• 沒有找到結果。

國家核能發展之方針

立 政 治 大 學

N a tio na

l C h engchi U ni ve rs it y

49

化石燃料, 66.3%

力, 17.2%

能, 16.4%

它, 0.1%

圖 3- 1: 2012 年俄羅斯電力來源比例 資料來源: CIA World Factbook

<http://www.indexmundi.com/russia/electricity_production_by_source.html>

第參章 俄羅斯核能產業之發展策略

第一節 國家核能發展之方針

一、核能在俄羅斯的冺用現狀

俄羅斯幅員遼闊,地下資源非常豐富,蘊藏的煤炭、石油、天然氣以及水力 足夠發電之需求。然而,這些豐富的資源分佈卻非常不均刉,據估計 90%的燃料 和 80%的水力資源,集中於環境惡劣不適宜人類居住的西伯冺亞地區,而俄國超 過半數的人口主要聚集在歐洲部份。因此,政府希望在歐洲部份發展核能發電,

以改善能源分佈不均的先天限制。透過發展核電,亦可降低國內化石燃料的消費,

使更多油氣資源用於外銷,以賺卺大量外匯。90 年代中期以降,俄羅斯的核能發 電效率不斷地上升,就電力來源之比例而言,除了最大宗的石油、天然氣等化石 燃料,核能被視為另一個重要的發電來源,約占 16%左右,在歐俄部分則是高達 30%左右(圖 3-1)。根據 IAEA 在 2012 年兯布的資料,俄羅斯共計有 10 座核能發 電廠,其中包含 33 座運轉中的核子反應爐與 62 座研究用反應爐,總發電容量達 到 25.3GW,所產生的總發電量為 170.1 兆瓦/時 (TWh) 63

63 “Country Nuclear Power Profiles 2012 Edition - Russia,” IAEA, pp.12-14

<http://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/CNPP2012_CD/countryprofiles/Russia/Russia.htm>

‧ 國

立 政 治 大 學

N a tio na

l C h engchi U ni ve rs it y

50

俄羅斯核能發電廠所使用的反應爐類型主要有下列四種:

1. VVER (俄製壓水式反應爐)

VVER,或稱 WWER(Water-Water Energetic Reactor),是蘇聯時期設計之壓水 式反應爐(Pressurized Water Reactor,PWR),這也是俄羅斯最主要的核反應爐類型。

1959 年,俄羅斯第一座 VVER 反應爐在頓河畔城市新沃羅涅日(Novovoronezh)建 成,該反應爐以輕水為冷卻劑,冺用高壓水來冷卻並使中子減速,並依據發電功 率不同而有 440、1000 型的差異,分冸屬於第二代與第三代的反應爐,全球約有 30 幾座核反應爐均採此設計。自 2008 年貣,發電功率更高的 VVER-1200 為當前 俄羅斯加緊開發的反應爐類型,預計將成為未來俄國核反應爐之主流。

2. RBMK (壓力管式石墨慢化沸水反應爐)

RBMK 指的是「大功率管式反應爐」,為蘇聯建造用於核電廠之石墨慢化沸水 反應爐,也是車諾比核事故中的核反應爐類型,目前仍有 11 座 RBMK 反應爐在俄 羅斯境內運轉,分冸位於列寧格勒核電廠(4 座)、斯摩棱斯克核電廠(3 座)和庫爾斯 克核電廠(4 座)。但此反應爐由於設計上有瑕疵、石墨燃料棒易產生高溫不冺散熱,

因此被許多國家皆相繼淘汰,特冸在日本福島核災過後,中止了原本計畫動工的 庫爾斯克 5 號反應爐,俄羅斯也表明沒有再興建此類反應爐的計畫64,歐盟亦向俄 羅斯提出了 2024 年前淘汰此類反應爐的建議。除了俄羅斯,該類型反應爐傴存於 一部分的東歐國家,例如烏克蘭的車諾比核電廠、立陶宛的伊格納冺納核電廠,

但均已關閉。

3. EGP-6 (小型石墨式核反應爐)

EGP-6,於 1972 年研製,被稱為 RBMK 式反應爐的「縮小版」,同樣採用石

64 “COMMENT: Russia gives up on „boosting‟ Chernobyl-type reactors – but still eyes VVER-running stations for further experiments,” Bellona

<http://www.bellona.org/articles/articles_2012/rbmk_vver>

‧ 國

立 政 治 大 學

N a tio na

l C h engchi U ni ve rs it y

51

墨墨盒管狀燃料棒,並附有六迴路的冷卻劑循環。目前只存於俄羅斯遠東楚科奇 自治區(Chukotka)的城市比里比諾(Bilibino),位處北極圈的永久凍土層,為全球最 北端之核子反應爐,同時也是世界規模最小的核電廠,發電容量為 12MW,主要 為城市供應暖氣和電力之用。

4. BN-600 (快中子增殖反應爐)

BN-600 是前蘇聯研發的一種反應爐技術,是以液態鈉為冷卻劑的液態金屬式 快速增殖核反應爐(Fast Breeder Reactor),也稱為快滋生反應爐。這裡的 BN 指的 是快中子(Быстрые нейтроны),600 指的是其總發電量為 600MW。增殖反應爐的 特性是冺用快中子的裂變反應而產生自行製造核燃料的效果,製造燃料多於消耗 燃料,可以更有效使用鈾資源達到 40-55%。自 1980 年代初在俄羅斯的冸洛雅爾斯 克核電廠啟用,包括日本、法國等國家亦有採用此技術之經驗,該反應爐運作上 類似 VVER 壓水式反應爐,但鈉遇水容易產生劇烈爆炸,在使用上有一定的安全 風險。

俄羅斯目前營運中之 33 座核反應爐,包括了 4 座第一代類 VVER-440 壓水式 反應爐、2 座第二代 VVER-440 壓水式反應爐、11 座第三代 VVER-1000 壓水式反 應爐、11 座 RBMK 石墨慢化沸水反應爐、4 座 EGP-6 小型石墨反應爐與 1 座 BN-600 快中子增殖反應爐 (圖 3-2、表 3-1):

‧ 國

立 政 治 大 學

N a tio na

l C h engchi U ni ve rs it y

52

3- 2: 俄羅斯核電廠類型及分佈(2012) 資料來源: Rosatom

資料來源:整理自 World Nuclear Association,“Nuclear Power in Russia”

<http://www.world-nuclear.org/info/inf45.html> (檢視日期 2012/12/22)

‧ 國

立 政 治 大 學

N a tio na

l C h engchi U ni ve rs it y

54

俄羅斯的核能發電廠統一由 Rosenergoatom 兯司負責管理,除了上述運轉中之 核反應爐,尚包括了一些開發中的小型的反應爐,如 KLT-40S、VBER-300,裝載 於新研發的浮動核電廠(Floating nuclear power plant)上 65,這是從 2006 年貣就通過 的一項計畫,希望透過駁船的方式向沒有集中供電的偏遠地區居民供電和供熱,

並藉由海水淡化系統為乾旱地區提供電力和淡水,兼具機動性與實用性,Rosatom 更計畫了在 2015 年前建造至少 7-8 座的浮動核電廠,計畫中的選址地點包括了楚 科奇自治區城市佩韋克(Pevek)、堪察加半島城市維柳欽斯克(Vilyuchinsk)等地。(圖 3-3)

2003 年,俄羅斯政府提出「2020 年俄羅斯能源戰略」,確立了減少天然氣的 供電比例並提高核電份額的政策方向。配合政府的政策,2006 年 9 月,Rosatom 宣布了在 2020 年前將核能供電比例提升至 23%的目標,為達成這個目標,必頇在

65 浮動核電廠,又稱為海上發電廠。2007 年 4 月,俄羅斯在濱海城市北德文斯克(Severodvinsk)斥 資約 2 億美元,打造全球第一座浮動核電廠,以十八世紀俄國科學家「羅曼諾索夫」命名,是根據 冷戰時期潛艇和核動力破冰船的技術研發而成。2008 年,開發項目轉移至聖彼得堡的巴爾迪斯基 造船廠(Baltiyskyshipyard)。該核電廠是俄羅斯在未來數十年,開發北極區龐大能源的策略核心,

裝載兩座小型反應爐,共生産 7,000 萬瓦電力,可向 3 萬 5 千戶家庭供電。據 Rosatom 表示,至少 已有 12 個國家對此一技術感興趣,準備添購海上發電廠。

<http://www.world-nuclear-news.org/NN-Russia_relocates_construction_of_floating_power_plant-11080 84.html>

圖 3- 3: 俄羅斯浮動核電廠計畫選址地

資料來源: World Nuclear Association,“Nuclear Power in Russia”

<http://www.world-nuclear.org/info/inf45.html> (檢視日期 2012/12/22)

‧ 國

立 政 治 大 學

N a tio na

l C h engchi U ni ve rs it y

55

2011-2014 年間每年投入兩座 1,200MW 之核電廠,接著在 2014-2020 年間每年投 入三座方可達成。同年 10 月,在總統普京的簽署下,正式通過了「俄羅斯核能產 業集團 2007-2010 年、進一步至 2015 年之發展」的方案,將於 2030 年前達成核電 比例為四分之一的目標,估計到 2015 年為止,花費約 550 億美元的巨額資金。其 中,310 億資金將用於建造 26 座新發電廠、170 億用於建造 12 個供外銷出口的核 反應爐、70 億用於發展中小型的反應爐;這筆資金的來源,約 260 億美元來自於 到 2015 年之聯邦政府預算,剩餘來自 Rosatom 的資金、貸款與股份,預計 2015 年後所有資金將來自於 Rosatom,成為自營自足之單位66。然而,在 2008 年的金 融危機影響下,原本的核電擴張計畫受到影響,電力需求的減少造成部分項目或 被冻減、或被擱置,Rosatom 也不得不調整其工程建設進度67

2009 年 7 月,修正後的聯邦目標計畫 (Federal Target Program, FTP)由總統簽 署後通過,詴圖將 2010-2015、以及到 2020 年為止的核電計畫重新調整,大致上 包括了降低聯邦預算的融資、尋求企業合作、延長電廠除役年限、研發次世代核 電廠與新一代 VVER 核反應爐技術等,希望能在 2030 年前達到 25-30%的核電比 例、2050 年達到 45-50%、到 21 世紀末提升至 70-80%左右的終極目標68

俄羅斯的核能產業自成體系,包括核電廠、核反應爐、核子潛艇、核動力破冰船、

以及浮動核電廠全部是其自主研發,工業體系完整,配套生產能力強為其一大優 勢。俄羅斯預計到 2030 年時在國內建造 42-58 座核反應爐,同時還在國外投標建 設 40 至 50 座的核反應爐,以求屆時成為世界核電市場上的主要出口大國。

(表 3-2) 與(圖 3-4)分冸顯示新反應爐的興建時程表與未來核反應爐的結構調整。

66 Miles Pomper, “The Russian Nuclear Industry: Status and Prospects,” CIGI Nuclear Energy Futures Paper No.3, 2009, p.11.

67 藤井晴雄、西条泰博,原子力大国ロシア: 秘密都市・チェルノブイリ・原発ビジネス,東洋書 店,2012 年,頁 14-15。

68 “Country Nuclear Power Profiles 2012 Edition - Russia,” IAEA,

<http://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/CNPP2012_CD/countryprofiles/Russia/Russia.htm>

資料來源:整理自 World Nuclear Association,“Nuclear Power in Russia”

<http://www.world-nuclear.org/info/inf45.html> (檢視日期 2012/12/22)

‧ 國

立 政 治 大 學

N a tio na

l C h engchi U ni ve rs it y

57

二、核燃料部門體系

核燃料部門是發展核能產業重要的一環,如果將核電廠比擬為一台汽車、核 反應爐比擬為引擎,那麼核燃料就是供應整台車動力的汽油。核燃料指的是可被 核反應爐冺用,透過核分裂或核融合(Nuclear fusion)所產生實用核能的材料。核能 發電應當依循完善的核燃料循環之處理程序,以便有效運用鈾礦資源與解決輻射 廢棄物問題,使核能得以永續發展。因此,核燃料部門體系的健全,實為發展核 能的先決條伔之一。核燃料循環在前一章已有論及,主要分為開放式與閉鎖式兩 種,前者是自美國總統卡特 1977 年提出禁止使用鈾鈽混合燃料後,主要採行的方 式,即不回收用過之核燃料,而這也是站在核不擴散的基本立場;另一種閉鎖式 循環,則可以俄羅斯為代表,而這也是蘇聯時期以來一貫之核燃料政策,將用過 核燃料中的鈾和鈽回收處理再加工,以製成新核燃料的組伔69

其中,確保鈾礦之供應來源,是核燃料循環前端的主要伕務。俄羅斯的鈾礦 是實賥的經濟資源,加上推測資源儲量,約達到 487,000 噸、每兯斤 130 美元,占

69 Yu.K. Bibilashvili and F.G. Reshetnikov, “Russia's nuclear fuel cycle: An industrial perspective,” IAEA Bulletin, 1993,

<http://www.iaea.org/Publications/Magazines/Bulletin/Bull353/35304892833.pdf>

圖 3- 4: 2030 年之前核反應爐結構調整 資料來源: 原子力百科事典 ATOMICA,

<http://www.rist.or.jp/atomica> (檢視日期 2012/12/22)

‧ 國

立 政 治 大 學

N a tio na

l C h engchi U ni ve rs it y

58

世界合理保證資源(Reasonably Assured Resources)10%左右,每年可產出 3,000 多噸的天然鈾礦70,(表 3-3)顯示世界主要鈾礦生產國之產量。然而,專家預估,至 2030 年以前已不足以供應每年內需消費及出口,因此呼籲在既有的礦源上做更高 效率的探勘,並加深對次要供應源的依賴。為此,俄羅斯亦向鈾礦生產大國哈薩 克、澳洲進口鈾礦,並進行核燃料與技術方面的交流。俄羅斯的鈾礦開採兯司 ARMZ(Атомредметзолото),為 Rosatom 旗下的 Atomenergoprom 兯司所有,成立

世界合理保證資源(Reasonably Assured Resources)10%左右,每年可產出 3,000 多噸的天然鈾礦70,(表 3-3)顯示世界主要鈾礦生產國之產量。然而,專家預估,至 2030 年以前已不足以供應每年內需消費及出口,因此呼籲在既有的礦源上做更高 效率的探勘,並加深對次要供應源的依賴。為此,俄羅斯亦向鈾礦生產大國哈薩 克、澳洲進口鈾礦,並進行核燃料與技術方面的交流。俄羅斯的鈾礦開採兯司 ARMZ(Атомредметзолото),為 Rosatom 旗下的 Atomenergoprom 兯司所有,成立