「清洁」。
全球在2011年目睹,3座机组在福岛核灾发生炉心熔毁。并释出大量放射性物质及污染,所以核电有其潜在的风险。
除核电厂本身营运的物理安全问题,核电厂的维安问题也是重要考量,首先,即使核电厂的内部安全运作,核电厂本身极容易受到破坏或军事攻击。正如自2022年俄罗斯入侵乌克兰以来,世界已然看到,乌克兰札波罗热(Zaporizhzhia)核电厂已成为军事冲突的目标。
核电厂发生事故的可能性极高,或由于意外砲击,或由于核电厂周围军事冲突,或出于蓄意攻击,使核电厂成为武器。
核电还有核武扩散的问题,核电的独特之处在于,和平用途的核电厂相关设施,可能会遭滥用,制造核武。
即便是以和平的目的发电,核电也会产生高放射性物质,并做成武器,如北韩,危险就不言而喻。
核电会产生高放射性废弃物,并且在数十万年内都具有危险性,目前唯一安全处置核废料的方式就是掩埋于深地质处置场。全球使用核电的国家很多,只有芬兰确立并兴建深地质处置场。在美国等其他先进国家,对于核废料的长期解决方法,并无进展。
此外,核电在许多国家其实相当昂贵。在某些国家,经比较发现,核电比化石燃料发电还要昂贵,相较风力发电及太阳能发电,核电也不便宜。
增加核电? 能否安全且经济地扩张仍尚待解决
现在,关于扩张核电的讨论又重新出现,核电发电量可能增加3倍,才能在未来数十年内完全取代化石燃料,满足既有的供电需求。想要满足人工智慧资料中心的额外需求,核电供电量得远远超过既有需求。但这表示我们需要延长现有核电厂的使用年限吗?或是重启已经除役核电厂吗?
现在全球约有400座正在运转的反应炉,若要满足我们的电力需求完全依赖核电,代表这400座核电厂在运转执照届满后,必须全数延役。
美国有些机组因经济因素关闭。现在有人提议,使这些核电厂重新运转,包括1979年发生熔毁的三哩岛反应炉的姐妹机组。也有人提议,让现在正在运转中的核电厂功率增加25%。
若要在未来使核电发电量增加3倍,代表将要在未来30年、每年持续兴建数十座核电机组。这样的大规模扩张,势必会引发关于是核能能否在全球安全地运转,同时也要确保不会大幅增加成本。因此,核能是否能安全且经济地扩张,仍是尚待解决。
美国核电机组群2/3机龄已超过40年
延役在美国称为执照展延,美国最初所核发的执照是40年,这代表在2030年前,几乎所有的核电厂都会除役。为解决执照届期的问题,美国的核能管理委员会打算使运转中的反应炉执照延长20年。目前几乎每座核电厂都已获得执照展延,因此,目前美国核电机组群中有超过2/3的机龄超过40年,全体平均机龄约为43年。
此外,管制机关制定程序,让核电厂可以申请二次20年的执照展延,使机龄达80年。至今已有3座核电厂,6座反应炉,实际获得延役20年。甚至还有关于第三次20年延役的讨论,这允许核电厂,运转至100年。
核电延役的逻辑为何?
核工业所提出的基本理由是「核电厂如同经典老车,妥善保养,就永远可以上路」。核电厂真的可与老车相提并论吗?核电厂实际上远比老车复杂,即便我们可以定期检查与维修机组,以因应机组老化所引起的退化,却仍有部分零件既无法修复,也无法更换。
例如,钢制反应炉压力容器,系用于驱动核连锁反应,以产生能量,当反应炉压力容器持续受到核分裂所释放的中子撞击,遂使金属脆化,或实际上使金属成为可能破裂的脆性材料,反应炉因而存在的裂开风险。
腐蚀过程在核电厂内部持续发生。由于高热、水、化学作用,乃至于辐射影响,核电厂内部环境十分严峻,使得核电厂内许多金属零件产生裂缝。
用于在发生火灾时输水的消防系统管线,绝大部分位于地下。地下另有储槽。这类设备在设计之时,原本就无意更换或维修。但电缆周围的绝缘层会受到热和其他环境因素影响,造成劣化,因而导致火灾风险增加。
核电厂设有大量的电缆,数公里的电缆遍布各处,而这类电缆最初并不打算替换。但是电缆周围的设施会受到高温和其他环境因素的影响,最终会导致老化,从而增加火灾风险。
同样关键之事在于,用来防止放射性物质泄漏的钢筋混凝土围阻体,在核子反应炉炉心出现故障时,可否发生作用。以压水反应炉大型钢筋混凝土的围阻体为例,我们可以看到,围阻体本身也会受到多种因素的影响,而随着时日渐长而减弱其强度,并可能发生化学反应,导致老化、劣化。
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