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Economist Mar 10th 2012

「美國貼補核能只有一個理由」，麻省理工的Ernest Moniz說。「就是氣候問題。」他說到重點。21世紀的碳排放量，在2020年前就會超過整個20世紀。這樣的排放規模，有帶給人類或大自然(或兩者同時)災難的真實風險。核電不會直接造成碳排放，應該會讓事情好轉。

根據普林斯頓大學的Robert Socolow跟其團隊的計算，如果能將全球火力發電的700百萬瓩，全都用核能取代超過50年 — 大概是現在全球核電容量的3倍左右 — 每年的二氧化碳排放量將可以降低37億噸。要在同樣時間換掉現有電廠，意味著興建核電廠的速度，要比中國從現在到2020間的破紀錄興建速度還快上三倍，且連續做上50年。但即使這樣做，也僅是杯水車薪。2010年的工業碳排放量是約莫300億噸，且以每年3%的速度成長。即使這樣狂建核電廠，也只能抵銷4年度的碳排放成長量。

沒有哪個科技能夠單獨解決氣候問題。即使是結合各種科技，如現在的藥方 — 再生能源、核能、節能 — 看起來也很難解決。要讓氣溫增加控制在2°C以內，工業國經濟體需要在2050年前減碳80%。而這個挑戰的真正規模，並沒有被廣泛地了解。美國加州一直是節能的領頭羊，一份針對加州減碳的全面性報告指出，以現有的科技，加上合理推斷，最多也只能減少60%。如果加州做不到，「那也沒有其他人做得到」，研究報告主持人，勞倫斯利福摩爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)的Jane Long這樣說。

但要接近這樣的目標，多一些科技在手上總是比較容易完成。即使核能只能做出一點點貢獻，也可能值得一試。國際能源署2011年的世界能源展望報告指出，在現在到2035年間，如果OECD的成員國不再建核電廠，其他國家對核電的雄心減半，那要把氣溫上升控制在2°C上限的經費，將會多花上1.5兆美元。一大部分的原因是，這些經費得花更多在再生能源上。



長久以來積極投入再生能源、且對核能有潔癖的德國，提供了一個例子。在福島事件後，德國決定完全廢核。這意味著損失的電容量，將必須使用更多的再生能源來彌補，但德國也必須建造新的化石燃料電廠，以及從法國進口核電。新的電廠也許是燒天然氣，排碳量比快退役的煤炭電廠少，也許得以控制住碳排放量。但根據瑞士銀行的報告，工業用電戶的實質電價，在2020年前可能會上漲超過60%。柏林工業大學的Ottmar Edenhofer說這真的是中間路線。

而電力市場，也需要重整。利用許多再生能源發電，讓使用化石燃煤的反應爐日子越來越難過，陽光普照或是風力強大時就得關閉，情況倒過來時則需要幫忙補上電力缺口。德國也許得付錢建化石燃煤的電廠，即使這樣的電廠沒有運轉，或是保證報酬率，才會有人願意投資。

但即便再生能源很昂貴，建核電廠也一樣；英國為了達到減碳標準，而準備建核電廠的高額帳單，應該會讓許多人不再幸災樂禍。從供給端來看，要取代燃煤發電廠、減少碳排放量的方法就是使用天然氣，每百萬瓦/小時約可以減少一半的二氧化碳。而要支持一座核電廠則會貴上許多。

而替代能源也隨著技術進步、大規模生產及市場競爭而變得越來越便宜。而長遠來看，越來越便宜的技術，預期將可以擠掉越來越貴的技術。在低碳世界中，當再生能源竭盡可能地被利用時，核能在各種用電需求中的角色會被抑制住。



碳排放問題，是一些環保人士轉變成擁核者的原因。但他們所想的，是一種令人興奮的新計劃，而非又慢又貴，只對減碳勉強有點幫助的壓水式反應爐。現在有許多其他種類的反應爐設計，各有支持者。由OECD核能署所統籌的一個國際團體，第四代論壇(Generation IV International Forum,GIF)，正以上述的想法討論許多方案、設計原型機，他們宣稱各種機型都得以改善現存機型的缺失。

但這些新反應爐能解決的問題，多數是核能界希望解決的問題，而非真正面臨的問題。第四代反應爐跟其他種類的設計，多數是利用高度裂解燃料跟未緩衝中子的「快」反應爐；這些反應爐可以同時消耗跟創造相當數量的鈽。如果可裂物料很缺乏，這可能會是個優點。但鈾一點也不缺，且只佔了核電成本的很小一部份。要讓新的核燃料，能解決反應爐運轉上所碰到問題的前提是，這些新的核燃料被廣泛使用。新反應爐所需要的，是一個可以在一開始就讓其大受歡迎的優點。

目前來講，生成鈽的確是個缺點。勸阻擁有核能、或想擁有核能的國家不要藉由再處理，來取得反應棒裡面的鈽，是阻止核擴散最優先的工作(另一項主要工作，是要讓新的核能國，不要發展自己的濃縮系統)。如果既有的核子強權，可以自己先停止再處理(正如英國所做的)，也許還可以說服其他國家(比如說南韓)不要開始比較好。而新世代的鈽增殖反應爐，將會讓前述的努力全部白費。

沒錯，其他種類的增殖反應爐還是可行。熔鹽反應爐(Molten-salt reactors)，可將燃料保持在液態，並可將自然界已非常豐富的釷，轉化成一種自然界不存在的鈾，鈾233。這種鈾無法做核彈，也無法變成鈾235或是鈽。所以釷熔鹽反應爐是能自身增生燃料，卻又不助長核擴散的可能方法。

就跟其他第四代反應爐的設計一樣，熔鹽反應爐也有一些未知的安全問題；但雖然安全性是進入市場的一個條件，也並不代表就會勝利。如果第三代反應爐運轉地很好，又被證明很安全，何必升級?如果第三代反應爐不安全，誰還會信任第四代反應爐。要取得勝利的條件將會是價格。

在此刻，想讓核電廠成本價低的人，大概不會寄望20年內也不知道可否完成的第四代巨大反應爐。他們反而想得是「小」。尤其在美國，發電量最高到達300百萬瓦的小型反應爐(small Modular reactors, SMRs)正風靡。一些反應爐是縮小版的壓水式反應爐，比如說Babcock & Wilcox公司發電量100百萬瓦的mPower。其他的則更為奇特。

Think small
往小想

這樣的反應爐，可以進到現在大型反應爐無法進入的市場。許多事業 — 跟小型國家 — 對於以百萬瓩起算的電廠沒甚麼興趣：他們寧願一次興建一個發電量約100萬瓦的電廠。小型反應爐也許可以應用在新的地方，也許是海水淡化、區域供熱、或甚至是運輸。中國物理學家何祚庥，就批評中國政府急於推動興建許多大型壓水式反應爐。他認為可以用在船舶上(軍用商用皆可)的小型反應爐，也許是個訓練工程幹部跟設計幹部的好方法。

小型反應爐也可以放在地下豎井，可降低土建費用。也許最光明的是，這些小型反應爐可以建在工廠裡，而非整個廠區。這應該會讓工事不會那麼容易延遲。一個工廠如果一年建十個這樣的反應爐，透過漸進式的改善，幾年後可能會對精簡成本有很大的貢獻 — 數字經濟而非規模經濟。(譯按：最後一句的意思是，通常規模經濟是因為規模夠大而得以節省成本，小型反應爐反而是反其道而行。)

但這些優點加起來，不代表為小型反應爐的未來下結論。Babcock & Wilcox宣稱，發電量100百萬瓦mPower的每千瓦隔夜發電成本，大概跟那些大型壓水式反應爐差不多，如AP1000。但在一個長久以來堅信規模經濟的產業中，許多人對於小型反應爐的發電成本，可跟大型反應爐發電成本相當一事存疑。領導先進第三代反應爐(GE的經濟性單純化沸水反應爐,ESBWR)設計的Atam Rao認為，這樣的論調「完全是狗屁」。比如說控制系統，是無論大小反應爐都需要的設備。在小反應爐上提供這樣的控制系統，成本一定會被堆高。會有任何廠商真的認為放十座小型反應爐、十座控制系統在廠內，比放一個大型壓水式反應爐好嗎?除非已經在別的地方有運轉的實績，且夠經濟。

說到底，這是核能新方案支持者的最大問題。如果有一個根本上的新科技，而不是那種漸進式的改進方案，這種新科技需要的不只是研發；還需要被配置，且沒有人會採用，除非產業界親眼見到這種新科技有效。是美軍首先在潛艇上面裝載反應爐，才說服全世界說，反應爐可以拿來用來發電。也是裝載這些反應爐的經驗，才讓李高佛能在50年代知道「可能可以成功的想法」跟「真正能落實的想法」之間的差異。而60年後，這些看起來還是重點：

一座實驗/學術性反應爐或電廠，幾乎都有下列基本特徵：
(1)簡單。
(2)小。
(3)便宜。
(4)輕巧。
(5)很快就可以建起來。
(6)使用目的非常有彈性。
(7)不太需要發展什麼。通常都會用現有的料件。
(8)這種反應爐還在研究階段。沒有人在興建這種反應爐。

另一方面，一座實際的反應爐則有下列特徵：
(1)現在真的有在興建。
(2)進度落後很多。
(3)需要鉅款來發展一些看起來瑣碎的物品。
(4)非常貴。
(5)因為工程上的問題，需要花很久才能蓋完。
(6)巨大。
(7)笨重。
(8)複雜。

創新者需要冒險，去嘗試他們的想法以及學習。他們在沒有管制的市場興旺。他們很依賴創投的資金，而這些資金跟建一個小規模反應爐的資金比起來，是小巫見大巫。他們也需要被獎勵。而反應爐的建造商，無法冒任何可能影響到安全性的險，他們也不能去嘗試很多新東西，因為那太昂貴了。且即使成功了，他們所要提供的也僅是商業用電。電廠無益於根本上的創新。

如Philippe Jamet所說的，反應爐會持續幾個世紀；這門科技，從它自己的角度來看，還很年輕。核能的持久性跟慣性，讓即使出現福島這樣的災難，也無法將它從世界上抹去。但這樣的特性也讓核能無法快速成長。一般來說，能源的各種科技，經過幾十年後，都很成熟跟成功。而即使在這樣成長緩慢的領域，核能看起來還是落後。這並不代表核能最後不會扮演很重要的角色，而是意味著，核能需要花很久的時間才能到達這樣的地步。在反應爐內部，事情在毫秒內就會改變。但在外面，需要花上一輩子的時間。

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