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今后的替代能源?
核电神话破灭

【作者: 江之川】2011年05月09日 星期一

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「暑」一字是日本去年票选出的年度汉字,是最能代表日本社会现象的一个字,理由是去年日本的酷暑创下史上最高平均气温,不少人中暑热死,菜价高涨,森林里的动物闹饥荒还跑到人居住的地方捣乱,冷气也主张到摄氏28度才启动使用。今年会是什么情形呢?很多日本人不敢想。福岛核灾导致供电不足,势必让今年的夏季更加难过。


本来预计三月底就要退役的福岛核电厂,却让日本吓出一身冷汗,老天好像开了全世界一个玩笑。事实上日本于去年六月才修改了能源基本计划,明确表示出于对地球暖化及摆脱石化燃料的依赖,确立扩大核电的发展。目标是到2030年设立十四座核电厂,将核能和可再生能源等「零排放能源」比例提高70%以上,一半以上的电力来自核能。但现在,计画全部中止。


核电受到各国政府青睐

其实不只日本,全世界各国对于核电安全都在近几年来调整到相当信赖的程度,普遍接受核电是既安全洁净,成本低且可大量生产的好用能源。美国总统欧巴马一直以来都主张使用绿色能源,去年解除了长达三十年的核电厂牌照申请禁令,韩国总统李明博对兴建核电厂的推进更是令人印象深刻,提出在国内增建十一座新厂的计划,希望2030年前达到41%的核电供应水准,这个目标跟目前美国的20%、日本的30%核电供应比率更加大幅提高。


亚洲的新兴经济体如中国、印度、越南、印尼等,为了应付快速增长的经济,核电的发展兴建更是进入高峰期。根据世界核能协会的统计,到2011年3月为止,全球预计兴建的158座反应炉中,日本占76座,亚洲占82座。亚洲是兴建核电最大的市场,可是真正使用核电的大国是位在欧洲的法国,国内77%的电源使用核电。德国主要使用煤炭火力发电46.1%,其次是使用核电的比例为23.5%,然而其国内主张关闭所有核电站的声浪不断。德国政府原本承诺2020年前关闭国内1980年以前建造的核电厂,没想到之后总理Merkel重申对核能安全的信心,准许国内十七座核电厂延长运作十二年,引起许多争议和反对。


在石油价格步步高升,全球一片关注暖化议题的呼声中,核电原本是最佳的化石燃料替代品,可是现在安全神话破灭,就连在国际间被视为安全标准很高的日本都会出事,那么其他经验更少的国家该怎么面对核电使用风险?核电安全就好像飞行安全一样,发生事故的机率虽然很低,但一旦出事就必死无疑。


分散式能源系统

这次日本发生规模9.0的强震凸显了一件事:地壳环境的变化越来越剧烈。有人甚至认为拥有地震、海啸、火山、台风等各种主要自然灾害的日本,根本就不适合兴建大型集中式的能源系统。


所谓「集中型」就像大型核电厂及火力发电站,日本这次地震后不得不采取停电措施的最大原因,是因为除了核电站受损,许多沿海的火力发电站也受到破坏。大型集中的电源系统在灾害频繁的日本显得非常脆弱。因此,日本对于替代电源的讨论有一项重要的考虑,就是替代能源系统是集​​中型向分散型的转换。


目前在日本受到讨论的替代能源方案有四个:太阳光发电、风力发电、生物发电、地热发电,这四种皆属于分散型能源系统。四个方案各有优缺(见表1),重点在:这四个方案的成本跟2.2元/kWh的核电相比都太高了,太阳光发电成本甚至是核电的九倍!也许再经过一段时间,核灾的恐惧慢慢远离,核电站的兴建计画又会再度恢复。


日本讨论中的四个核电替代能源方案<资料来源:日本财团法人原子力安全技术中心>

 

核电替代方案,再生能源项目

 

太阳光发电

风力发电

生物发电

地热发电

发电成本

18元/kWh

3.7-5.2元/kWh

依资源种类而所不同

3~8.1元/kWh

优点

洁净能源最佳替代方案

停电期间也能发电

能源来源无限

不会产生污染物质或CO2

各种废物利用,
食品丢弃物,
家畜排泄物等等

可24小时稳定发电

缺点

发电设备成本高
需要较大的空间
夜间无法发电

风向风速不稳定问题
低频噪音问题

废物处理成本高
发电效率低
气味发散问题

只限有地热之处
发电规模小


替代能源加速实作

虽然替代性的再生能源无法轻易落实,但是日本这次的核灾的确带来一些思考,特别是加速了替代能源的日常实作。在日本利用燃料电池的地方政府逐渐增加中,他们针对由太阳能电池及蓄电池与燃料电池组合的住宅进行验证。从液化石油气提取出氢气,通过固体氧化物型燃料电池(Solid oxide fuel cell, SOFC)进行发电,同时将产生的余热来生产热水,据说这样的发电效率跟火力发电站不相上下。


今年六月开始,日本家电厂商将推出「家庭蓄电池」,推出时间原本计画是明年,但是因为电力不足的困境提前开卖。其使用原理就是在房子户外加装太阳光电板,储存在家庭蓄电池内,另外可以利用家用插座于夜间进行充电以供应白天的电力使用,家庭蓄电池可以作为一个额外的家用电来源。


法、德、中、韩四国的发电来源构成比<资料来源:财团法人日本原子力文化振兴财团>

 

法国

德国

中国

韩国

核电

77.10%

23.50%

2.00%

34.00%

水力

10.00%

3.00%

16.70%

1.50%

煤炭

6.00%

46.10%

78.90%

43.20%

石油

1.00%

1.70%

0.50%

3.00%

天然瓦斯

3.90%

13.90%

1.90%

18.30%

其他

2.00%

11.80%

0.00%

0.50%

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