核電可作為空汙、暖化與能源安全的解方嗎？示意圖。pexels by hujason
編按：史丹佛大學環境工程學系教授馬克‧雅各布森 （Mark Z. Jacobson）預計2026年出版《不靠奇蹟：現有技術就能拯救氣候、潔淨空氣》，提出無需仰賴核能、碳捕捉封存便可達成淨零的百分百再生能源情境。
史丹佛大學環境工程學系教授雅各布森（Mark Z. Jacobson）專注研究空氣汙染與全球暖化問題，建立大規模的潔淨可再生能源解決方案，並研擬各國使用100%再生能源的發展路線圖，同時開發電腦模型，檢驗高比例再生能源滲透狀況下的電網穩定性。
他預計在2026年出版新書《不靠奇蹟：現有技術就能拯救氣候、潔淨空氣》（Still No Miracles Needed: How Today’s Technology Can Save Our Climate and Clean Our Air）。
為提供公眾於今年8月23日重啟核三公投之前，有充足思辨訊息，雅各布森教授授權台灣氣候行動網絡研究中心，將新書第八章《核能發電作為空汙、暖化與能源安全解方之評估》（Evaluation of Nuclear Electricity as a Proposed Solution to Air Pollution, Global Warming, and Energy Insecurity ）編譯為繁體中文。
以下為各布森新書摘要翻譯：
在尋找全球暖化、空氣汙染，又能兼顧能源安全的解方時，常出現兩種選項：我們是否要建新的核電廠？或是，我們是否該盡可能延長現有核電廠的運轉時間？
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SMR呼聲高？至今未有商轉案例
近年越來越多人開始提倡興建小型模組化反應爐（Small Modular Reactor，SMR）。其中一種新設計是快中子反應爐（fast reactor），這種反應爐會重新配置燃料，使快速中子進行核分裂。一般來說，小型模組化反應爐的規模是傳統反應爐的三分之一，且一部分組件可以在工廠預製，有助於縮短建設時間、降低成本並減少施工錯誤。
儘管規模變小，但多數小型模組化反應爐和大型核電廠一樣使用鈾燃料發電，也仍存在爐心熔毀（meltdown）風險。世界各地許多新創公司，宣稱正積極開發小型模組化反應爐，但沒有任何一間公司預計在2030年前推出原型機，截至2025年，我們也沒有看到任何小型模組化反應爐實現商業化運轉。
為了避免全球暖化，全世界必須在2030年前減少80%的溫室氣體排放，並在2035至2050年之間全面消除剩餘排放。此外，為了避免每年造成超過700萬人死亡的空氣汙染，世界也必須立即停止排放空汙。
從開發時程來看，小型模組化反應爐無法在短期內有效地解決氣候變遷或空汙問題。如果把資金全部投入開發小型模組化反應爐，反而會拖慢或阻礙開發其他更快速、更便宜的能源設備，進一步加劇世界面臨的氣候與空氣汙染問題。
事實上，當年小型核反應爐的規劃與開發比大型核反應爐還要早，但業者因為成本考量，最終放棄了小型反應爐，即使到了今天，新型小型模組化反應爐的每單位能源成本依然高於大型反應爐。
根據2024年的資料，大型核反應爐每單位能源成本約為新建陸域風力或大型太陽能設施的5倍，用這樣的數字估算，小型模組化反應爐的發電成本也將遠高於風力和太陽能。
2024年末，有幾家公司提出使用小型模組化反應爐為孤立的微電網供電，提供電力需求龐大的資料中心所需的基載電力。然而，這類反應爐預計直到2030年代才可能商業化，且成本、建設時間及安全風險都充滿不確定性。相較之下，使用混合風能、太陽能發電，搭配混合型電池、綠氫儲能設施，或是增強型地熱系統（enhanced geothermal system），就可以提供穩定的電力。
要把核能當作解決氣候變遷與空氣汙染的解方，有不少風險與限制。我們可把核能風險分為兩類，首先，核電廠從規劃到運轉之間的延遲，會影響減緩全球暖化與減少空氣汙染的效益。此外，使用核能也會有核武擴散、反應爐熔毀、放射性廢料、地下採礦導致肺癌，及破壞土地等環境安全的風險。
核電廠興建時間過長，減碳緩不濟急
核電廠從規劃到運轉的時間很長，大多數地區的電網仍以化石燃料為主，在核電施工或翻新停機期間，必須使用更多的化石燃料補足原本核電所發的電力，也因此產生更多空氣汙染物與破壞性化學物質。
核電廠從規劃到開始運轉的時程包括：取得建廠用地、建照、運轉許可、融資與保險的時間；建照核准與實際核發之間的時間；以及電廠建造的時間（含完工與併網之間的等待時間）。近年核反應爐的建造時間持續增加，2016年前核電廠從規劃到運轉的總時程大致為10至19年，2016年後全球核電廠平均規劃至運轉時間已爆增至12至23年。
許多人常提及芬蘭 Olkiluoto 3 反應爐，這座核電廠2000年12月提交政府審議，2005年動工，直到2023年5月1日才正式商轉，總計規劃至運轉就花了23年。時間之外，每度電的發電成本也爆增至原先估算的3.7 倍。另一座大幅延誤的英國 Hinkley Point C核電廠，從2008年就開始規劃，直到2018才動工，預計完工時間已延期至2029至2031年，每度電成本更高出原先預計的6倍。
除了新建反應爐時間拉長，既有反應爐的延役工程也需要3到4年的時間。在這段時間內，以其他電力來源取代原先的核電，也會增加汙染排放。
事實上，核電本身也有碳排放。在核電廠的建設、運轉及除役階段，會排放對健康與氣候有害的空氣汙染物；運轉期間排放熱與水蒸氣；建造核電廠、鈾礦場與核廢料處理場時，覆蓋土壤或清除植被也會產生二氧化碳排放。上述每一項都代表實際排放或潛在排放風險，但除了生命週期排放外，幾乎所有關於核電對氣候影響的研究都錯誤地忽略了這些排放，進而扭曲其對健康與環境的真實影響。
根據研究估算，核電生命週期排放約為每度電 9 至 70 克二氧化碳當量（CO₂e），再加上背景電網的機會成本排放（註：在建造或維修期間，電力需求必須由當地現有的發電設施供應。）為64至102 克、熱與水蒸氣排放4.4 克、覆土與清除植被造成的排放0.17至0.28 克、核武擴散風險排放0至1.4 克，總計核電的二氧化碳排放量為每度電 78至178 克 ，是陸域風電單位排放的 9至37 倍。
成本過高，用核電不如用再生能源
除了排放問題外，核能也面臨嚴重的成本攀升問題。由於規劃與建設週期拉長，截至 2024年，美國新建核電平均每度電成本約為18.2美分，相較之下陸域風電為5美分、太陽能為6美分，是核電的三分之一。
而核電的成本甚至還沒納入核廢料儲存成本、數十萬年的廢料儲存責任，以及爐心熔毀事故可能帶來的高額代價，例如福島清理費高達 4600到6400 億美元，相當於全球核電資本成本的9至13%
近年來有多座新核電廠因造價飆升導致計畫中止，例如 2017 年南卡州取消兩座機組計畫。新核電廠造價不斐之外，既有核電機組的營運成本也大幅上升，導致許多機組提前關閉，也有電力公司要求政府大量補貼以維持運轉，政府為了維持電力供應穩定，被迫補助以延續運轉。
然而，補貼核電等於排擠本可用於建置再生能源的資源。尤其多數申請補貼的機組，在 10 年內仍將退場，屆時仍需補建再生能源。將資源投入新核電，換來的是更少的電、更久的等待與更多的汙染。因此現在就開始使用再生能源，反而更有效率也更省錢。
核電廠不可避免的災難風險
核電的第二種風險是安全。雖然核能產業聲稱新一代反應爐更安全，但這些設計多半尚未經過實際驗證，無法保證在面對設計缺陷、建造瑕疵、操作失誤，也沒辦法確保一旦遇上自然災害或恐怖攻擊等極端事件時，能完全避免災難性失效。
一座核反應爐的熔毀機率有1.5%，以這樣的機率而言，災難的風險並不容小覷。2011年3月11日，日本福島第一核電廠因規模 9.0 強震與海嘯，導致 6 座反應爐停機，其中3座爐心熔毀。
數萬人暴露於輻射下，逾20萬人被迫撤離家園；撤離行動造成約 1600至3700人死亡，至少1名核電廠員工確定死於與輻射暴露相關的肺癌。後續福島清理作業與周邊地區修復的總成本估計為 4600至6400 億美元。除了大型水壩潰堤之外，風能、太陽能、水力等再生能源技術，並沒有發生過類似的災難。
另一項與核電有關的風險，是來自使用過後的核燃料。這些使用過的燃料棒被視為放射性廢料，目前大多數使用過的燃料棒都儲存在反應爐現場。這導致許多國家有數百處放射性廢料儲存場，且這些設施必須維持安全運作長達數十萬年，遠遠超過核電廠本身的壽命。
美國擁有全世界約四分之一的核反應爐。原本預計將所有美國核電廠的廢料集中儲存在內華達州的尤卡山（Yucca Mountain），但該計畫從未正式立法通過。目前核廢料仍持續累積在反應爐附近。當這些核廢料累積越多，發生洩漏的風險也越高，一旦廢料洩漏至水源或空氣中，將對水資源、農作物、動物與人類健康造成嚴重危害。
此外，開採核電所需的鈾礦時，過程中伴隨的衰變產物具有致癌性，增加礦工罹患肺癌的風險，同時露天鈾礦的開採也導致土地退化。相較之下，再生能源不需要持續開採任何材料，只需一次性開採以生產設備即可。
有鑑於核分裂的風險，許多人寄望核融合這項全新的發電技術。儘管近年來在技術上有所突破，國際原子能總署仍認為示範型核融合反應爐最早要到 2040 年後才可能問世，商業運轉則不確定能否在 21 世紀下半實現。考量到我們需在 2030 年前減少 80% 的全球排放，核融合的實現時程已遠遠來不及，無法成為解決氣候變遷、空汙或能源安全問題的實際解方。
（專家投稿觀點，不代表本社立場）