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科技媒體中心、葉宗洸

SMR、小型模組化核能反應爐、小型核能反應爐、核能

議題背景：

專家怎麼說？

【葉宗洸】  【李志浩】

2024年08月27日
國立清華大學工程與系統科學系特聘教授    葉宗洸

澳洲擁有豐富的天然資源，煤、油、氣都充足，但為了銜接全球「淨零碳排」的腳步，澳洲政府開始積極務實地考慮未來使用核電的可行性。如此的決定，其實與中東地區部分產油國家的能源轉型作法一致，畢竟抑制全球暖化，世界各國都有責任。

這份報告分析小型模組化反應爐（SMR）的全球技術分析與澳洲在地適用性、澳洲應具備的管制作法，以及全面性的社經考量。

全球SMR技術的部分並無太多嶄新的訊息，相關資訊均可於公開資訊中查得。文中提及全球發展SMR的驅動因子，包含供電穩定、成本低廉、符合能源安全要求等要項；還強調SMR具有可補充既有光、風發電的特性。我並不認同SMR可以補充風、光的發電量落差，畢竟SMR的設計初衷，並不是作為調度電力的用途。文中說明模組化設計可讓電廠的總裝置容量更具彈性，而發電與產熱功能兼具，是SMR相較於傳統核電廠的優勢，並預估SMR原型機組可能在2030至2035年之間完工。此外，文中另一項重要論點是，SMR的資本支出在機組未正式商轉前，無法準確預估，但根據過往的工程與製造經驗，原則上應會比傳統核電機組便宜許多。

在澳洲在地適用性上，澳洲雖非核電使用國，但卻有全球最大的鈾礦蘊藏量。澳洲國會環境與能源委員會在2019年發公布了澳洲採用核電先期工作諮詢報告，其中一項重要建議是不考慮首創機組，只採用已完開發的延續機組。。

報告中提及澳洲為非核電使用國，因此不具營運商用核電廠的經驗，也沒有培育相關人才。如果確定未來將採用核電，澳洲亟須加速發展管制作業，並培育核電相關人才。不過，即使是延續性機組開發也需要時間，因此人才培育的工作並沒有立即的急迫性。

最後，在全面社經考量上，政策透明度與建立民眾的信任是首要工作，必須明確定義所有關係人的角色與責任。此外，也需要關注原住民觀點、澳洲淨零承諾衝擊、生物多樣性衝擊，這之間的溝通仰賴政府與地方充分對話與合作。

本報告在結論中提醒政府，即使不自行創建SMR機組，也會是一項長達10年的挑戰與工作。若第一部SMR於2035年完成運轉測試，商業化應用可能要至2040年代初期才會出現，而要2040年代後期才可能有健全的市場。因此，澳洲於2040年之前追求發展中或原型SMR是一項高風險作法，因為政府必須先進行核管立法、取得社會認同、加強與開發商合作、完成人才培育。

總結而言，本報告認為澳洲從非核電國家轉型為核電國家所面臨的挑戰不少，前置作業與準備工作可能需時超過10年以上，因此建議政府按部就班執行SMR應用計畫，不必操之過急。

我國與澳洲最大不同點在於核電使用經驗，過往超過40年核電運轉與管制所累積的技術能力與法制規範，以及持續的人才培育（雖然人數逐漸減少），都讓我國在採用核電新技術方面具有優勢，且準備更周全。如果政府未來的能源政策確定納入採用新技術核電，特別是SMR，用以協助達成淨零碳排的目標，那麼我國可參考澳洲的保守做法，僅考慮已完成商業運轉的延續機組，期程可望落在2030年代初期。管制機關針對SMR修訂管制辦法，估計可於兩年內完成，而運轉人力訓練與人才培育可在既有基礎上進行，不需像澳洲耗費10年的時間。

2024年09月07日
國立清華大學工程與系統科學系教授    李志浩

Q1. 這份報告中，我們可以看到哪項是評估SMR可行與否最關鍵的因素嗎？這裡的評估適用於台灣嗎？您這麼認為的原因是什麼？

此份澳洲評估報告認為，SMR目前還有太多未知數，尤其是SMR真正的造價以及維護成本尚未被證實，因此必須等到真正商業化SMR運轉之後，才容易評估整個建造與除役的完整價格。討論SMR的經濟效益，可以從幾個面向與太陽能、風能再加上儲能設備比較，首先是儲能設備目前仍太昂貴，但技術正在發展中，未來可以期待成本的下降；另外就是能源密度的問題，以澳洲的情境，太陽能與風能雖屬於低密度能源，不過澳洲有豐富的土地資源；當土地不是問題時，SMR能源價格成為重大之因素。相對於澳洲，台灣土地稀缺，需要高能源密度之核能，因此較安全的SMR有其吸引力。

Q2. 這份澳洲SMR報告中，評估方法有什麼限制？

這份報告揭示了一個完整的大方向以及原則，考慮各種面相十分完備，但目前尚無細節規畫。澳洲核能人才不足將是未來評估核能之弱點，不過若澳洲政府外包給國際核能公司與安全評估之機構，當可以解決此一問題。相較於澳洲，台灣核能人才遠比澳洲多，但是以目前政府對整體核能及核能人才培育的保守態度，委託給國際核能安全評估機構仍不可避免。這份澳洲SMR評估並不包含非OECD國家，然而中國大陸以及俄羅斯已經是將SMR實際用於發電之國家。值得注意的是，這些極權國家所花費的成本計算，可能極為不可靠。

Q3. 您認為台灣如果要評估SMR在台灣發展的可行性，我們需要什麼資料？應考慮什麼項目？有沒有哪些是與國外評估方法不同之處？（例如需要特別注意地質條件或斷層位置嗎？）

以台灣對於核能的保守現狀，台灣發展SMR的態度，可能與澳洲部分相同，亦即必須等先進國家完成SMR商業化，證實其安全無虞之後，才會考慮引入SMR ，也就是約2040年左右。在此時機之前，台灣也應該準備培育有能力審查SMR的人才，並修改核能法規，以順應SMR之特殊需求，例如，SMR佔地較小，需要研議是否可以分散設置在工業區附近。此外，修改核能法規之前，必須做好全民溝通。

台灣地震颱風較多，適合的SMR設計理論上應更耐這些天然災害，因此新的安全度評估技術必須提前進行，以利選擇哪一類SMR更適合台灣條件。除此之外，核廢料仍是必須考慮的問題，長期核廢料之處置，類似芬蘭與瑞典於地下500米的核廢料儲存場，必須在台灣建造，否則只能運至其他國家，不過建造此類設施經常面對民眾的抗爭。

輕水式SMR因為爐心小，中子外溢較多，所需的核燃料較多，因此核廢料也較大；若採用鈉冷卻滋生式SMR可以燃燒掉爐心產生之長半衰期之錒系元素，核燃料與核廢料將大為減少。目前國際上較少發展鈉冷卻滋生式SMR，相關開發案以Bill Gates 投資之TerraPower為首，今年已在美國建廠，預計2030年完成。

Q4. 在台灣若要使SMR成為能源結構的一環，或是成為企業的選項，我們需要滿足什麼樣的技術條件或配套措施？

核能為高能源密度、持續性的能源，適合台灣高能源密度的產業。SMR之安全性較傳統之核電廠高數千倍以上，有發展之必要。能不能發展、發展之條件，政府的積極態度是最重要的因素。以與我國經濟規模較接近的韓國而言，其核能工業之發展，較台灣晚開始，但韓國已發展到可以自製並外銷核電廠至中東國家，也有兩部SMR正在研製之中。韓國培育核能人才十分用心，全國大學總共有15個核工系，在人才培育方面，台灣大學部已改名的核工系不能相比。台灣之企業應該有其能力再度培訓人才，並由國外引進核能技術，但政府之態度絕對不可或缺，必須不再進行阻擋核能之發展、相信台灣民間企業能力，以及信任國際核能公司與安全評估之機構的SMR建設。