施羅德投資:核電是能源脫碳轉型最重要的主角

施羅德投資:核電是能源脫碳轉型最重要的主角

核電、風能、太陽能都屬低碳能源,核電每千瓦小時的碳排放量比風能低,只比太陽能略高一點。(圖/energyvisionuniverse)

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國際著名的施羅德投資(Schroders)在8月8月發表一篇核電分析專文,表示從國際大趨勢來看,核電在未來會愈來愈重要,尤其在能源轉型過程中,是動力最強的一種。

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隨着美國政府宣佈支持核電投資,中國大陸提出「未來15年內,至少完成150 座新式核反應爐」的計劃,以及英國政府承諾「研究並利用小型模組化反應 (SMR)」,似乎都在透露核電與相關的行業的前景可能會發生翻天覆地的變化,停滯了30多年的核能產業,是否值得投資者下注? 投顧分析師山謬托馬斯(Samuel Thomas),以問答的方式討論核能的前景,以及爲什麼全球各國政府,現在都以核能增長爲主要能源目標?核能在脫碳計劃,又發揮什麼作用?。

美國正在加快反應爐的申請許可與興建,目標是2030年達到120吉瓦。(圖/Schroders)

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英國希望提升核電佔比,從現行的15%,到2050年增加到25%,再輔以其他風力、太陽能,就可達成發電淨零碳排的目標。(圖/Schroders)

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在2011年發生福島核災的日本,重新以「核電技術大國」爲目標,要快速提升核電佔比,從現行的6%,到2030年增至22%。(圖/Schroders)

中國大陸已掌握自主的核電技術,他們希望增加核電廠規模,核電佔比從現有的5%,增加到10%。(圖/Schroders)

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印度希望在未來10年內,就把核電佔比拉到20%,等於是目前規模的3倍多,這是相當大的挑戰。(圖/Schroders)

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1.各國有多少新核反應爐已經在建設或規劃中?

世界上最大的5個經濟體:美國、印度、英國、日本和中國大陸,都宣佈了大幅增加核電容量的目標,因此未來10年內,正在興建與列入規劃的核能工程大約超過100座。只有德國是例外,但他們對核能的反對態度也在鬆動。

根據世界核協會(IAEA)的統計,全球目前有58座反應爐興建中, 103 座反應爐已確定興建, 325個研擬計劃。是2015 年以來的核能榮景。

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2.核能在實現淨零排放的戰略中,能發揮什麼作用?

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目前全球有439座核反應爐在運轉,預計2022年運轉容量爲413吉瓦(GW,10億瓦、百萬千瓦),約佔全球總髮電量的10%。根據國際能源署(IEA) 的淨零預測,到2050年,核工業至少需要再將產能增加一倍。由於各國政府面臨,「如何履行脫碳目標」的壓力,維持現有核能,是他們最容易通過的選項。當然,最近對能源安全的擔憂,也是推動人們重新支持核電的另一個因素。

具體來說,爲了實現淨零排放的目標,IEA認爲,到2050年,全球核電容量至少要達到812吉瓦。平均下來,未來30年,每年都應該新增多於25吉瓦,從這個角度來看,過去10年(沒有推動核電)潔淨電力只增加6吉瓦。

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核電技術始於1960年代,之後迎來一段高速增長期,然而接連遭受三哩島、車諾比兩起核事故,在1990年代後,核電廠興建就面臨30年的停滯期。如果要趕上淨零碳排目標,未來30年必須大力度的投資核電,這非常困難。(圖/Schroders)

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3.需要多少投資才能實現淨零目標?

IEA認爲,核能投資至少必需是現在的2倍。2016年至2020年間,全球核電年均投資爲350億美元。爲了實現淨零排放,到2025年要提升到800億美元,到2020 年代末,每年的核能投資必需增加到 1000 億美元以上。

4.核電有多環保?

綜合各個國際單位的調查,比如政府間氣候變化專門委員會(IPCC)、聯合國歐洲經濟委員會(NECE)、國際能源署(IEA) 和國際原子能總署(IAEA) 的分析,核能是碳排放量最低的能源之一。核電每千瓦小時的排放量,僅爲10~15克/二氧化碳當量,與風能和太陽能相比都具有競爭力,遠遠優於煤炭和天然氣。核電也是繼水力發電之後,第二大的低碳能源,遠超過風能加太陽能的總和。

據估計,在過去的50年內,核電已避免了700億噸 (70Gt,) 的二氧化碳排放量。

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5.核電有多經濟?

只要成功運轉,核能與其他能源來說,都具有成本競爭力。IEA的資料顯示,核電的平均發電成本約爲每百萬瓦時60美元(意思是1000度電60美元,約1900新臺幣),低於化石燃料發電,與其他低碳技術相比也具有競爭力。

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然而,這裡說的是均化能源成本(LCOE),也就是核電廠已完成建設攤提,僅有日常維護與燃料成本的情況。事實上,最近的的幾座新核電廠的發電成本都高於國際能源署的平均值。一個明顯的例子是英國欣克利角C核電廠(Hinkley Point C)發售電價格爲每百萬瓦時92.50 英鎊(意思是1000度電92.5英鎊,約3740新臺幣),明顯高於IEA的平均值。

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在可靠性方面,核能的平均容量係數(即一段時間內實際產生的電力,與連續全功率運轉,產生的電力比率)爲 90~95%,這思是核能大多數時間,都可以全力運轉,這是所有發電方式中最高的。

最後,延長核電廠運轉壽命,也是一種簡單而具有成本效益的方式。國際原子能機構估計,在所有發電方式中,延長核電廠所需要的額外投資最低,改進工程的時間也最少。

6.幫核電進行財政保護有多重要?

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撇開安全和核廢料的問題不談,大型核電建設的最大障礙之一,就是投資的能力。

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儘管各國政府逐潮相信核能在未來的能源結構,以及脫碳戰略中是關鍵角色,但是核電所需的資金非常大,仍然存在巨大的資金缺口。

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這可能需要新的融資機制,以便更好的平衡政府和民間資金之間的風險分配。英國正在嘗試使用「監管資產基礎模式」(regulated asset base, 簡稱RAB),上述提到的欣克利角C核電廠,將成爲英國第一座使用 RAB 模式資助的核電廠。

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7.核電有多安全?

令人驚訝的是,核能是最安全的能源生產形式之一。分析每單位發電量的死亡率時,核電是第二安全的發電來源。每太瓦時(10億千瓦時,也就是10億度電)平均有0.03人死亡,遠低於煤炭、石油、天然氣和風力發電。

在發電後廢料方面,由於核燃料的功率密度極高,只需要很少的燃料,就可以產生大量的電力。這也使得核廢料的數量很少。另外要記住的是,核能監管機構早就要求核電營運單位,必須爲管理核廢料提前準備,因此這些成本,早就被內化爲電廠的運營成本,也就是所謂的「核後端基金」。

8.核電增加的主要風險有哪些?

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單純論技術,核電主要的障礙,是前期建廠成本很高,然後就是建廠的時間很長,很可能會因預估的資金不足需要追加,甚至因資金斷鏈而半途而廢。但是核電主要的障礙是外界的觀感,觀感影響公衆的態度,公衆的態度壓迫政府,政府可能被迫轉向與抽手。