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專訪|一文看懂新核能SMR 專家:對台灣合適發展但2030後才有機會

能源
2024/11/29 19:58
六百 文章

【記者王良博/台北報導】行政院長卓榮泰日前表態,不排斥新的核能科技,並在工商早餐會和業界承諾對核能新技術的研究,保證到2030年不缺電,引發「核綠共存」的討論,目前國際備受矚目的新核能科技是「小型模組化反應爐」(Small Modular Reactor,SMR),可視為小型核電廠,具備較安全優勢。究竟什麼是SMR?跟傳統核電廠有什麼不同?《知新聞》採訪清大工程與系統科學系教授李志浩。

專家分析,近年國際間開始關注SMR,主因是氣候變遷衝擊,燃煤、燃氣發電都有缺點,而再生能源又需要高昂的儲電成本,才讓大家又注意到核能發電,不過,在政府態度不明、人才缺乏下,台灣若要成功發展SMR,應該要等到2030年之後較有機會。

中國大陸在海南省興建的「玲瓏一號」小型核反應爐2023年8月10日空拍景象。法新社 zoomin
中國大陸在海南省興建的「玲瓏一號」小型核反應爐2023年8月10日空拍景象。法新社
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國內最後一台核電機組、核三廠二號機運轉期明年5月17日屆滿除役後,台灣正式邁入「非核家園」,不過,行政院長卓榮泰日前接受《彭博》專訪指,「我當然期待新的能源技術,有朝一日能夠沒有核安顧慮、沒有核廢料處理(問題),社會也能夠集體有共識,政府採取非常開放態度。」藍委賴士葆解讀,卓榮泰所稱的新核能技術就是「SMR(先進核反應爐、小型核電廠)」,引發外界討論小型模組核電廠是否會是解決能源問題的良藥 。

對「核綠共存」議題,工商協進會理事長吳東亮日前和行政院長卓榮泰早餐會後轉述,院長主動提到,全面盤點電力,一直到2030年,保證絕對不會缺電,也承諾對核能新技術研究,這是以前沒有聽過的,對於新核能抱持開放的態度。

國內對SMR尚處於討論階段,但歐美許多國家都已積極推動SMR計畫,根據IAEA統計,全球有超過80多座SMR的設計和概念,多數處於不同的開發階段,有些據稱可在近期部署。目前,阿根廷、中國和俄羅斯有4座中小型反應器處於建設後期,多個現有和新核能國家則正在進行中小型反應器研發。 

法國總統馬克宏2021年10月中旬宣布「法國2030再度工業化計劃」,預計將挹注約10億歐元的公共資金,扶持SMR與先進模組化反應爐發展,促進永續能源轉型。美國能源部(DOE)10月16日宣布開放接受高達9億美元申請,以支援SMR的部署。英國政府2021年11月宣布計畫投資2.1億英鎊用於中小型反應器的研發。 

AI與資料中心的用電需求飆增,同時也需要兼顧清潔能源目標,新一代核能技術「小型模組化反應爐」(SMR)正吸引科技巨頭目光,近期微軟、Google、亞馬遜相繼與核能供應商簽訂協議購買核電,總計投資數十億美元,宣告「核能AI時代」來臨。

行政院長卓榮泰多次釋出對於核能新技術抱持開放態度。資料照片 zoomin
行政院長卓榮泰多次釋出對於核能新技術抱持開放態度。資料照片

科技業對SMR寄予厚望

淨零排碳是全球共識,科技業需要乾淨、可靠、穩定的綠能供應,目前科技業主流看法對SMR寄予厚望,究竟什麼是SMR?SMR跟傳統核電廠有什麼不同?《知新聞》採訪清大工程與系統科學系教授李志浩,一次說清楚。

首先,傳統型的核電廠,例如核一廠、核二廠等,都屬於大型的核電廠,發電的功率很高,可以穩定供電。以目前仍在運作的核三廠二號機來說,發電功率高達951MW(百萬瓦)。

李志浩說,SMR的發電原理和傳統核電廠並無不同,但功率變得比較小,大多數功率在300MW以下。此類小型的核電廠,過往被用於核子潛艇、航空母艦等,技術發展已久,「現在只不過是把它搬出來用於發電。」

賴清德曾說不排除任何有助於淨零的能源方案,包括未來新的、先進的核能技術。總統府提供 zoomin
賴清德曾說不排除任何有助於淨零的能源方案,包括未來新的、先進的核能技術。總統府提供
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SMR和傳統核電廠原理相同

李志浩分析,SMR因功率較小,因此特別安全,安全性是傳統核電廠的上千倍以上。

他解釋,傳統大型核電廠產生的熱能太大,需要透過強制性的水循環,來進行冷卻、確保爐心不會融化而發生核災,但SMR因為功率小,即便遭遇停電、地震等無法使用強制水循環冷卻的情況,也不會發生核災。

另外,李志浩說,傳統核電廠佔地遼闊,SMR需要的空間則比較小。

傳統核電廠的發電功率,比SMR更高。圖為核一廠,取自台電官網 zoomin
傳統核電廠的發電功率,比SMR更高。圖為核一廠,取自台電官網

至於SMR為何過去沒有被大量使用,李志浩說明,主因是經濟問題的考量,「蓋大的比較賺錢」,傳統大型核電廠跟SMR就如同火車與汽車,一部火車上的乘客如果人人都改為開車,汽車的費用加起來就相當高昂。

他強調,要降低SMR的成本,就是要讓所有SMR都長得一樣,也就是「模組化」的概念,成本才會比較划算。

不僅如果,李志浩談到,過去對核電廠的安全要求沒有那麼高,「因為大家認為不會出事」,後來對於核電廠安全性要求日益提高,因此安全性大幅增加的SMR就受到矚目。

李志浩分析,SMR因功率較小,因此比較安全。圖為李志浩站在一個小型核反應爐模型旁邊,此反應爐模型並非SMR,陳卓邦攝 zoomin
李志浩分析,SMR因功率較小,因此比較安全。圖為李志浩站在一個小型核反應爐模型旁邊,此反應爐模型並非SMR,陳卓邦攝

SMR「模組化」才能降低成本

針對目前國際間SMR的發展現況,李志浩表示,不同的SMR設計有差異,俄羅斯已有「移動式SMR」,是把2個SMR放在船上,「哪個地方缺電,船就開到哪裡去」,已經於2020年開始發電。另外,中國大陸預計2026年,要在海南省建置SMR發電。

他也提到,有些SMR除了小型化,還有其他特色,如微軟創辦人比爾蓋茲的公司TerraPower,打造出號稱不用更換燃料棒,可把核廢料再利用的SMR,能大幅減少核廢料的產生。

李志浩分析,近年國際間開始關注SMR,主要原因是氣候變遷衝擊,燃煤、燃氣發電都有缺點,而再生能源又需要高昂的儲電成本,才讓大家又注意到核能發電,SMR雖然發電成本高於傳統核電廠,但比較安全,且模組化設計能壓低價格,成為能源新選項。

相較於傳統大型核電廠,SMR具有安全性較高的優點。圖為清大人員正在檢查校內的微型核反應爐,此反應爐並非SMR,陳卓邦攝 zoomin
相較於傳統大型核電廠,SMR具有安全性較高的優點。圖為清大人員正在檢查校內的微型核反應爐,此反應爐並非SMR,陳卓邦攝

「SMR船」哪邊缺電就往哪去

至於台灣是否適合發展SMR,李志浩直言「是一個適合的道路」,因為再生能源當中,太陽能佔地大,風力發電則需要搭配儲電裝置,SMR會是好的選項。

他也說,SMR可放在用電量很高的科學園區附近,但也可放在遠離人群的地方,避免影響民眾觀感。

然而,李志浩坦言,目前台灣SMR的發展,仍停留在紙上談兵的階段,主要困難在於,政府對核電態度曖昧不明,「不說不,也不說支持」,會讓學研機構不願投入。

另外,李志浩強調,人才是一大問題,政府對核電態度不明,加上科技業高薪聘雇工程人才,導致很少人願意投入核能相關領域,缺乏此類人才。

中國大陸在海南省興建「玲瓏一號」小型核反應爐,圖為2023年8月10日的空拍景象。法新社 zoomin
中國大陸在海南省興建「玲瓏一號」小型核反應爐,圖為2023年8月10日的空拍景象。法新社

政府態度造就核能人才缺乏

不僅如此,李志浩直言,SMR雖然比傳統核電廠安全,可是核廢料不一定比較少,有些SMR的設計,甚至會產出更多的核廢料,目前台灣民眾普遍無法接受核廢料,政府必須告知民眾,核廢料的存放「可以做到多安全」,才能讓民眾接受,進而發展SMR技術。

李志浩也預估,在政府態度不明、人才缺乏的情況之下,台灣若要成功發展SMR,應該要等到2030年之後,美國等其他國家的SMR陸續開始運轉,台灣才比較有機會以SMR發電。

李志浩直言,台灣若要發展SMR,人才是一大問題。圖中李志浩所在位置是清大的核反應爐,此反應爐並非SMR,陳卓邦攝 zoomin
李志浩直言,台灣若要發展SMR,人才是一大問題。圖中李志浩所在位置是清大的核反應爐,此反應爐並非SMR,陳卓邦攝

SMR是小型的核能發電,事實上,清大校內就有一座微型的核反應爐,是在清大從北京遷校至新竹後,為了研究用途花了100萬美金所蓋,並於1961年完工。

民眾對核廢料的接受度,影響SMR在台灣的發展。圖為清大核反應爐外的「輻射管制區域」布條,陳卓邦攝 zoomin
民眾對核廢料的接受度,影響SMR在台灣的發展。圖為清大核反應爐外的「輻射管制區域」布條,陳卓邦攝

知更多!清大也有小型核反應爐

李志浩說,清大的核反應爐,可用於讓學生練習如何操作核反應爐,也可以用核反應爐產出的中子,進行實驗用途。

清大的核反應爐,此反應爐並非SMR。陳卓邦攝 zoomin
清大的核反應爐,此反應爐並非SMR。陳卓邦攝

不過,李志浩強調,清大的核反應爐並不是SMR,差別在於核電廠會把產出的熱能,拿來發電,但清大則是把熱能排出,不會用於發電,而且清大核反應爐的功率只有2MW,屬於光靠空氣就能冷卻、安全性極高的微型核反應爐。

清大的核反應爐,此反應爐並非SMR。陳卓邦攝 zoomin
清大的核反應爐,此反應爐並非SMR。陳卓邦攝

近年清大這座核反應爐,主要用於進行「BNCT硼中子捕獲治療」,此一治療是搭配含有硼的藥物,利用核反應爐產生的中子,來殺死癌細胞,目前已經治療超過500位患者。

清大的核反應爐,此反應爐並非SMR。陳卓邦攝 zoomin
清大的核反應爐,此反應爐並非SMR。陳卓邦攝

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