在現代世界發展中發揮主要作用的煤炭,因為二氧化碳排放成了眾矢之的,由於全球40%以上的碳排放及75%以上的電力生產排放是燃煤所造成,國際原子能機構建議以核能發電取代煤炭成為清潔能源轉型的一部分。
雖然煤炭對世界各地的工業革命非常重要,更在現代世界的發展中發揮了主要作用,但卻也被視為氣候變化背後的主要肇因。隨著人為的氣候變化顯著增加,世界各國要如何減少二氧化碳進而改善溫室氣體的排放,遂成了焦點。
國際能源機構2019年的數據顯示,全球40%以上的碳排放及75%以上的電力生產排放是燃煤所造成;而非電力部門,包括鋼鐵、水泥與化工生產、航運與航空運輸部門,共佔全球能源相關排放的60%。
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因此,為了實現197個國家締造的“巴黎協定”的目標,將全球變暖限制在不超過工業化前水平的1.5℃,國際原子能機構(IAEA)認為,逐步淘汰煤炭的使用,即轉型改用清潔能源也就非常的重要。
要將能源生產從釋放大量溫室氣體的來源,轉移到釋放極少或不釋放溫室氣體的來源,清潔能源轉型將面對雙重挑戰:消除化石燃料使用,同時擴大可再生能源等低碳來源,如水電、太陽能、風能以及核能的使用。
除了至今依然是全球最大的電力生產來源,煤炭也是包括鋼鐵製造及供暖所用能源在內的工業能源的主要來源。不過,由核電及水電組成的能源結構,讓加拿大安大略省自2014年以來一直沒有使用煤炭,便是清潔能源轉型目標能夠達成的一個實例。
煤電廠及核電廠的發電,都是通過在運行過程中產生熱來製造蒸汽,從而驅動發電渦輪機。雖然全球三分一以上的發電量是由煤炭提供,因燃煤電廠關閉造成的空白,卻能夠由核電填補,更重要的是,核電能能夠在所有天氣條件下全天候24小時,在任何特定時間向電網供電所需最小電量的基荷電力,以補充特定時間的發電需要取決於天氣的風能及太陽能。
安大略省政府於2003年承諾在隨後12年中逐步淘汰該省全部近9000兆瓦的煤炭發電裝機容量,即當時其總髮電量的25%。為了落實所承諾的目標,安大略省整修與重啟皮克林核電廠兩臺1030兆瓦機組,以及布魯斯核電廠四臺3000兆瓦機組,並在省能源結構中增加各為5500兆瓦的非水力可再生能源與天然氣產能。
由於利用基本負荷與間歇能源的能源結構,確保了電網的穩定及供電安全,擁有1450萬人口的安大略省,如今90%以上的電力生產都沒有碳排放。
國際原子能機構強調,核電廠能夠靈活運行,加上可以根據需求與其他電網能源的可用性調整輸出,特別適合為太陽能及風能等可變可再生能源提供支持。
煤炭除了用在能源生產與工業應用,還被用來為使用燃煤鍋爐的家庭和企業供熱,核電除了電力生產之外,也能夠在這方面發揮主要作用,它還能夠提供暖氣、工藝熱、海水淡化及氫生產。例如,中國的海陽核電站預料到2021年底將能夠為山東省沿海城市海陽這個約有67萬人口的城市全市供熱,而瑞士貝茲瑙地區的居民,幾十年來一直由核電廠供熱。
當全世界放棄煤炭時,必須考慮以前依靠煤炭實現經濟繁榮的社區,以加拿大落實“加拿大煤炭過渡倡議”為例,該國為了確保煤炭工人不被落在後面,而向一個過渡中心以及一個重型設備操作員培訓計劃提供資金。
無論如何,國際能源機構的數據顯示,清潔能源轉型將為一系列學科創造就業機會,根據估計,能源供應領域到2030年時將創造900萬個就業機會。
投資核電驅動經濟增長
國際原子能機構在所發佈的《核能促進淨零排放世界》報告中強調,核電通過取代煤及其他化石燃料、使可再生能源能夠得到進一步部署,併成為大規模清潔氫氣的一個經濟性來源,在實現“巴黎協定”及 “2030年可持續發展議程” 目標方面將起關鍵作用。
根據報告,核電於過去50年避免了累計約700億噸的二氧化碳排放,並繼續每年避免十多億噸二氧化碳,如果現在不作出決定並加大核投資,未來將會付出無法承受的高昂代價。
“核電通過確保全天候的能源供應,使電網具有穩定性與適應力,並助力推動清潔能源轉型所需的風能及太陽能等可變可再生能源的更廣泛整合,對實現淨零溫室氣體排放目標非常的重要。”
此外,國際原子能機構指出,作為穩固的低碳電力來源,核電非常適合取代煤及其他化石燃料,還能提供熱能及氫氣,使工業及交通等難減排部門脫碳。因此,核電是冠病疫情後全球經濟復甦的最有效的投資之一,可直接促進實現聯合國關於能源、經濟發展及氣候行動的可持續發展目標。
有關核電如何能夠成為經濟增長的一個重要驅動力,原子能機構在報告中說,核電佔全球發電量的10%,已提供80多萬個就業機會。根據國際貨幣基金組織的估算,對核電的投資比對其他形式能源的投資能夠產生更大的經濟影響,使其成為促進可持續經濟復甦以及向韌性淨零排放能源系統轉型的最有效行動之一。
報告也指,核電與可再生能源的夥伴關係將是推動排放量達到淨零的關鍵。由於核電可調度、低排放、靈活且可靠,能夠支撐起基於電力的淨零排放能源結構,同時也有助於降低整個電力生產系統的成本。