核能，愈發展愈昂貴的能源？──從能源系統分析看核四爭議

在核四爭議之中，「成本」一直都是各方攻防的焦點之一，根據台電的說法，核電是「最穩定且便宜的電力供應」，替代能源成本太高，現階段很難大規模採用。反核者則批評台電計算公式不透明，事實上核電既不穩定，跟其他能源相比，也不見得便宜。

核能的發電成本包含建廠的資本投入、發電的原材料、運轉的營運支出、以及核廢料的環境與社會成本，目前大多數的正反論述，多半把以上發電成本當作一個定值，然後在此基礎上進行推算，這樣的靜態分析，固然有助於我們衡量成本與效益，卻無助於我們看到能源長期的發展。

長期來說，各種能源的發電成本，一直都隨著科技創新與社會變遷在變化，是一個動態過程，如美國因為有了頁岩氣技術革命，所以天然氣價格在幾年內大幅下跌，又如今天太陽能發電的成本，大約是1950年代的百分之一，這就跟手機因為技術進步價格大幅下降的道理一樣，發電成本，反映了能源科技的發展程度和社會對於能源使用的態度。

能源科技創新，究竟是怎麼發生的？

近年來，不少學者透過「能源創新系統分析」(Energy Technology Innovation System)這個角度來研究能源科技的發展(註1)，在這研究典範之下，能源技術發展被分成研究、發展、小規模示範、市場化、大規模採用等階段，這不只是一個線性的過程，而是環環相扣的循環，成功的研發創造出市場，而市場化的經驗會回頭引領新的研發方向。

一個成功發展的能源科技，主要可以透過幾種機制來降低成本，一是技術創新，也就是我們透過研發投入讓生產更有效率；二是經濟規模，當大規模採用某種能源科技時，可以減少每單位固定成本的投入，也可以透過自動化和標準化來節省成本；三是可以透過適當的制度引導，我們可以見到太陽能和風能都是透過這幾種機制增進了效率。

從上述視角來檢視核能發電，我們會發現核電的發展路徑跟其他能源截然不同，一般能源創新都是「從做中學」，乘著學習曲線而大幅降低成本，核電卻是「愈作愈發現自己不懂」，隨著核能經驗的累積，專家發現，我們需要更多資金投入來處理核廢料、需要更嚴格的建廠安全標準，興建新核電廠的時間也愈來愈長，也因此發電成本愈來愈昂貴。

以核電發展最成功的法國為例，根據《能源政策》期刊中的研究顯示(註2)，從1974年到1990年，法國核電廠的營運成本(operational cost)基本持平，可是建廠成本(construction cost)卻增加了約3.5倍！美國的經驗也顯示出同樣的趨勢(註3)(註4)，核能發電成本的成本逐年升高，更由甚之，核電建廠之初常低估了實際成本，以至於後續工程預算追加不斷。

本圖紅線代表美國核電的建廠成本，藍線是法國的建廠成本，兩者接逐年上升。資料來源：Grubler (2010) The costs of the French nuclear scale-up: a case of negative learning by doing. Energy Policy 38:5174-88

日前媒體報導指出(註5)，日本經營核電廠的10家公司為了重啟核電廠運作，必須符合政府新規定的安全標準，因此估計要增加至少1兆日圓（約新台幣3000億元）的維安開銷，這就是最好的例子。

相對於其他的發電方式，核能規模大、技術複雜、又需要高度集中的專業能力來維持運轉，因此很難透過標準化、大量重複實驗的方式來降低成本，這是核電科技先天的限制。

從歷史看來，核能發展似乎到了瓶頸，降低成本的機會有限，基本上就是一種愈發展就愈昂貴的能源。

期待這篇文章，可以提供大家在思考核電時一個新的視角。核四爭議，不只是續建或停建，更是一個台灣全體人民共同討論我們未來能源藍圖的好機會。在我看來，核能具有高度不確定性，原本所說「核電便宜」的神話，也因為成本不斷上升的經驗破滅，逐步減少對它的依賴，把相同的資源，用以增進能源效率，或投入發展再生能源，乘著創新曲線降低成本，才是安全無悔的選擇。

原文刊登於作者部落格「千卷書萬里路」

參考資料

(註1) Gallagher K.S., Grubler A., Kuhl L.,Nemet G.,Wilson C. The Energy Technology Innovation System. Annual Review of Environment and Resources, 2012. 37:13762

(註2) Grubler A. 2010. The costs of the French nuclear scale-up: a case of negative learning by doing. Energy Policy 38:5174-88

(註3) Koomey, J., Hultman, N.E., 2007. A reactor-level analysis of busbar costs for US nuclear power plants, 1970–2005. Energy Policy 35 (11), 5630-5642.

(註4) Hultman, N.E., Koomey, J, Kammen D.M., 2007. What History Can Teach Us about the Future Costs of U.S. Nuclear Power, Environmental Science and Technology, , 41 (7), 2087-2094

(註5) 日重啟核電廠運作 維安耗資上兆日圓http://news.chinatimes.com/world/110504/132013022701500.html