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日本核能政策大轉彎!岸田要求建設下一代核電站

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科技產業資訊室 - 張小玫 發佈於 2022年8月23日
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圖、日本核能政策大轉彎!岸田要求建設下一代核電站 

日本正進入新核能戰略階段,將重啟更多閒置的核電站,到2030年將建設下一代核電站。
 
近日,日本首相岸田文雄在首相官邸舉行GX召開第2次GX(Green Transformation)實施會議,重啟核電廠並下令開發和建設下一代核電站。會議中,專家討論了重建穩定的能源供應,這目標實現的大前提。因應,俄烏戰爭而發生了全球能源供應巨變形勢,日本必須克服當前危機和推動GX以因應未來的危機應變。
 
岸田政府的目標是確保中長期電力供應,計劃從 2023 年夏季開始重啟多達 17 座核電站。該計劃將解決日本面臨的結構性挑戰,例如電力短缺和脫碳延遲,目標是到 2050 年實現淨零碳排放。
 
特別在核電站方面:
  • 政府將採取一切可能的措施,以確保已經重新啟動的10座核電站的運行,以因應今年冬天和未來幾年電力供需。
  • 在確保安全的前提下延長現有核電站的運營期限。現行法律規定了 40 至 60 年的運行壽命。一些核電設施,例如北海道電力的核電站的反應爐,在安全審查的時間近 10 年才獲准投入運行。這促使政府探索延長核電廠壽命的措施,也許是通過從實際運行壽命減去花在安全審查上的時間。此外,政府將討論如何加強計劃以解決高放核廢料處理等懸而未決的問題。
  • 開發下一代創新反應爐(nuclear reactors):充分利用核電站以及開發和建設具有新安全機制的下一代創新反應爐。從 2030 年開始,主要目標將是考慮建設下一代核電站。經濟貿易和工業部(METI)已經編寫了一份關於此類工廠的草案——特別是更安全的輕水反應爐(light-water reactors ),並計劃在 2030 年代開始商業運營。
 
還有,GX將大膽加快電力系統的發展,加快引進固定式蓄電池,推廣海上風電等電源,擴大可再生能源引進。
 
雖然,可再生能源和核能是促進 GX 必不可少的脫碳能源,但還需要時間來實現,還有待執政黨和專家的意見,以便在(2022)年底前就所有措施達成具體結論,包括這些措施的制度框架和實施時間表,以及有關各方應努力與公眾溝通並取得理解。
 
加強供應LNG(液化天然氣)

針對今冬明冬存在供應風險的LNG(液化天然氣),首將建立運營商間交流框架,加強亞洲LNG安全,以及可能發生的危機事件。岸田要求立即實施措施,考慮一個可以應對緊急情況的框架,並儘快得出結論。
 
重新啟動現有閒置的核電站

要求重新啟動暫停的反應爐,以避免今年冬天和明年出現預期的電力短缺。今年(2022)7 月,岸田宣布了一項計劃,將已啟動的核反應爐數量增加到多達 9 個,以便在即將到來的冬天幫助滿足能源需求。該計劃設想中期使用 10 座反應爐,到明年夏天將增加到 17 座。
 
日本有 33 座反應爐,電力公司已要求核監管局批准 25 座的重新啟動。已經有 17 座通過了 NRA 的安全審查。儘管 17 座反應爐中有 10 座在獲得當地同意後重新啟動,但只有 6 座仍在運行。
 
儘管通過了 NRA 的安全檢查,7座反應爐仍未重新啟動。為準備明年夏天及之後的復工,政府正在主動實施安全措施,並與需要徵得當地市政當局同意的市政當局進行談判。
 
新一代核反應爐


針對新一代核反應爐,主要以小型模組化反應爐為發展趨勢。根據維基百科資料,全球核分裂發電技術從現有設計的縮小版本已到第四代小型模組化核電站設計,目前已經提出了熱中子反應爐、快中子反應爐、融鹽和氣冷反應爐模型。雖然已有許多的小型模組化反應爐,但仍處於未完成示範項目。
 
例如:美日合作投資40億美元在懷俄明州興建新世代快中子反應爐。日本業者參與美國TerraPower快中子反應爐40億美元研發計畫,期望在2028年全球核能市場佔住主導權。TerraPower背後投資人包括微軟創辦人比爾蓋茲。
 
例如:TerraPower與奇異日立核能合作開發的小型模組化核分裂反應爐「鈉」(Natrium)反應爐,使用液態鈉作為冷卻劑,搭配熔鹽儲能,儘管鈉接觸空氣或水會產生激烈反應,但能有效幫助反應爐散熱。

例如:三菱重工 (MHI) 正在啟動一種微型核反應爐(nuclear microreactors)計劃,未來十年內開發和商業化,而且這種反應爐可以小到卡車運送。基於全固態堆芯概念(all-solid-state core concept),採用高導熱石墨基材料,無需液體冷卻劑即可從堆芯帶走熱量。核反應爐堆芯和所有其他設備,將裝在密封的膠囊容器中。該微型反應爐的最大電力輸出為 500kW,僅為現有100萬千瓦級反應爐的2000分之1,預計將用於災害地區等的脫碳電源。它可以組合多個微反應爐單元以提供更大的總功率輸出。一旦獲得日本和其他政府的批准,三菱計劃最快在 2030 年代將該技術商業化。MHI 計劃從 2023 年到 2025 年進行模擬測試,以驗證冷卻功能——即通過自然熱傳遞進行的被動式堆芯冷卻(passive core cooling),無需電源、水源和操作員操作。測試將不使用核燃料,而是以高濃縮鈾用作燃料,可耐用大約 25 年的整個運營期間不需要更換。一旦燃料耗盡,就可以回收整個微反應爐。
 
結語


根據日本METI規畫核能來源配比,將從2021年的5.9%拉高到2030年的20%~30%,參見下圖。

圖、日本發電來源配比-2021與2030
 
岸田推動新核能戰略,正意味著日本從福島核災後棄核、正轉為擁抱新核電站的重大政策轉變。此舉將有助於缺乏天然資源的日本,在全球能源緊縮的惡劣情況下能減少對能源進口的依賴,並避免目前已達到極限的電網的壓力。
 
日本進行「綠色轉型」成減碳社會,這也是岸田主要政見「新資本主義」當中的重要支柱。許多專家認為,岸田尋求新核能政策,但是核新廠的建設和舊廠的重啟過程也不會一帆風順,而是更持謹慎態度。還有,在當前的政治環境下,電力公司是否願意進行投注巨資投資新核電站仍不清楚。而且,若要重啟核電,首要在核能安全,必須先通過原子能規制委員會的審查,還要獲得核電廠所在地居民支持,門檻相當高。(1150字;圖1)


參考資料:
GX実行会議。日本首相官邸,2022/8/24。
Japan PM Kishida orders new nuclear power plant construction. Nekkei, 2022/8/24.
三菱重工計劃2030年卡車裝載微型核電站商轉。科技產業資訊室 (iKnow),2022/4/21。
日本「新資本主義」計劃重點投資5大科技領域。科技產業資訊室 (iKnow),2022/3/10。

Bill Gates’ TerraPower aims to build its first advanced nuclear reactor in a coal town in Wyoming. CNBC, 2021/11/17.
美國能源部資助 X-energy、TerraPower 共 1.6 億美元,發展小型先進模組化核電廠。科技新報,2020/11/2。
快中子增殖反應爐,維基百科。
日本業者參與美國TerraPower快中子反應爐40億美元研發計畫。科技產業資訊室 (iKnow) ,2022/1/4。
 

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