能源轉型文摘
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法國核電狀況頻傳加劇歐洲能源危機

德法兩國往往被視為歐洲核能政策的兩個極端,然而在實際上兩國近幾年核能運轉的趨勢卻意外地類似:一方面,德國非核政策確實進入最終階段,剩下的3部反應爐今年年底將全數停機開始除役;另一方面,法國的核能近幾年的運轉狀況非常糟糕,目前正處於30年來發電量最低的時刻。

殊途同歸的德法核能發電軌跡

2015–2022年法國核能上半年發電量趨勢。圖片來源:https://energy-charts.info/

如果看實際數字,今年上半年法國核能發電量僅達153TWh,比2015年同期210TWh少了27%。與之相比,德國非核政策的運作下,今年上半年發電量為15.8TWh,2015年同期則為44.3TWh。按目前的趨勢,法國核能發電量今年的減少量,甚至會達德國的兩倍。

2015–2022年法國核能逐月發電量。圖片來源:https://energy-charts.info/

法國核能機群目前的危機,看逐月發電量也很清楚。5月和6月是過去7年法國核能單月發電量最低的兩個月份,甚至比2020年疫情初始封城政策時段的發電量更低。過去幾個月,法國大約半數的核能機組處於停機狀態,而隨著夏季到來,熱浪對於核能機組發電能力的挑戰已經浮現,接下來數個月法國核能機群的供電能力應該只會更加嚴峻。

標準化生產伴隨的系統性風險

法國核能機群近幾年狀況不斷的原因之一,在於機群設計時採用標準化生產的模式。運轉中的56部反應爐,都是3種機組設計的產物。標準化生產是核能發電成本具競爭力的必要條件,然而法國的案例也揭示核能採用標準化生產伴隨的系統性風險-只要一部機組中發現管線腐蝕或其他核安風險,同型設計的其他機組都有發生類似問題的可能性,複數機組必須同時檢修的機率便會增加

標準化和規模化量產,是再生能源過去10年成功崛起的原因之一,為何在核工產業中卻成為系統性風險的肇因?這是一個有趣的問題。筆者認為,相較於風能或太陽能單一發電系統的單純性,即使標準化或規模化以後,核能仍具有高度複雜性,致使這些系統性風險無法透過簡化生產流程全面排除。

另外就是核能的標準化和規模化的量級遠不如綠能。太陽能和風能目前已各可達每年100GW和200GW的裝置速度,眾多標準化設計都有達到規模化量產的程度,單一設計出現嚴重瑕疵的系統性風險也因此能被分散。與之相較,過去幾年核能機組裝置速率都落在每年10GW以下,整個產業處於徒有眾多設計構想、卻少有量產商轉案例的窘境。

因此,「減少單一發電系統的複雜度」以及「確保多種標準化設計達到規模化程度」是新式核能在未來能確保成本競爭力的同時又避免系統性風險的必要條件,而以現狀來看兩者核工產業都無法達成。

核能加劇危機、綠能穩定電價

從去年秋天燃氣供氣危機以及年初烏俄戰爭開打以來,一直有擁核者想將核能塑造成解決歐洲能源危機的最大希望。然而先不論新建核能機組緩慢、昂貴、工期和成本又常常超出預期,法國核能機群現狀揭示,即使是現役中的核能機組,也不一定就能救援眼下的能源危機-甚至因為熱浪、管線腐蝕等等在長期供電裕度規劃中沒有納入考量的非預期性停機,還可能會在關鍵時刻反咬一口,加劇已經十分嚴峻的能源危機。

2022年上半德國-盧森堡競價區批售電價(黃線)和法國批售電價(紅線)一週內逐時特性。圖片來源:https://energy-charts.info/
2022年上半德國與鄰國批售電力平均價格比較。圖片來源:https://energy-charts.info/

當歐洲最大的核能機群加劇當前能源危機的同時,再生能源依然能持續成長、可靠供電,有效地穩定電價;晚近德國批售電價大多時段皆低於法國便是明證。

由於舊制躉購費率政策的退場以及設置20年以上的綠能失去既有躉購費率價格,德國一般用戶今年面對的單位零售電價中,和再生能源支持政策直接相關的組成,與去年相比下降超過40%,現在佔單位零售電價比例已經僅剩10%。考慮再生能源藉由競價順位效應(merit order effect)對批售電價的抑低,綠能過去一年來應該有降低零售電價的正面效果。

面對能源危機和氣候危機應該採用哪種類型的技術,答案應該已經很明顯。

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Tony Yen

Tony Yen

A Taiwanese student who studied Renewable Energy in Freiburg. Now studying smart distribution grids / energy systems in Trondheim.