2018年11月19日 星期一

系統轉型守住1.5°C防線 -- 核電與IPCC《全球升溫1.5°C特別報告》

"綜合《全球升溫1.5°C特別報告》的分析,電力部門中最關鍵乃是如何讓再生能源占比由今日的25%,於2050年時迅速成長至77%以上,甚至達到百分百。"


「核電」一直是討論能源政策最易引發辯論的議題。如十月初,聯合國IPCC發表全球升溫1.5°C特別報告後,反對核能擴張的英屬哥倫比亞大學全球問題劉氏研究所教授拉瑪納(M. V. Ramana)教授即為文批評:「IPCC面對長期以來缺陷重重的核能還抱有期待,實在令人疑惑」另一方面,擁護核能的「環境進展」 創辦人麥可謝倫伯格(Michael Shellenberger)亦為文抨擊:「IPCC以核武擴散、居民白血病風險與對自然環境的破壞為由,攻擊可作為氣候解答的核能發電。

 上述兩觀點均未能充分反映IPCC特別報告對於核能的討論,本文試著梳理該報告針對「核電在減碳路徑中的角色」、「以核減碳的挑戰」及「核能與永續發展目標」三關鍵論點。


能源選項,誰是要角?


 報告指出,要達到升溫幅度控制在1.5°C以下,2030年全球溫室氣體排放量得較2010年水準降低4060%;並於本世紀中(204555年)達零排放。

 IPCC彙整21個整合性評估模型的89條減碳路徑模擬結果,電力結構上欲達到減碳目標,2050年化石燃料占比須抑制於8%左右(燃煤0.6%、燃氣6.78%),再生能源則需大幅成長至77.5%,核能發電量占比約8.9若比較發電量,2050年再生能源發電量需達今日6倍左右,核能則為今日2.3倍。

1.5°C減量路徑中,各類發電技術發電量變化。 整理自IPCC, 2018

 報告更進一步指出,雖然在大部分的減量路徑中,2050年時核電占比有所提升,但在某些減量路徑模擬時,因考慮到各情境設定時其所根基的「情境敘事」(narrative反映的社會偏好度,故有些1.5°C減量路徑中,2050年全球核電占比會降至1%左右。

 此評估結果與IPCC第五次評估報告(AR5)的「全球若不新增核電興建計畫,仍可藉由其他能源效率提昇以及再生能源發展等措施達到減碳目標」論點相似。唯AR5特別指出「將核電排除在減碳選項以外,僅會導致減碳成本些微增加」,增幅為7%(Edenhofer et al., 2014)。但此次特別報告,並未就減量成本加以分析,故無法深究歷經近年再生能源成本下降及核電成本續增的趨勢之下,不以核能作為減碳選項是否仍會導致成本增加。

1.5°C減量路徑中,各整合性評估模型所評估的核能發電量的變化。

無可迴避的挑戰:社會接受度


 上述AR5已指出,提升核電占比雖可削減排放量,全球同時亦將承擔核電廠運轉的核災風險、鈾礦開採、財務與管制、無解的核廢料管理、核武擴散疑慮等風險的增加。

 此次《全球升溫1.5°C特別報告》除引用此論點,更指出當前核電發展已無法像6070年代的法國,在25年內將其占比迅速提升至80%,並引用知名學者Lovins的分析,指出現行核電從決定興建到商轉平均需花1019年。IPCC亦就核電成本提出分析,指出在一些已開發國家中,其成本不斷上升,主因是電力市場使這類高資本硬體投資具有高度投資風險。

 核電在各國的發展趨勢,IPCC認為最重要關鍵是「社會接受度」,引用文獻指出從相對風險評估結果來分析,若以每單位發電量來比較,核電的健康風險與土地需求均較其他發電型態為低。但因公共關注度所啟動的政治討論程序,因各國討論技術選擇及環境衝擊的脈絡而異。因此在福島核災後,有的國家加速非核時程、有的國家卻選擇持續發展。

 針對眾所關注的核安議題,IPCC提出核安乃是靠各國的管治能力,但各個核能意外導致全球質疑,是否會因經濟與政治因素弱化了核電廠安全管制,故建議應建立全球核電風險治理機制,強化跨國公部門、公司與工程專業者的合作。

核能與永續發展目標


 此份報告亦特別分析抑制增溫1.5C的減量路徑時,對永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDG之綜效(synergy)。指出若可履行能源供給、需求面及土地管理的減量策略,均可在目標3(確保健康生活)、目標7(人人可享有永續能源)、目標11(永續城市與社區)、目標12(負責任的消費和生產)和目標14(保育及永續利用海洋與海洋資源)等創造極大綜效。如未謹慎管理,一些1.5°C的減量策略,將會對目標1(消除貧窮)、目標2(消除飢餓)、目標6(確保及永續管理水資源及衛生設施)和目標7(能源可及性)產生負面影響。

減量路徑與永續發展目標 (IPCC, 2018

 報告亦逐一盤點各種減量技術對SDG的影響,針對「以核電替代燃煤」此選項,提出了下列分析:
-       目標3(確保健康生活):具負面影響,核電意外及核廢處理過程仍有不可忽視的風險。上游鈾礦開採時的負面影響與煤炭相同。有些研究指出,核電廠周圍白血病比例有增加疑慮,但目前尚未能建立直接因果關係。
-       目標6(確保及永續管理水資源及衛生設施):有正面亦有負面影響。核電對冷卻水的需求,導致區域性水資源供給壓力。且溫排水會對河川與海洋造成影響。
-       目標7(確保人人都能享有可負擔、穩定、永續及現代的能源):正面影響,可增加穩定的基載電力與減少能源價格波動。
-       目標8(促進永續及共享的經濟成長):正面影響,增加就業與減少能源價格波動。
-       目標9 (建構抗災的基礎建設,推動永續且共享的工業化,並鼓勵創新):負面影響,因為核廢、廢棄礦場、反應爐處理的龐大成本。
-       目標15(保護及促進陸域生態系永續利用):負面影響,核災意外、核廢料處理、鈾礦開採與提煉程序,將影響陸域生態。
-       目標16(促進和平且包容的社會):具負面影響。增加核電占比,將導致核武擴散風險的加劇。

 從上述分析可知,以核電做為減碳選項,除了在傳統上的基載與能源價格穩定等優勢,其對於其餘永續發展目標具有負面影響。相較下,IPCC針對再生能源的分析,亦指出需考慮其對區域性生態以及能源可負擔性的負面影響,但其對於減少極端貧窮(目標1)、弭平不平等(目標10)、永續城市與社區(目標11)及負責任的消費與生產(目標12),均有顯著的綜合效益。

「系統轉型」方為解答


 綜合《全球升溫1.5°C特別報告》的分析,在抑制全球升溫於1.5度的減量路徑中,核電雖有其功能,但並非未來低碳電力主力,且提升其占比時,對永續發展目標將有負面影響。電力部門中最關鍵乃是如何讓再生能源占比由今日的25%,於2050年時迅速成長至77%以上,甚至達到百分百。

 更重要的是,報告中提出的「系統轉型」(system transition一詞,要將「地球暖化限制在 1.5°C,需要能源、土地、城市與基礎建設(包括交通運輸及建築)與工業系統上快速且深遠的轉型」。更引用轉型研究文獻指出,從歷史經驗判斷,這樣的系統轉型在規模上是前所未見的,但不必然表示世界無法加速達成此目標。由於太陽能、風力與儲能在過去幾年間,於政治、經濟、社會與技術可行性均大舉進步,代表發電系統的轉型可能。

 回過頭來看臺灣,近期針對第16號公投案(以核養綠)的爭辯,應以「系統轉型」的視角檢視,何者論點有助於臺灣建構高比例再生能源的電力系統、發揮民眾的能動性促使社會根本性轉變,才能幫助臺灣踏上氣候韌性發展路徑(Climate-resilient development pathways, CRDPs)

【參考資料】
1.      Edenhofer O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, S. Kadner, J.C. Minx, S. Brunner, S. Agrawala, G. Baiocchi, I.A. Bashmakov, G. Blanco, J. Broome, T. Bruckner, M. Bustamante, L. Clarke, M. Conte Grand, F. Creutzig, X. Cruz-Núñez, S. Dhakal, N.K. Dubash, P. Eickemeier, E. Farahani, M. Fischedick, M. Fleurbaey, R. Gerlagh, L. Gómez-Echeverri, S. Gupta, J. Harnisch, K. Jiang, F. Jotzo, S. Kartha, S. Klasen, C. Kolstad, V. Krey, H. Kunreuther, O. Lucon, O. Masera, Y. Mulugetta, R. B. Norgaard, A. Patt, N. H. Ravindranath, K. Riahi, J. Roy, A. Sagar, R. Schaeffer, S. Schlömer, K. C. Seto, K. Seyboth, R. Sims, P. Smith, E. Som- anathan, R. Stavins, C. von Stechow, T. Sterner, T. Sugiyama, S. Suh, D. Ürge-Vorsatz, K. Urama, A. Venables, D. G. Victor, E. Weber, D. Zhou, J. Zou, and T. Zwickel, 2014 Technical Summary. In: Climate Change2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of theIntergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J. C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cam- bridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
2.      IPCC, 2018: Global warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [V. Masson-Delmotte, P. Zhai, H. O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors, J. B. R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M. I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M. Tignor, T. Waterfield (eds.)]. In Press.
3.      IPCC, 2018: Summary for Policymakers. In: Global warming of1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [V. Masson-Delmotte, P. Zhai, H. O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors, J. B. R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M. I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M. Tignor, T. Waterfield (eds.)]. In Press.
4.     Bruckner T., I.A. Bashmakov, Y. Mulugetta, H. Chum, A. de la Vega Navarro, J. Edmonds, A. Faaij, B. Fungtammasan, A. Garg, E. Hertwich, D. Honnery, D. Infield, M. Kainuma, S. Khennas, S. Kim, H. B. Nimir, K. Riahi, N. Strachan, R. Wiser, and X. Zhang, 2014: Energy Systems. In: Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
6.      台達電子文教基金會,2018IPCC 全球升溫 1.5°C 特別報告決策者摘要中譯

(以上不代表台達觀點)

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