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讀者觀點

再生能源比核能環保?

發文時間: 2016/07/04   文 / 呂錫民 瀏覽數 / 11,200+

化石燃料對人類健康和氣候變遷的負面衝擊眾所皆知,進而比較諸如核能、水力、太陽能、風力和生質能等替代能源對環境的衝擊更為一般學者所興趣探討。本文比較不同能源技術的材料需求以及生命週期廢棄物產生等環境因素。另外,我們亦比較一般大眾較關心的議題,包括風力機對居民及鳥類的影響、生質能環境衝擊低估問題以及生物多樣性的降低等等。同時我們就大眾態度進行調查,發現人們對再生能源和核能兩者具有絕然不同的態度,這使得許多國家的能源政策往往以民眾感知和政治目的為出發點,反而忽略不同能源使用的實際優缺點的應有評估。

資源需求

風力機和太陽能電池的主要製造材料為稀土,一般高容量風力機需要2,000kg稀土材料(釹),以製造永久磁性感應發電機。另外,製造薄膜太陽能電池的稀土材料—鎵、銦、碲—亦同樣稀少。建造再生能源發電設備同時需要大量的傳統材料,例如,水泥。在一座300MW風電場案例當中,152座2MW風力機被豎立,而每座風力機所需用到的水泥量為573m3,以此推估1,000MW風電場需用到的水泥量約為286,500m3。

核電廠僅需的燃料為鈾,目前全球鈾資源尚足夠人類使用90年,如果鈾以封閉循環方式使用在滋生反應爐當中,則全球鈾資源供應年限可增加50倍。建造核電廠95%材料為鋼鐵和水泥,就平均1,000MW老舊型核電廠來講,所需建材為35,000-70,000噸的鋼鐵和350,000m3的水泥。所以,以MW級容量比較,風電場所需要的水泥是少於核電廠,但是,如果不使用上述最大功率,而使用GWe-year均化量來比較,則核電廠的平均水泥使用量仍低於風力電場。

廢棄物

根據經驗數據,1,000MWe核電廠在生命週期所產生的1,500噸使用後核燃料中,其中僅5%具有高輻射性和鈽,其餘則可循環再使用。假設生命週期可產生的電力為50GWe-year,則總共產生核廢料的均量為30噸/GWe-year,其中僅有1.5噸/GWe-year為高輻射性。

另一方面,太陽能模板同樣具有若干並不隨時間衰減的潛在有害物質,最顯著的例子為鎘,因為具有比矽更便宜的成本,所以鎘大量使用在薄膜太陽能電池當中。以數字來說明其毒性的嚴重性,美國加州Mojave沙漠安裝8百萬片的太陽能板,假設平均每片具有6g的鎘,則推估該550MWe的太陽能電場含有約40噸的鎘,除非在電廠25年壽命之後進行再循環,否則在50%可用率假設下,太陽能電廠的含毒素廢棄物為6噸/GWe-year,約為上述核電廠相對數值的4倍。

公眾態度

在311福島事故之後,專家曾進行民意調查,發現公眾對於再生能源和核能具有絕然不同的喜好程度,但這並不表示公眾對再生能源的全然接受與對核能的全盤否定,因為隨著全球經濟發展的需要與排碳議題的升高,公眾對於再生能源和核能的態度已有大幅改變。

大眾對於現有生質能或生質燃料較具有爭議之處為:傳統森林資源的喪失、農作物多樣性的減少、生態的影響、野生動物活動空間的侵入等等。一般而言,環保團體反對生質能和生質燃料開發的態度缺乏理性,同樣情形亦發生在風能開發/營運、大型水庫或河口壩興建等再生能源的開發上面。在大部分的抗爭中,往往牽涉到太多的情緒因素,例如,陸上風力機影響到視覺,海上風力機影響到漁獲與海洋生態,大型風力機會造成鳥類死亡等等。小型太陽能系統一般較受歡迎,至於大型太陽能電場的接受度則有待考驗。

人們對核能最深層的恐懼源自二次大戰美國在廣島和長崎投下原子彈因而造成約20萬人口死亡的陰影,尤其是對於無法用人身親自感受的能源,大家心裡都感覺毛毛的,實際上,根據學理與統計分析,核能是十分安全的,尤其是核電廠在營運上所造成的死亡人數是十分的低。另外為了防止核武擴散,國際政治勢力亦有介入其他國家發展核能的企圖,例如利用環保團體,推波助瀾地形成反核勢力,尤其不可否認的是,此以民粹為基礎的能源政策,往往是形成許多國家經濟發展的阻力,因為再生能源發電成本至少為核電十倍,再加上推廣所需的財務補助,如果大量佈署再生能源,往往會形成政府財政上的重大負擔。再生源先天能量密度低、供應具間歇性且不穩定、建廠需要廣大面積等缺點,實在不足以擔當供應基載電力的國家主要能源重任。

最近,由於為了增加基載電力,以及因應日益惡化氣候變遷,除了新興國家,例如:中國、印度與南韓,大規模地規劃興建核電廠之外,溫室氣體排放嚴重的國家,例如,美國與英國,也因為經濟發展的雙重考量,決定重新啟動興建核電廠的計畫,既使是經歷311核島事故的日本,在核災發生的五週年之際,也決定重啟已關閉的核電廠,另外反核最嚴重的德國,亦有逆轉原先反核立場,準備延長舊有核電廠的服役年限。

(本文投書作者為台灣工研院能環所 退休能源研究員 ) 

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