摘要
一、前言 英國政府在2050年實現淨零排放規劃中,將核電視為可靠、安全的低碳電力形式,未來將透過大規模部署,以扭轉目前投資不足的狀況,並恢復英國在民用核電領域的全球領導地位。 因此,英國能源安全與淨零部門(Department for Energy Security and Net-Zero, DESNZ)發布「2050年民用核電路徑圖」,目標至2050年部署24GW核能發電,以滿足全英國四分之一的電力需求。同時也與20多個國家共同簽署核能宣言,至2050年前增加兩倍核能產能,以促進全球達到淨零排放目標。英國政府在路徑圖中規劃短期的核能推動策略及長期發展策略,並闡述核電到2050年實現淨零排放的角色和貢獻,以提升英國能源安全性。以下將摘述英國政府核電路徑圖及民用核電的發展現況、政策規劃內容以及未來展望。 二、英國政府核電路徑圖及民用核電發展 (一)英國核電路徑圖 1.現況概述 英國核能發電占比已從1990年代的27%下降至現今約15%,然而由於交通、家庭和工業電氣化等發展,英國電力需求預計到2035年將增加50%,到2050 年將增加1到3倍。 核電是唯一經過英國大規模認證的可靠低碳電力,其土地效率是太陽能發電廠的30~40倍。因此,英國將各種形式的核能技術納入路徑圖中,包括小型模組化反應爐(Small Modular Reactor, SMRs)和大規模核能部署,以因應風能和太陽能等再生能源發電的間歇性問題。除了發電之外,核能亦可用於氫氣生產、提供家庭或工業熱能等更廣泛的產業脫碳應用。 2.到2050年的發展路徑 (1)開發中項目 A. Hinkley Point C核電站 2016年,英國政府透過35年的差價合約(Contract for Difference, CfD)支持建置Hinkley Point C核電站,建置完成後預計將可提供3.2GW電力約60年。此項目除了設置核電廠之外,亦投入建立核能供應鏈及培訓技術人員。 B. Sizewell C核電站 英國政府共投資12億英鎊支持開發Sizewell C核電站,並於2012年開始規劃建置,預計將於2030年代中期開始營運。Sizewell C核電站將由2個歐洲壓水式反應爐(European Pressurized Water Reactor, EPR)組成,可生產3.2GW電力,並滿足約600萬戶家庭電能需求。 (2)小型模組化反應爐(SMRs) 自2023年起,英國透過複製更多的模組化設計,降低SMRs核能發電成本。 此外,為了在降低成本同時確保能源安全,未來將在英國部署SMRs艦隊(fleets)發展核能製造業和服務供應鏈,並進一步創造出口機會。 (3)大型核能發電 自1950年代起,大型核能發電即為英國能源產業的支柱,報告中指出未來幾十年內大型核能發電亦為重要關鍵技術。目前英國正在探尋Sizewell C 之後的大型核能發電專案,並訂定投資供應鏈相關的時間表和流程。 (4)先進模組化反應爐(Advanced Modular Reactors, AMRs) AMR除了可用於發電之外,亦可用於蒸汽、熱能、氫氣生產等脫碳應用。DESNZ預計在2030年代初期投入研發投資並部署AMR高溫氣體反應爐(High Temperature Gas Reactor, HTGR)示範裝置。 (二)民用核電發展 1.訂定規範並進行流程簡化 報告中指出,英國目前新核電廠的許可和監管環境相當複雜,營運商和開發商需參與規劃流程、核能監管流程,以及基礎設施建設相關環境監管。因此,英國政府採取重大簡化措施提高規劃流程效率,例如:投入560萬英鎊用於英國規劃監察局(Planning Inspectorate, PINS)的數位轉型,此外亦擴增70%國家重大基礎設施項目的稽核員數量。 (1)改革措施 2023年,英國政府啟動一系列國家重大基礎設施項目(Nationally Significant Infrastructure Project, NSIP)改革,確保整體系統可支持英國未來基礎設施需求。改革措施包括簡化規劃流程,例如: A.為符合品質標準規定的國家重要基礎設施項目引入新的快速通道選項。 B.採取更重視結果的方法以解決核能相關環境問題。 C.更重視預申請階段並投入更多資源,包括由PINS 和Natural England 等法定機構為開發商提供優質的諮詢服務。 D.定期更新國家政策聲明(National Policy Statement, NPS)列出潛在新核電廠規劃政策架構。 (2)核能監管 英國擁有備受國際肯定的成熟核能監管體系和獨立核能監管機構,包括核能管理局(Office for Nuclear Regulation, ONR)和環境局(Environment Agency, EA)等等,旨在確保英國核能設施能安全可靠得運作,並擬訂完善的除役機制。 A.核能管理局(ONR)目前負責監管英國35個已獲得許可的核能設施的安全,目前正在評估新核電廠核可申請,除此之外,ONR亦負責監管英國境內放射性物質的運輸,例如:公路和鐵路運輸,並確保用於陸、海、空運輸的包裝或容器符合安全標準。 B.環境局(EA)負責監管英格蘭地區的27個核電廠,確保核能公司在英格蘭營運場所的整體設計、施工、營運和除役過程皆可滿足高環境保護標準。另外,EA 亦監管英格蘭1,200個地點放射性物質的使用和處置。 C.英國的核能安全方針旨在嚴謹的監管框架內維持高標準的核輻射安全和環境保護,並將國際原子能總署(International Atomic Energy Agency, IAEA)的安全標準作為衡量安全框架的主要標準。 (3)持續優化監管機制及流程 2021年,英國政府對ONR進行審查後提出促進監管和創新建議,目前ONR正著手修訂指南、進行文化變革,並透過加強內部監督以提高審查的一致性,預計於2024年7月公布進度報告。 另外,英國政府亦針對監管機構的工作進行整體盤點及簡化: A.為供應商提供透明框架,使供應商在進入正式監管流程前可瞭解監管途徑和要求。 B.善用其他國家對英國的監管評估,並透過與成熟國際監管機構的信任關係,共同協作共享反應爐設計及評估,儘量減少所需時間,進而提高效率。 C.提出修改核電廠許可程序的建議以提高效率。 D.提出優化EA核可流程有效性和效率的建議。 (4)與業界合作 DESNZ建立核子標準論壇(Nuclear Standards Forum, NSF)支援產業發展,論壇由DESNZ主持,邀集相關政府機關、監管機構和核能部門,聚焦於英國核能標準框架的關鍵策略性問題,致力於尋求共識並促進變革,目標探尋更有效率且更具成本效益的方法以滿足監管要求。 2.核能創新與研發 俄羅斯入侵烏克蘭事件,強化英國建立安全、彈性的核燃料供應之決心。再加上英國擁有國內濃縮鈾燃料的製造能力,在全球核燃料生產方面具備領先地位。因此,建立核燃料循環為英國核能路徑圖的核心,但尚需進一步發展材料分析、材料處理、核廢料管理等關鍵技術能力。英國國家實驗室網路,整合國家核能實驗室(National Nuclear Laboratory, NNL)、國家物理實驗室、核能除役署(Nuclear Decommissioning Authority, NDA),以及核廢料服務中心(Nuclear Waste Services, NWS),共同研析英國核能運作的安全可靠性、除役機制、放射性核廢料管理,以及民用和國防核能計畫。 此外,英國研究創新局(UK Research and Innovation, UKRI)亦投入資源支持核能發電領域的研究,包括先進核能技術、延長反應爐壽命以及高效安全燃料等。 (1)未來核燃料 英國將投入3億英鎊用於生產新一代鈉反應爐所需燃料(高含量低濃縮鈾(High Assay Low Enriched Uranium, HALEU)),並與業界合作建立涵蓋轉化、濃縮、去轉化及加工等完整的核燃料循環供應鏈。目標至2025年建立Uranium-235濃縮濃度達10%的低濃縮鈾(Low Enriched Uranium, LEU)供應鏈,直至2030年擺脫對俄羅斯燃料的依賴。此外,也包含針對HTGR內的被覆粒子燃料(Coated Particle Fuel, CPF)、熔鹽燃料(molten salt fuels)及微型反應爐等進行研發。 (2)核能技術 2020年能源白皮書和十項計畫設立3.85億英鎊的先進核基金(Advanced Nuclear Fund, ANF ),以加速先進核技術SMR和AMR的發展,目標至2030年前佈署HTGR示範裝置。 (3)其他應用領域 英國投入600萬英鎊於醫療的放射性核種創新計畫(Medical Radionuclide Innovation Programme, MRIP),以開發治療癌症的放射性核種及其供應鏈。2022年英國太空總署(UKSA)投資NNL1920萬英鎊,為2030年的歐洲登入月球任務開發放射性同位素電源(Radioisotope Power Sources, RPSs or ‘space batteries’)。2023年亦投入290萬英鎊進行核能太空應用的相關研究,並預計將於2029年前建造一座微型反應爐登入月球。 3.除役機制 英國政府目標到2050年部署24GW核能發電,並規劃處置高達24GW的核廢料,建立新核電廠除役和核廢料管理解決方案。目前英國政府規劃建造可容納24GW核廢料的地質處置場(Geological Disposal Facility, GDF)以存放核廢料。此外,英國政府後續將發布新的核能除役及放射性物質(含放射性廢棄物)政策架構。 4.發展核能供應鏈-民用和國防核電共同合作 為解決民用和國防核電供應鏈的需求競爭問題,DESNZ與國防部及核能部門密切合作,目前已建立正式的核能供應鏈工作小組,目標透過以下方式創造彈性的核子供應鏈: (1)共享供應鏈資訊 (2)與業界合作,並以既有措施為基礎,解決供需失衡的問題 (3)辨識並管理共同主要供應商 (4)調整內部需求 三、小結 路徑圖發布後DESNZ將繼續與合作夥伴密切合作,調整更新政策內容。預計未來幾年新核能技術的成本和有效性將更為明確,因此需要重新評估長期策略和政策,考量此發展趨勢,DESNZ預計於2025年底前發布路徑圖「更新」版本。