別再對日本的核能復興懷抱幻想!充分發揮國內的綠能潛力才是正途!

能源萬象

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*封面圖片:在福島核災後,已經有24座核反應爐確定除役,
12座申請重啟的反應爐有5座早在2013年就有申請,卻一直沒有得到許可。
資料來源


文/Tony Yen (媽盟特約撰述)
 

別再對日本的核能復興懷抱幻想!
充分發揮國內的綠能潛力才是正途!

德日智庫共同研究:日本在2030年的綠能發電佔比可以達40%,
並繼續保持電力系統穩定


福島核災爆發後,綠能在日本有長足的發展,再生能源發電佔比從核災當年的5.6%,成長到去年的17.4%。另一方面,核災以前存有的60座核子反應爐中,目前僅有9座重新運轉,而有24座已經或者確定將要除役。即使是重新運轉或者申請重啟中的核反應爐,也遇到了防恐設施趕工不及,可能會被核能規範委員會勒令停轉的窘境。(如封面圖片)

與此同時,日本的海外核工業輸出夢想也面臨無情的打擊。斥資160億英鎊的Wylfa核電廠本來被宣傳為英日核工業攜手合作的典範,但今年1月因為預算不斷超支,日立集團被迫自這個專案中撤資。Wylfa核電廠是日本核工業海外出口的最後一個案子,日立的撤資也代表日本核工業輸出計畫自此全滅,該產業透過海外市場苟延殘喘的幻想自此也煙飛灰散。

 

日本海外核工業輸出計畫全滅。圖片來源


上述各種不利核能產業的消息,加上日本國內6成的反核民意,實難想像安倍政權規劃的2030年電力配比中,竟然還有20%以上的核能、而再生能源竟然也只規劃22%-24%。根據彭博新能源財經(BNEF)的預估,2030年日本核能佔比最可能只會有12%;如果日本不在接下來的時年之內好好發展再生能源,改變過去基載至上、缺乏彈性的電力系統,因為核能復興不如預期造成的10%左右的供電缺口,最後極有可能需要以燃煤發電補上。

 

BNEF預估中,日本在2030年的核能發電佔比很有可能只會達12%。資料來源


*重點整理:日本的能源轉型之路~懶人包第一集

在地球另一端,Wylfa核電廠計畫實質中止以後,英國也面臨同樣的問題。到了2030年,英國現役的核電廠只會有一座運轉中;過去英國政府為了提供「低價、穩定」的低碳電力,大舉規劃各種核能電廠興建計畫以補足除役產生的供電缺口。然而目前英國唯一正在興建中的核電廠僅有辛克里角三號機(Hinkley Point C),而且這座延宕多年的電廠何時完工、天價般的預算會不會繼續往上增加,仍不確定

但英國政府面對核能復興夢幻滅的反應和日本人截然不同:Wylfa核電廠的噩耗傳出不久,梅伊政府迅速和離岸風能產業達成「部門協議」(sector deal),要攜手合作,讓離岸風能可以在2030年提供英國30%以上的用電需求。這是英國史上第一個和政府達成部門協議的綠能產業,也打破了過往只有核工集團跟英國政府簽署類似協議的局面,標榜著政府立場的大轉變。

我們認為日本也應該要盡早採取類似的棄核扶綠政策。一些反對能源轉型的人士,常常稱風光為「不穩定」的發電來源,因此無法在如日本這樣的島國大量發展;這樣子的論述忽視了能源轉型先進國家晚近為了確保電力系統穩定性所做出的系統性革新。

愛爾蘭、英國等島嶼電網並未與歐陸同步,處理極短期的電力系統穩定度的問題仍然需要仰賴境內的彈性資源,但他們仍然各自提出系統瞬時非同步發電滲透率(System Non-Synchronous Penetration,通常指風能和光能)在2020達到75%2025年達到100%的願景。相較之下,日本的電力系統其實和德法兩國的規模相若,再生能源併網後因應電力系統穩定度所需做的系統性變革,相對會比較愛爾蘭容易許多。

 

日本的電力系統規模和歐洲諸國的比較。台灣的尖峰用電大約為40GW,規模介於日本和愛爾蘭之間;
但日本其實被分成三個非同步電網,各電網規模和台灣又更相近,因此日本的電力系統穩定度研究對台灣具有極大的參考價值。資料來源:Integrating renewables into the Japanese power grid by 2030


駐點柏林的能源轉型智庫Agora Energiewende在4月中便分享了他們和日本智庫Renewable Energy Institute合作產出的研究結果:在不做任何系統革新的情況下,東日本在系統瞬時非同步發電滲透率達到50%、西日本在達到60%以前,電力系統的頻率穩定度都尚在容許範圍。而如果要求再生能源提供快速頻率反應(fast frequency response)服務,兩地可容許的系統瞬時非同步發電滲透率可望再各增加10%。

 

Agora和REI的共同研究指出,日本既有電網可以容納的非同步發電量至少50%以上。
資料來源:Integrating renewables into the Japanese power grid by 2030


在這樣極高的瞬時非同步發電滲透率允許量下,日本的再生能源全年發電佔比即使達到40%,也只需極小量的風光電力輸出削減率(大約4%)。也就是說,目前日本2030發電佔比規劃底下,核綠加總約40%的低碳電力,很可能可以完全改由再生能源供應,而不需要額外的技術投資。

當然,若要達成更高佔比的再生能源,可能就會需要導入其他的彈性資源(需量反應、儲能設備、同步補償器等等);關於最終日本如何達成100%再生能源供電,也開始有相關的學術研究進行討論。

值得留意的是,Agora和REI的這份研究假設2030年日本的非彈性機組只剩燃煤。如果系統中燃煤部分代換成核能,雖然電力系統穩定度的分析不會有影響,但經濟調度的分析結果可能會產生其他不利再生能源滲透的限制;畢竟我們都知道,核能是所有傳統電廠當中,最不彈性的選項。

我們由衷希望看到日本政府將這些近期的產業趨勢和研究成果納入未來電力配比的考量;核能復興夢碎危及一國的氣候政策,在英國已經發生,並據而改變整體政策;日本不必重蹈覆轍,而台灣又何嘗不是呢。