老核电厂除役拿再生能源或SMR替代?专家评估:都不划算

维吉尼亚州的北安娜核电厂,有2座950百万瓦的反应炉,已运转超过40年。美国核管会评估小组经过相当仔细的分析,表示继续让这2座反应炉运转至80年,是最合理且划算的选择,其他旳替代方案都不可行。(图/Dominion Energy Virginia )

坚持非核家园的政府,面临老核电厂除役后的缺电问题时,往往会提出「拿再生能源替代」的意见;再后来,反核政府还会拿新一代的核电技术,比如小型模组反应炉(SMR)当成塘塞的理由,称「旧反应炉依法规除役,待新核电技术成熟后再安装」,这样的争执似乎无限循环,问题无解。对此,《核子工程国际》(Nuclear Engineering International)一篇分析报告指出,旧核电厂最好的方案就是继续延役使用,再生能源的土地需求面积很大,而SMR则显得多此一举。

该篇报告以维吉尼亚州的北安娜核电厂(North Anna Nuclear Generating Station)为例,该电厂有2座950百万瓦的压水式反应炉,1号炉于1978商转,2号炉于1980年商转。该电厂于2003年就获得延役20年的许可,也就可以运转到2038、2040年。

然而,再那之后,该电厂是要除役还是继续运转?美国核管会(NRC)正在评估此事,提出了一份环境影响报告 (EIS),其中包括「更新核电运转许可」,与「替代方案」对环境的影响进行比较。

报导称,NRC 工作人员评估了 16 种不同的潜在替代方案,其中包括太阳能、风能、海上风能、波浪、潮汐、生质能、水力、地热、燃料电池、小型核反应炉,以及不建造。另外还有5种都涉及天然气燃烧,不符合清洁能源标准,此在此直接跳过不论。

其中之一是太阳能光伏发电,假设太阳能容量系数25%,提供7,600 百万瓦时(MWe )的太阳能容量,就需要19,000 公顷的土地。维吉尼亚州多米尼恩能源公司 ( Dominion Energy Virginia ) 已经「积极推动」光伏发电策略,没有余力再扩充,因此NRC评估小组表示,此方案不可行。

其二方案是风能发电。在这种情况下,假设陆域风电的容量系数为40%,这将需要 4,750百万瓦的风电容量。然而维吉尼亚州目前没有公用事业规模的风电场,而且陆上风电的潜力也很有限。

因此,第三方案就是离岸风电,评估小组假设离岸风电的容量系数较高,设为 50%。所需容量降至3,800百万瓦,但是仍然需要 93,000 公顷,这显然超出了维吉尼亚沿海水域可用于风能发电的面积。

第四与第五方案是波浪能与潮汐能,很快就被认为是不成熟的技术。

生质能、废物转化能也被列入考虑,而且电力公司也已经有这两种类型的电厂,但额定功率只有50百万瓦,如果要拿来替代核电厂,至少要38座。技术上来而,建造新的生质能发电厂问题不大,但是有那么多生质能材料可以燃烧吗?再者,生质能烧到如此规模,那种碳排量将会极为惊人,还能算是环保的再生能源吗?

地热只存在于方案选项而没有考虑,因为维吉尼亚州没有地热站点;该州倒是有水力,而且是美国最大的水力发电站之一:3,000百万瓦的巴斯县抽蓄式水力电厂(Bath County Pumped Storage Station),但由于「水资源的竞争需求,以及公众对环境影响的反对」,再兴建水力发电,其困难程度不亚于核电厂。

评估小组也驳回了「不建造」这个选项,因为该州的城市与人口都很多,购买外州的电力有着高度风险,而且比自行发电更昂贵。

最后,评估小组也考虑了燃料电池,但是很快就发现,燃料电池有经济和技术上的障碍,如果要用发电,至少需要200枚10百万瓦等级的大型燃料电池,它们在成本上毫无有竞争力,相当于每度电6,639 美元(约21万新台币)。

在驳回了大多数替代方案后,评估小组考虑了两个「合理」的选择:其一,用 5 台 SMR小型模组式反应,取代现有的2具950百万瓦压水式反应炉。 其二,用风力发电、太阳能发电,与1座SMR反应炉做为混合使用。

评估小组表示,SMR方案对环境影响很小,只是在视觉上,它可能会让周边居民感到疑虑,主要是因为在某些天气条件下,冷却系统可能会产生较大的凝结蒸气。

至于SMR与风光发电一起使用的混合解决方案,土地使用面积仍然很巨大,太阳能发电和储电设施至少要8,000公顷的土地;离岸风电部分将需要大约247平方公里的面积。

至于社会经济和交通影响,这两种方案都是「中等到大」。因为在施工期间,都需要大量劳工,这会产生工作机会,但也会增加交通量。但是进一步分析又发现,就业机会只在施工期间,营运后的管理中心,大多在城市的办公大楼中,因此「就业机会可能很少,而且分散在整个地区,不会对当地经济产生明显正向影响。」

终于到了下结论的时候, 评估小组得出的结论是,最佳方案就是老电厂延役使用,其他的再生能源和低碳/零碳发电的混合组合,对环境的影响更大,而且也不会创造明显的经济价值。