今夕核夕?

核電拉鋸 日本陷入兩難

福島重生 轉型拚綠電大縣

行駛於福島田間道路,稻田與太陽能在眼前交錯,越往海邊走,太陽能板的數量也越來越多。東日本大地震前,福島提供東京在內首都圈四成用電。但福島縣在2011年東日本大地震中受到核事故重創後,正力爭轉型,從核災縣變為引領日本再生能源發展的新能源大縣。

日照強烈,福島的太陽能業蓬勃發展。
日照強烈,福島的太陽能業蓬勃發展。

311核災一年後,福島縣府2012年3月立刻修訂福島縣再生能源推進展望,決心走向廢核之路,從此不再仰賴核能。福島縣府訂下2040年全縣使用再生能源的目標。福島縣企畫調整部復興綜合計劃課副課長山田清貴表示,福島的復興不能只是重建,未來要成為引領日本新能源的大縣,福島縣府將資源集中投入了再生能源、醫療與機器人三大新興產業領域,創造走在新時代尖端的產業,福島才能獲得重生。

福島縣企畫調整部能源課主幹(相當於課長)武內正志表示,福島大力推進太陽能光電收購以及蓄電池設施的興建,2017年已順利將再生能源所占電源比例提升到30.3%,對2020年達到四成的近程目標,縣府充滿信心。縣府最初補助的重心在太陽能光電,現在開始關注風電發展,風電設施雖然需要維護成本,但同時也能帶動產業鏈發展。

為了支援福島縣發展再生能源,國立研究開發法人產業技術綜合研究所在福島縣郡山市設立福島再生能源研究所(FREA),2014年啟用,專注新能源技術突破,至2017年為止,FREA與災區三縣岩手、宮城、福島逾70家企業共107件合作企畫案,已有19件商品化,銷售額10億日圓。FREA所長中岩勝表示,他可以感受到一股「福島共識」,將發展先進能源視為福島的使命。

核能政策 福島與中央不同調

前往福島縣廳訪問的這天,午後下了場彷彿能洗淨一切的滂沱大雨,天氣放晴後,也為福島帶來了一個好消息。前往縣廳拜會的日本東京電力公司社長小早川智明正式告知福島縣知事內堀雅雄,東電已決定將福島第二核電廠除役,包括福島核二廠的四座反應爐與核一廠六座反應爐,福島縣內核子爐將全數廢爐。內堀回應,福島嚴肅看待這項決定,並希望安全、切實地推進廢爐作業。福島也持續與中央聯繫,希望遊說政府放棄核能。

山田表示,能源是國家政策的一環,中央再次將核電定義為重要基礎電源,有很多考慮的面向,包括產業、外交、國防等,福島縣無法干涉國家的決定;同樣的,也有一些縣願意在確保安全運轉前提下接受重啟核電,因為啟用核電可獲得國家補助金,核電廠維護需要大批員工進駐,也會帶動廠區周邊商業機能。大家有不同的考量,但他強調,「福島決不會再走回頭路。」

永續森林循環 生質能成綠電新寵

車子繞過豬苗代湖,在蜿蜒的會津山路行走了廿幾分鐘後,我們抵達了綠能發電會津電廠--日本第一間申請政府再生能源電能躉購費率的小型電廠。黃綠灰色的建築物占地並不大,細長的煙囪淡淡幾縷排煙,只有機械轟隆隆的轉動聲提醒我們,這座發電廠正在運轉中。

左起瀧澤誠、齋藤大輔、香月英伸。
會津森林木頭採集地。
會津森林木頭採集地。

最初聯繫上的Green Termal公司是綠能發電會津電廠的股東,社長瀧澤誠特地從東京陪我們走了一趟福島。當我們抵達時,會津電廠社長齋藤大輔已等在門口;晚我們一步,福島森林管理署署長香月英伸也到了電廠。外型斯文的瀧澤、曬得黝黑的齋藤、瀟灑不拘的香月,原本幾無交集的三人,竟意外催生了一座電廠。

時間回溯到10年前,當時日本木材因經濟效應低,競爭力不敵進口木材,伐木業漸漸蕭條,間伐林來不及整頓,樹木沒有成長空間,開始影響了森林循環。

香月說明,木材分為建築的A材、紙張等其他用途的B材以及無法使用的C、D材,而每個地區間伐林的木材狀況都不太一致,但廢材比例越高,伐木成本也越高,無法與便宜的進口木材競爭,導致日本雖有廣大森林,建築業使用的還是以進口木材為主,連帶影響日本森林整頓。會津地區便因為受到雪多的天候影響,廢材比例接近一半,導致會津森林雖大,森林資源的利用卻很有限。

2009年時,還從事林業工作的齋藤與任職林野廳本部的香木談論起這個問題。當時,日本的生質能發電剛起步,香月剛被交辦推動生質能發電的任務,兩人浮現了在會津打造燃木電廠的構想。但一直以來都與森林打交道的兩人對於電廠經營一無所析,於是,齋藤又向經營小型發電設施的友人瀧澤求助打造一間電廠的專門知識。瀧澤當時經營的電廠依靠燃燒廢建材發電,他也意識到做為燃料的廢建材數量日漸減少,電廠必須轉型。於是,不同專長、不同領域的三人從各自的朋友,變成合作夥伴,三人四腳開始挑戰燃木發電。

尋找發電效益與森林的平衡點

他們前後花了三年時間,尋找發電效益與森林永續成長的平衡點,從第一年先燃燒1萬噸木材、第二年2萬噸、第三年4萬5000噸的試運轉進行推算,最後敲定年間燃燒6萬噸木材數量。

2011年1月他們付錢向東北電力購買使用送電線,開始進行發電與送電實驗,不到2個月便發生了東日本大地震,改變了日本對能源的想法,他們變成走在能源發展的前頭。2012年7月1日,日本政府針對電業業者推出再生能源電能躉購費率制度時,綠能發電會津電廠變成了第一間申請的業者。

會津生質能廠運作燃燒木頭。
會津生質能廠運作燃燒木頭。

這讓他們更增添了一份使命感,「在那之前,我們只是想著林業復興;在那之後,還為了日本的再生能源發展。」

齋藤表示,他們透過煙囪內加裝不織布材質的過濾裝置,移除有害的懸浮微粒,減少對環境的負荷;將冷卻用水最後排出的溫水也用來養殖日本錦鯉,降低冬天調節水溫的用電量,將發電過程產生的資源充分再利用。在森林管理署的指導下適度的伐木,能提高森林的循環與幼木的育成,森林機能健全,二氧化碳的吸收量進一步得到提升。經過計算,一年可減少環境中1萬7000噸二氧化碳。包括電廠員工、伐林與木質燃料運輸作業在內,創造了80個工作機會,帶動了當地林業發展。

會津電廠興建後,福島森林整體獲利提升,對林業產生了很大的變化。有了這次的成功經驗,瀧澤開始在日本各地推動複製會津電廠模式。香木說,現在日本幾乎每個都府道縣至少都有1至2個生質能再生能源發電廠。

核煤壟罩? 學者:官方堅信舊能源神話

環境能源政策研究所所長飯田哲也力主日本能源政策應改弦易轍,師法歐洲。他認為,不論台灣還是日本,採購能源佔國家GDP支出高比例,日本政府卻還堅信燃煤與核能是必備能源的「古老神話」,無法大刀闊斧改革,政策成為限制再生能源發展的最大障礙。

環境能源政策研究所(ISEP)位於東京都心四之谷站,獨棟建築內有十多位年輕研究員。過去也曾有過台灣籍研究員,ISEP與歐洲許多研究室展開交流合作,飯田每年也會走訪台灣兩、三次。飯田接受本報訪問表示,太陽光電、風力發電經過這幾年的市場競爭,已成為全球主力且最便宜的能源來源,但日本卻沒有跟上世界腳步,日本2018年修訂能源基本戰略,版本卻與2014年幾無不同,「全球常識已出現大翻轉,日本卻提出了與四年前完全一樣的數字、一樣的戰略,這是最荒謬之處。」

飯田分析,舊型態能源所存在的「古老神話」滲透在日本能源界、官僚、政治甚至產業界,這股舊思維堅信燃煤與核能是必備能源,即使全球趨勢轉向,他們也無法理解。飯田提到,不論日本、台灣或韓國,採購能源占了GDP高達8%至10%,如果可以減少採購量,國家將能更富裕。對能源高度仰賴進口的國家,發展太陽光電與風電,只有利沒有弊

而政治人物、官僚與獨占的電力公司等少數人透過密室協商決定政策,強迫人民接受,少數人的決定便影響整個國家和整個社會運作方式。ISEP分析主張日本應效法丹麥、德國,從根本改變,以再生能源為主力,並從現狀的大企業獨占能源型態,轉變為分散型能源系統。

現有的電廠多為發電量100萬瓩以上大發電廠,以火力、核能為主,透過高壓電纜、單方向送電,因興建與維護成本高,掌握在大型電力公司手中;ISEP認為理想模式應以1萬千瓦的小型發電設施遍地開花,因興建成本低,民間參與門檻也低,可由地區、社區主導,相較於獨占電廠單向送電,分散型多向送電反而更加安定。

綠電不安定?飯田:可靠大數據預測

民眾普遍對再生能源有不安定性的疑慮,飯田糾正應該稱之為「變動性」。他說,「不安定性」是指無法預測的情況,就像2018年9月發生北海道膽振大地震,單一火力電廠停止運轉便讓北海道全域停電,才是不安定。大自然的再生能源波動雖大,但已可使用大數據進行預測。德國、丹麥等歐洲主要國家透過天氣預報系統、衛星等數據預測,可掌握一天後、十二小時後甚至六小時後太陽能與風電發電的狀況,並事先做好因應。

飯田認為,政策是影響再生能源發展的最重要因素,更甚於發電技術和發電條件。他以風電為例,同樣是北極圈國家,芬蘭、丹麥積極推動風電發展,同樣具備好條件的俄羅斯卻因政策不配合,風電發展遠遠落後。日本也因為過去市場不看好風電前景,投入資源少,日本政府與電力公司都對風電敬而遠之,使得日本風電發展大幅落後世界腳步。

九大區獨立運作模式 日本能源政策換軌障礙

發電分兩大模式,傳統發電方式以火力、核電為主,興建大型電廠,透過高壓電纜以單方向、長距離送電,就像過去福島核電廠產生電力,南送至東京等地,供應首都圈使用;新型態的分散型能源系統以再生能源為想定,透過小型發電設施遍地開花,以提供小範圍當地用電為主,並透過雙向、甚至多方向跨區互相支援,穩定電力供應。

日本近年學界、輿論界都大力倡議效法北歐,但分散型能源系統需要綿密輸電網,讓電力能雙向、多向融通,設備、法令都需要大幅的翻修。在歐洲,串連各國間電網綿密;日本卻因為將全國能源供應分為九區(北海道、東北、北陸、東京、中部、關西、中國、四國、九州),由九大電力公司經營,各區獨立、各自發展,輸電系統順著國土南北延伸成串,又細又長,讓跨域送電卻受到了侷限。

去年九月北海道東部地震造成北海道首次全域停電,因為連接本州與北海道的送電線只能輸送60萬瓩電力,無法應付北海道所需310萬瓩用電量,經濟產業省緊急從東北電力、東京電力公司調度了近30輛電源車前往北海道馳援。產業技術綜合研究所福島再生能源研究所所長中岩勝指出,日本現行運作模式與分散型思維正好相反。九大電力公司各自負責轄區內廣域的電力生產調度,因為轄區明確,反而使跨域輸電變的困難,雖然電價市場逐步自由化,民間小企業都可投入電力生產事業,但是送電的基礎建設還是掌握在大電力公司手上。

輿論形容 九大電力公司是阻礙再生能源的高牆

隨著再生能源繼續發展,電網的問題將日趨明顯。去年十月,九州電力公司因電力供過於求,為避免供需失衡可能引發大規模停電,進行電力輸出控制,減少太陽能發電供電量,是日本史上首次減產。在此之前,九州有意將剩餘電力提供本州、四國使用,但一則因送電線跨域送電限制,其他電力公司無法配合調節火力電廠運轉,配合度不高。九州發展太陽光電與風電條件俱佳,在日本各區中再生能源發展順遂,成為第一個出現供需失衡現象的地區,能源界預測,四國與中國電力很快將面臨相同問題。

日本能源廳表示,已著手研議次世代型電網,以因應導入大規模再生能源等環境變化。然而,鋪設綿密電網與強化輸電線需要高額投資,東日本大地震後電費高漲,民眾負擔大增,已是急待解決的課題之一,次世代電網財源從何而來?電力結構的改變不只是發電方式改變,如何消除輸電瓶頸,活用再生能源,是一個龐大的考驗。

擁核?去核?日本社會兩端擺盪的難題

東日本大地震福島核災後,日本能源政策八年間兩度大轉彎,最終再次擁抱了核電。日本能源廳表示,從降低發電成本、關切氣候變遷、降低能源海外依存度三點來看,核能不可或缺。但日本政府的決定也引起批判,學界有意見認為,正是因為日本政府不願放棄核能,阻礙了再生能源的大幅躍進。

日本經濟產業省能源廳接受本報書面訪問,東日本大地震後,多數核電廠至今仍停止商轉,國民電費負擔變得非常沉重。政府透過再生能源電能躉購費率(FIT制度)高價收購綠電,讓再生能源發電占比由10%上升至16%,但為了支撐FIT制度運作,全民電費負擔一年增加超過2兆日圓,抑制國民負擔已成為能源政策的最大課題。從降低發電成本、關切氣候變遷、降低能源海外依存度三點來看,核能不可或缺。

日本和台灣一樣缺乏自產能源,高度仰賴進口,能源結構脆弱。2011年3月東日本大地震造成福島核災,打亂了整個布局,民主黨政權宣布能源基本計畫作廢,現有核電廠全數停止商轉,日本能源向火力發電大幅傾斜,比例逼近九成,此舉導致能源進口成本大增,減碳目標更加遙遠。

穿著全套防輻射裝備的福島一廠工作人員。聯合報系圖庫
穿著全套防輻射裝備的福島一廠工作人員。聯合報系圖庫

2012年底自民黨重新執政後,決定重啟核能。能源廳表示,2030年電源構成結構是在考量能源整體政策目標後所得到的結論。日本2017年發電結構為:再生能源16%、核電3.1%、天然氣39.5%、燃煤32.7%、石油8.7%,依照能源基本計畫目標,要在2030年將火力發電占比由87%降至56%,並將核能發電恢復到逼近核事故前的水準。

但重啟核電也遭到民意的考驗,根據工學研究所在核事故後進行的定期民調,至今支持重啟核電的比例仍不足三成。反對重啟核電的民眾每周五晚間在首相官邸、國會外集會抗議,已堅持了8年。產業技術綜合研究所福島再生能源研究所所長中岩勝分析,日本政府設定2050年二氧化碳排放量減少80%目標,放眼全球都是艱難的挑戰,如果不切換為大量使用再生能源,幾乎不可能實現。但要將再生能源做為主力能源,需要重塑日本輸電線路網,必須仰賴中央來推動。

擁核還是去核,都有成本與風險,需要國民高度社會共識與覺悟。日本社會對公共議題參與度低,沒有形成堅定共識,不足以改變日本政府政策,也未能成為政府強有力的支持。日本政府要重新擁抱核能,卻如老牛拖車步伐蹣跚,福島核災發生至今八年,擁核去核依舊是左右兩難的課題。

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英低碳也擁核 核廢場址難尋

無煤擁核 英國的掙扎

不同於我國的非核家園,英國政府始終視核電為穩定供應的低碳能源。不過,隨著再生能源成本降低,以及核廢料場址難解,英國也湧現對核能的掙扎,甚至連老字號的核電服務公司-伍德(Wood),今年都把核電業務全賣了,未來要全力衝刺再生能源。

英國商業、能源及產業策略部(Department for Business, Energy and Industrial Strategy)去年六月與核能業界共同發布核能產業白皮書(Nuclear Sector Deal),目標是透過新技術,降低核電建造、核廢除役成本,確保核電成為英國能源未來不可或缺的一部分。根據英國商業、能源及產業策略部統計,2025年英國將有一半的核電廠將退役,但新設核電廠也在進行中,欣克利角核電站預計最快2025年發電,還有四座在申請核定中,核電廠陸續上線後,可望達到英國核能占比到30%的目標。。

英老牌核能公司 拆售技術擁抱綠電

英國能源研究中心教授吉姆華生(Jim Watson)表示,英國的確持續發展核能,但事實上,核電廠建造的時間比再生能源更久,很難找到核廢料場址,都是英國核能發展面臨的問題。吉姆華生表示,再生能源價格持續下跌,核能價格卻是上升,舉例來說,十年之前核電廠每百萬瓦特(MW)需要92.5英鎊,風力發電每百萬瓦特(MW)需要100多英鎊,但是這五年來,風力發電成本快速下降,已經降到每百萬瓦特57英鎊,核能無法即刻因應。

英國綠色和平組織政策主任道格帕表示,隨著太陽能、風電的成本一直降低,核能穩定且成本低的說法,已經不再是事實。道格帕說,也有人認為英國政府堅持發展核電的原因,跟發展核武也有關係,畢竟核電廠技術某方面跟核武有關,所以也有人認為這是政府繼續推動核能的原因。

隨著風能成本降低,核廢場址難覓等問題,擁核、反核的議題也在英國發酵。今年聯合報採訪團隊採訪完英國老字號核能技術服務公司伍德(Wood)之後不到十天,該公司就對外宣布,將出售所有核能業務,將把目標調整至天然氣以及再生能源,讓核能部門措手不及。

核廢解方 盡力縮小

位在曼徹斯特車程約半小時的Birchwood park是核能發展園區,每年在此都有大型的核能技術發展博覽會,是英國核電業的重鎮。伍德(Wood)是英國的核能、核廢發展技術公司,提供捷克、斯洛維尼亞等國家核廢處理技術,也曾接受台灣台電、核能研究所以及日本東電核能技術諮詢。核廢如燙手山芋,英國政府去年提出核廢最終處置深埋地底策略,不過,場址難覓,面對棘手的核廢料,英國政府與業者簽訂合作契約,朝著縮小核廢料目標前進,爭取貯存空間。

該公司的銫拉飛客戶總監理查哈維爾說,現在透過Siel這個技術,比傳統用水泥固化的方式,可以將核廢料縮小至原本的四分之一大小,已經應用在斯洛維尼亞以及捷克,也因為核廢變小了,貯存空間也就更多,而貯存空間更多,就能更節省成本。

伍德公司介紹核廢料處理技術SIAL示範。
伍德公司介紹核廢料處理技術SIAL示範。

跟地震、天災較多的台灣不同,該公司的媒體關係經理史蒂夫說,英國地質穩定,就算地震了也微小到大家都感覺不到,唯一要擔心的天災是洪水,因此,核電廠建置以及核廢料貯存場,主要針對防水設施特別設計。處理核廢料,尤其是高階核廢料是各國都感到棘手的工作,英國目前的政策預計將高階核廢料挖地道貯存,放進極深的地道,正在徵求社區參與,不過,還未找到場址。

伍德公司媒體關係經理史蒂夫解釋核廢技術。
伍德公司媒體關係經理史蒂夫解釋核廢技術。

史蒂夫說,永久核廢料的貯存場,確實不容易找得到,現在應該有一些社區想要參與,但是政府還未對外透露,預計可能是鄰近核廢場的社區,這些居民原本就長期與核廢同鄰,比較有機會可接受成為核廢處置場。

南韓能源轉型三箭齊發

「我們將捨棄以核能為主的能源政策,邁向零核能世代,」南韓現任總統文在寅於2017年上任後,即宣布南韓能源政策將歷經180度大轉彎,除了逐步減少核電廠、燃煤電廠數量,改為積極發展再生能源,也將推廣使用氫燃料的綠色交通。為了降低對進口能源的依賴、發展潔淨能源,在能源轉型路上,南韓這個後起之秀正加足馬力往前衝刺。

在先進國家中,南韓的能源轉型表現目前仍落後同儕。世界經濟論壇在2019年能源轉型報告指出,在全球115個國家中,南韓的能源轉型表現排名第48名,在32個先進國家中名列倒數第3名。根據韓國電力公司公布的數據,在2017年,南韓的發電結構仍有43.1%來自燃煤、26.8%為核能,再生能源則僅占6.3%。

南韓轉向 降低對核電及燃煤的依賴

不過,世界經濟論壇也很看好文在寅推出的能源轉型政策。南韓是核電生產大國,目前仍有24座運轉中的核電廠,該國中央政府過往均實施擁核政策,其核電技術甚至計劃外銷至英國、沙烏地阿拉伯、捷克等國。但考慮到公眾安全和環境議題,文在寅決定將能源政策轉向,不再只把廉價電費及發電效率作為優先考量,他計劃在2031年,把南韓核電廠數量減至18座,並於2060年全面廢核。

自從日本於2011年爆發福島核災後,南韓便開始興起反核意識,首爾大學環境與能源政策教授尹順真表示,南韓目前有高達6成的民眾反核,她也指出,使用核電不一定會比較便宜,因為核電所衍伸的成本還未全數反映在南韓目前的電費,該國的電費尚未包含處理核廢料的費用,「若繼續發展核電,這些費用和問題都會債留子孫」。

目前,南韓的高階核廢料大多儲存在核電廠的暫時性地下貯存槽,但預料在2019年,這些核電廠的核廢料儲存空間將會接近飽和,南韓政府因此計劃在2028年,選定適合永久存放高階核廢料的地點,並於2053年開始運作該儲存廠。除了減少使用核電,南韓也打算不再興建新的燃煤電廠,並將老舊燃煤電廠除役,以改善空氣汙染問題。南韓目前有約60座燃煤電廠,而根據韓聯社報導,截至2019年6月,南韓政府已將4座燃煤電廠除役,並計劃於近期再關閉6間燃煤電廠,另有6間燃煤電廠將轉型成燃氣電廠。

首爾塔瞭望首爾市夜景。記者鄭超文/攝影

採訪團隊:
蔡佩芳、游昌樺(日本)
謝汶均、鄭超文(南韓)
游昌樺、董俞佳、余承翰(英國、德國)
彭慧明、葉信菉(荷蘭)
監製:何振忠、王茂臻、許君吉
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