壹、國際能源署稱2050淨零氫能需占13%,歐盟採潔淨氫能策略計畫
2021年國際能源署(International Energy Agency,IEA)發布第1次「全球能源部門2050淨零排放路徑報告(NZE)」指出,2050若要達成淨零排放目標,氫能至少需占整體能源使用13%;2022年3月國發會發佈「2050年淨零碳排路徑圖」亦提及我國2050年電力供給氫能需占比9~12%。2023年版NZE稱再生能源和效率是減少化石燃料需求的關鍵,IEA提出關鍵里程碑,主要包括:1. 2030年全球再生能源發電裝置容量較2022年增加2倍,主要是太陽光電與風電;甲烷排放相對2022年要減少75%。2. CO2年移除量達1.7Gt。IEA建議努力的方向,主要為1. 2030年前還需要建設許多能源基礎設施,需要執政者、產業及民眾共同努力推動。2. 需要發展大量的負排放技術與低排放燃料,如CCUS (carbon capture, utilization, and sequestration)或DAC (Direct Air Capture)、氫燃料及永續生質燃料等創新技術在2030年前要取得快速進展。3. 加速全球潔淨能源投資(預估2030年代初要達4.5兆美元/年)。
目前氫能主要有2種:1. 綠氫:利用再生能源電解水製取,是最具前景和真正實現永續發展的製氫技術;2. 藍氫:利用天然氣和碳捕捉與封存技術製取,只要符合嚴格的甲烷排放和碳捕捉標準,也可稱為「潔淨」氫。因此,藍氫或許是一項有用的過渡技術。綠氫自始便在供應結構中佔據領導地位,並將在2050年占85% 的市場(逾5億噸氫氣當量),逐步發展成為最具競爭力的潔淨氫能技術。藍氫作為一項有用的補充和過渡技術,有助於在早期階段建立需求,並推動中東、北非、北美洲、澳洲等天然氣儲量豐富地區的氫經濟發展。歐盟的溫室氣體排放中能源系統占約75%,2020年7月8日歐盟執委會公佈能源系統整合與潔淨氫能戰略計畫,改善更有效方式以實現2050年淨零目標。氫能尤其是綠氫,是一種淨零排放的能源形式,可以應用於各種領域,包含能源生產、交通運輸、工業製造和許多其他領域,為各國實現永續發展目標的關鍵要素。
貳、德國認核能不是綠能,也不永續,且易衍生安全與核廢料問題
對擁核者來說,核能乃淘汰化石燃料及減緩氣候變遷的解方;但對反核者來說,核能衍生的安全問題和影響可能長達數個世代,而且依賴核能將拖延發展再生能源的進程,不應為短期的能源選擇而犧牲長遠福祉。經過數十年的推動,德國核能時代,於2023年4月15日將最後3座核能電廠正式關閉,為超過60年的核能時代畫下句點。德國環境部長施特菲蘭姆克(Steffi Lemke)解釋說:「德國政府的立場很清楚,核能不是綠能,也並不永續。」他補充說:「核能的風險終究是無法掌控的,因此淘汰核能可以讓我們的國家更安全,也避免製造更多核廢料。」德國走到終結核能的這一步,其實是經歷漫長的過程;1962 年德國第一座核反應爐開始運作,1970年代德國出現強力的反核運動,尤其1979年的美國三哩島核電廠部分熔毀以及1986年烏克蘭車諾比核災,都強化了反核聲浪,德國政府乃於2000年提案淘汰核能,並開始關閉核電廠。然而2009年的新政府,視核能為過渡至再生能源的必要技術,因而延緩關閉核電廠計畫。2011年日本福島核災爆發,使德國再確認「大規模的核災不可能發生」是沒有可信度的論點,應加速淘汰老舊核電廠,2023年4月15日德國最後3座核電廠終於正式走入歷史,為漫長的反核倡議劃下圓滿句點。
反核者一再強調核能的潛在風險,更指開採鈾礦所帶來的碳排放,以及輻射線造成的人體傷害,也是必須停止仰賴核能的原因。為了未來世代的永續與安全,必須及早做出正確選擇。全球正面臨亟需淘汰化石燃料、大幅削減碳排放的關鍵時期,縱使擁核者聲稱「核能在發電時不會產生碳排放」,但事實上在開採核能原料的過程,已對環境造成嚴重污染與大量碳排。此外,轉型使用再生能源是減碳的必經之路,若將重要資源投放至「暫時的核能」,將拖延再生能源的發展,更不利於永續環境的需求。據了解,德國目標在2030年前,將風能及太陽能等再生能源發電量提高至80%,並在2045年達到淨零碳排,而此刻關閉核能發電廠,表示再生能源更有機會成為優先選項。
参、IAEA資料顯示核能已逐漸被取代,多數國家決議邁向廢核
依《2022世界核能產業現況報告》,截至2022年7月1日止,共有33個國家或地區運轉共411座反應爐,較《2021世界核能產業現況報告》的統計減少4座,與1989年相比減少7座。和2002年高峰的438座,更下降27座。在2022年中,全球共有53座反應爐正在興建中,遠低於1979年的興建高峰234座、也與近10年內的高峰2013年少了16座,其中有5座機組在興建計畫後續遭放棄建置。由於興建新的核電廠非常昂貴,而且須耗費超過10年建置,即使是擁核的國家也無法輕易發展核能。根據2023年5月26日IAEA (International Atomic Energy Agency)資料顯示,全球共有422個運作中的核反應爐,不過發電量已從1996年的17.5%下降至2021年的10%,顯見核能在國際間已逐漸被其它能源所取代。事實上有許多國家正邁向與德國相似的廢核決策,包括:1. 丹麥:1980年代通過決議案,表示未來不再建設核能發電廠、2. 瑞士:2017年投票表決淘汰核能、3. 義大利:1990年關閉最後一座核反應爐及5. 奧地利:唯一的核電廠從未啟用過。
惟隨著俄烏及以色列哈瑪斯戰爭的衝擊,能源價格高漲、減碳壓力提升,國際上部分政府乃偏向納入核能作為能源選項。舉如,英國正在興建新核電廠;法國有高達70%核電,更計劃建置6座新核反應爐;2023年芬蘭啟用新的核電廠。而日本即使仍未解決2011年福島核災的後續衝擊,仍考慮重啟核反應爐中。
肆、我國2021年12月18日重啟核四公投案未過
2011年3月11日日本東北方海域,於日本時間下午2時46分發生規模9.0大地震和海嘯導致福島第一核電廠6座反應爐中有3座爐芯熔毀,造成輻射外洩汙染,使得福島縣12%的面積被劃入禁制區,至少16萬名當地居民自願或遭強制撤離與逾1.9萬人命犧牲,引發全球反思核能的危險,福島成為與車諾比在國際上有了不相上下的壞名聲。既使2022年時已歷經10年,但在日本國內這場災難的影響,仍給人一種無法抹滅的痛楚感,日本政府提出將大約100萬噸受污染的水排入大海的議案,激怒了當地漁民,起訴政府和福島核電站運營商的案件正進入日本最高法院的終審過程,核能引起災難仍給人類帶來極大焦慮。在福島核電站周圍半徑好幾公里的地方,至今仍有許多實物提醒人們那場恐怖災難景象。
日本福島311核災恐怖事件,成為全球包括台灣對核電產生最明顯的風向轉變,2018年我國政府決定2025年非核家園政策,減少核電、提升再生能源占比,甚至2021年12月18日舉辦四大公投案展開投票,雖正反勢力皆大力動員「四個同意」對決「四個不同意」,但受天氣等因素影響,投票率僅達41%,最終「重啟核四」、「禁止萊豬進口」、「公投綁大選」及「三接遷離大潭藻礁」等4項公投案的有效同意票皆未達門檻,但不同意票還是超過同意票,四大公投案因而都未通過。
近年我國核電議題又不斷再浮上檯面,對此環境部長薛富盛於2023年9月14日受訪時明確提出2點,第一,國家政策就是非核家園,已經非常清楚;第二,就科學角度,現在要求的是「資源循環」,也就是製程產生的廢棄物有沒有辦法處理或再循環。他強調要「以終為始」,事業單位在開發計畫中,就要規畫如何處理最終的廢棄物;從這個角度來評估台灣是否有辦法處理核廢料的問題,之前累積的核廢料是否有辦法解決等課題;「不能將事業生產完後,卻成為社會的問題」。
所幸我國擁有豐富的綠能資源,截至2023年底我國再生能源裝置容量已達17,916千瓩,其中太陽光電12,418千瓩,風力發電2,674千瓩,慣常水力2,104千瓩,生質能發電82千瓩,地熱發電7千瓩以及廢棄物發電632千瓩,顯示除太陽能與風能已有顯著成果外,其它綠能資源尚有極大發展空間,此外綠氫將在2050年占全球85% 的市場,我國宜加緊引進與發展潔淨氫能。
伍、我國計畫朝發展有特色的台灣氫谷
2022年6月27日工研院發表台灣2050氫應用發展藍圖,將推動發電、工業及運輸等低碳化,並研議在北、中及南部設立氫應用特色園區,打造亞太地區的氫能發展基地,形成有特色的「台灣氫谷」。如北部可發展氫能發電園區,利用現有發電廠,改作氫氣發電系統,提供北部的綠電。中部已有很多離岸風電,適合做為綠氫生產基地,並供中部工業園區使用。南部氫能園區則以提供重工業為主,藉由永安天然氣接收站,並增建氫氣接收站,即可提供鋼鐵業使用。據經濟部2023年4月發布的《臺灣2050淨零轉型「氫能」關鍵戰略行動計畫》指出,氫能是我國邁向淨零排放路徑上的重要角色,為因應未來氫能應用發展,宜透過政策推展,以達2050年淨零碳排總電力氫能占比目標 9~12%。2023年11月工研院綠能及環境研究所副所長萬皓鵬稱:台灣綠能有夢氫燃料發電開啟氫谷大門,國發會雖訂2050年再生能源發電占比達60~70%,屆時台灣自產氫氣不足,約75%仍需仰賴進口,之所以發展氫能,主因台灣出口為主,工業要減碳,目前氫能乃國際供應鏈「減碳」必要之手段。
結論
不少政府和擁核者聲稱「核能是減緩氣候變遷的重要工具」、「核能可做為過渡至再生能源的選項」;反核者則不斷強調核能的潛在風險,更指出開採核電廠所需鈾礦會帶來碳排放,以及輻射線造成的人體傷害,也是必須停止仰賴核能的原因,為了未來世代的永續與安全,必須及早做出正確選擇。德國2023年4月15日關閉最後3座核電廠,為超過60年的核能時代畫下句點,德國政府的立場很清楚,核能不是綠能,也並不永續,且核能的風險終究是無法掌控的,因此淘汰核能可以讓國家更安全,避免製造更多難處理的核廢料。根據IAEA資料顯示,核能在國際間已逐漸被氫能、太陽光電與風電等綠能取代,德國目標在2030年前,將風能及太陽能等再生能源發電量提高至80%。
我國擁有非常豐富的綠能資源,2023年11月工研院綠能及環境研究所副所長萬皓鵬更稱:台灣綠能有夢,氫燃料發電開啟氫谷大門,若能有效適時推動,並加以運用,對於台灣即將增建各類AI研發及製造中心,並帶動其連鎖製造工廠駐臺所需用電,應能應付有餘並可達成2050淨零目標。
作者張泉湧/歷任飛航總臺主任氣象員、民航局組長及多所大學兼任副教授,著有網路《全球沸騰張泉湧專欄》及《圖解全球暖化之危機與轉機》、《全球氣候變遷─危機與轉機》與《圖解大氣科學》第三版等書
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