台灣在八月底即將舉行重啟核三的公投，不確定這件事目前討論度有多高（社群上貌似不高？），但想趁機梳理一下這個一直以來在台灣爭議性頗高、國際上也有高度分歧的議題。
這篇的目標是讓關心能源議題但不是核能專家的讀者更了解核電的脈絡、國際現況，讓我們思考這題時能有些政治傾向、意識形態之外的觀點。
必須得從它是怎麼運作的開始：我們現在常講的核能發電（Nuclear Power）通常是指「核分裂」（Fission）技術，簡單來說是透過核裂變反應產生熱能，用來加熱水、產生蒸氣，進而推動渦輪機發電。使用的燃料多為鈾-235。
那這個發電方式有什麼特別的地方？
超高能源密度：一點燃料，巨量電力
核能的能源密度（Energy Density）非常高。也就是說，使用相同質量或體積的燃料，核能能釋放出的能量遠遠超過其他發電方式，只需要極少量的燃料就能產生大量電力，效率非常高。
拿台灣發電佔比達 40% 的燃煤（Coal）來比較，如果要發到美國家庭平均一年用電量（11MWh）：煤炭需要約 1.5 噸才能產生這樣的電力；而核能只需要約 100 克的鈾燃料就能達到相同的發電量。換句話說，核能的能源密度是煤炭的一萬五千倍，也因為這種高密度特性，核能發電對土地的需求也相對小。
全天候穩定供電，不看天吃飯
核能基本上可以24小時不間斷發電，這讓核能特別適合用來滿足任何時間都需要穩定供應的基本電力需求，也就是所謂的基載電力（baseload power）。
美國能源部（Department of Energy）甚至形容核能是「最穩定的能源，而且遠遠勝過其他選項」。這是從容量因數（Capacity Factor）的角度出發，指的是一個發電設備在一段時間內實際發電量與最大可能發電量的比例，反映的是設備的利用率與穩定性，從下圖可以看到，核能的容量因數高達 92.5%，在主要能源類型中領先，尤其是跟具有間歇性（Intermittency）的風力或太陽能相比更是明顯，畢竟風不是一直在吹、太陽也有下山的時候，這些自然條件會影響發電穩定性，而核能則不受這些因素干擾。
除了不受天氣影響外，核能之所以能有這麼高的容量因數，也與其設計與運作方式密切相關。核電廠通常每 1.5 到 2 年才需要補充燃料一次，維修作業也多為定期且可預測的，讓核電廠能長時間穩定運轉而不需頻繁停機。相比之下，天然氣或燃煤電廠則可能因燃料補給或較頻繁的維修需求而停機，使得容量因數相對較低。
低碳優勢
再來不得不提的是核能的極低溫室氣體排放。由於核能發電不是透過燃燒燃料來產生電力，在發電階段幾乎不會排放二氧化碳或其他溫室氣體。即使從整個生命週期來看（包括原料開採、運輸、電廠建設、發電運作到除役等），其整體溫室氣體排放量仍遠低於化石燃料。許多研究甚至指出，核能的總排放量比太陽能還要低。
既能穩定供電又是低碳電力來源，這也就是為什麼在能源轉型的過程中，很多國家即使積極發展再生能源，仍會保留一定比例的核能作為穩定電力來源。
BUT，終於到了這個 BUT。就如同很多人知道的，核能在安全性和核廢料處理上一直存在爭議。各國對於核電潛藏風險的接受程度，會受到地理條件、民眾觀感、歷史經驗等因素影響，再加上各地能源結構與政策目標差異巨大，這些都讓核能在國際上的定位出現很大的分歧，記得之前讀碩士的時候，跟不同國家的同學討論核能時，常覺得很不像在同個時空對話（？）
那核能是綠電嗎？首先要強調核能不是再生能源，因為鈾等礦物燃料資源是有限且不可再生的。
至於是不是我們常說的「綠電」，國際上其實不太用這個有點模糊的詞，而且怎麼樣算「綠」關乎到價值判斷，不過還是可以參考國際上的看法。
國際上怎麼看核能？
- 國際能源總署（International Energy Agency, IEA）：將核能歸類為「低碳能源」，他們認定其為在推動電力部門減碳、降低化石燃料依賴的過程中，是與再生能源相輔相成的關鍵力量。
- 政府間氣候變遷專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）：同樣認定核能為低碳能源，也指出核能是達到巴黎協定目標中必須的一環。不過有趣的是2023年IPCC發布的氣候評估報告的主文中，他們指出「核能是實踐減碳目標的重要解法之一」，但在為政策制定者編寫的「摘要報告」核能幾乎被省略，讓外界猜測是IPCC因為政治敏感以及社會觀感的考量上，刻意地淡化核能的存在。
- 歐盟：這邊引用歐盟永續分類（EU Taxonomy），它是一個針對「什麼是環境永續的經濟活動」所制定的分類系統，歐盟在2022年決定，在特定嚴格條件下將核能列為 EU Taxonomy 的「永續」活動，儘管如此，各成員國對核能的態度仍相當分歧，比方說法國就很擁核，德國反核，也有好幾個國家態度搖擺不定。
大白話就是，很多國家/組織對核能基本上是「想愛又不敢愛（？）」一方面它的技術已經很成熟，還有前面提到的那些優點；但另一方面，又不能忽視那些尚未解決的安全疑慮。理想情況下，如果能完全依靠再生能源擺脫化石燃料當然最好，但現階段在技術和經濟上還做不到、又有能源安全等壓力，於是核能就成了部分國家尚可接受的折衷方案。
不免俗的還是要用數字看具體發展情況。
主要國家核能現況
核能目前約佔全球電力結構中的9%，但因為各國狀況差異很大，這個整體數字參考參考就好。
先看下圖各國近25年的核能總發電量，美國穩定第一名，從上面講到容量因數時就看得出來他們對核能抱持正面態度，目前約佔他們電力結構中的18%；中國近十幾年為了應對龐大的能源需求和減少碳排，成為第二大核能發電國；第三名的法國則是長期的擁核國家，2024年核能佔了他們發電結構的68%，這個佔比位居各國首位。
日本是一定要提到的。下圖可以清楚看到，2011 年福島核災後，日本的核電幾乎全面停擺，但近年來在多方壓力下開始轉變，原因包含對進口化石燃料的高度依賴、2050 碳中和目標、以及電力需求增加等。日本最新的能源計畫正研議： 2040 年核能在整體電力結構中的佔比，將從目前約 8.5% 提高到接近 20%。
德國在福島核災後堅決了廢核決心，並已於2023年正式完成廢核，然而他們為了填補核能留下的基載電力缺口，很大一部分是轉而依賴天然氣，使得德國近期輿論與政治界也開始有重啟核能的辯論。
未來的核能趨勢與潛力
除了現況，核能的未來發展同樣值得關注，從以下這張圖表可以觀察主要核能發展國的潛力與野心。這張圖可愛的是那些反應爐塔，它們的相對大小代表了各國核能發電的現有容量（底部較淺的藍色）與未來規劃容量（上方較深的藍色）。
美國的現有容量塔身最大，但如果將上方的規劃容量也考慮進去，中國的總容量塔身將會是所有國家中最龐大的（中國各方面都好卷lol）；印度同樣有著積極的核能規劃，顯示這個人口大國也將核能視為滿足其龐大能源需求的重要解方。
此外，在 2023 年底的聯合國氣候峰會（COP28）上，包含美、英、法在內的 22 個國家共同承諾，將在 2050 年前把核能發電容量增至三倍。這項承諾反映出在未來應對氣候變遷與能源安全上，核能仍是不可或缺的選項。
核能安全性：低頻率、高衝擊的課題
然而，正當全球多國重新擁抱核能時，還是必須回到最核心的爭議點：安全性。
核能的安全性風險始終是揮之不去的陰影，三哩島、車諾比和福島核災大家都還清楚記得。然而，除了討論核災的悲劇性外，也必須透過全面的視角重新審視「風險」。Our World in Data有一篇研究，它比較了不同發電方式每單位發電量（以TWh為單位）所造成的死亡人數，這個方法之所以相對理想，是因為它能排除發電總量規模的影響（直接比較總死亡人數會產生誤導，因為化石燃料的使用規模遠大於核能或太陽能），讓我們看清每種能源本身的風險。同時，它也將核能的重大事故風險，與化石燃料因空污導致的持續性死亡風險放在同一標準上比較。
研究結果指出，化石燃料致死率最高（下圖左半部），這主要是因為空氣污染和供應鏈中的意外事故，風力、核能和太陽能是所有能源中最安全的，其致死率都極低，與溫室氣體排放量呈現類似的模式。其中，核能的致死率為 0.03 人，這已包含了車諾比和福島等事故所造成的死亡人數。
除了死亡率，供應鏈中礦物開採的致癌毒性也是評估能源風險的一環。儘管這部分數據還不完整，但分析顯示，化石燃料對健康的危害仍遠超核能和再生能源，因此這篇研究的結論是核能和再生能源依然是相對最安全的選項。
但我們還是不能忽視核能根本性的挑戰：核廢料管理。
核能安全主要可從三個層面來看：日常運轉、事故風險與核廢料管理。前兩者技術性問題我先交給核能專家。核廢料分為高階與低階，其中挑戰最大的，是高放射性的高階核廢料。針對高階，目前各國普遍採用的暫時性儲存（Interim Storage），但它終究只是將最終處置（Final Disposal）的問題向後推遲。雖然各界公認深層地質處置（Deep Geological Repository）是最終解方，但選址困難、資金龐大、缺乏社會共識等因素，讓這個過程舉步維艱，目前各國進度緩慢，不過前陣子的新聞是芬蘭有重大進展：芬蘭的 Posiva 公司即將啟用全球首個核廢料的永久地下處置場，該公司已鑽探了長達 10 公里的隧道，計畫將用過的核燃料棒裝入鐵和銅製成的罐中，然後埋入地下數百公尺深處。
一個複雜的權衡
OMG字數爆炸，其實這篇文章只是想努力地呈現核能的客觀事實、國際現況，並梳理一些重要問題。比如說，為什麼我們要使用有災難級風險的核能？事實上，每種發電方式都有風險，重點是我們在深入了解和權衡後，決定願意承擔什麼樣的風險。雖然我一直不覺得這種事情適合公投，但讓大家更了解核能和其他發電方式，或許就是它最大的價值吧。
不知道還有沒有辦法寫一篇更針對台灣狀況的核能討論：）
