讓知識戰勝恐懼:理性的思考核能

山中雜記

臺灣核四爭議暫時以一號機封存,二號機全面停工而告一段落,最後營運與否還得等公投決定,而公投又會引發另一論重大爭議。這次反核運動,從林義雄絕食,到包圍立法院,到癱瘓忠孝西路,一連串事件所反映的是一場民粹主導民主的危機,公衆所多關注得不是政策的得失和合理與否,而是竭斯底里的根據莫名的恐懼而反。結果是,合理的政策會因爲民衆的無理恐懼而消失,假如這套政策的目的是爲了減少公害,民眾的無理恐懼就會導致公害增加。

臺灣經歷今次衝突,不管最後結果怎樣,這樣的反對形式勢必影響核能在能源政策中的地位,而能源政策牽涉極廣,而現時最重要的一部分是如何使用潔净能源取代化石燃料來逆轉氣候轉變的趨勢。因爲核能的溫室氣體排放量極低,效益比其他發電方式要高的多,它對逆轉氣候轉變有舉足輕重的地位。假如我們認爲核能有很大風險,這種風險不會比氣候轉變更高,比燃煤發電還要爲低;衹要正當的考慮事實,更廣泛的使用核能其實是很合理的。問題衹是大衆願不願意去正視事實,還是願意被恐懼衝昏理性,既然制定無理愚蠢的政策,反而製造更大的禍害。

制定政策要考慮三件事:政策目標、成本收益和風險。假如核能能夠低成本、高收益地達到政策目標,風險又是可控,它就是有效的政策措施。如果與其他政策措施比較,核能的成本收益計算更爲有效,它就應在政策排序上佔更高的位置。衹有采用合理的分析方法,我們才可以讓知識和理性告訴我們什麽是適當的政策,這樣社會就不會被恐懼牽著鼻子走,因爲無知而陷入恐慌。讓知識戰勝恐懼,社會才能合理而有效的解決問題。

我不是核子物理專家,我衹能列舉制定政策時應考慮什麽事實,關於核能的技術性問題請參考其他資料(核能流言終結者是一個很好的起點)。

刻不容緩的世界性危機

要討論核能的重要性,我們要首先清楚現在世界所面對的是什麽問題。聯合國跨政府氣候轉變工作組才剛發表了第五份評估報告(以下簡稱AR5),清楚説明了氣候轉變的危害和迫切性:

tempandrisk

IPCC WGII AR5 SPM p39

現時科學界提出要在2100年前將溫度上升控制在兩度之内(亦有科學家認爲兩度的上限並不足夠),如果超出這個上限,重大的環境危機就會出現,會危害到人類整體的生存。至於會發生什麽具體的危機,報告有詳細的論述,我們不妨看幾項重要的:糧食生產大幅減少、海平面上升、陸地減少、海流乾枯(WGII AR5 SPM p27-34)。如果這個危機變成事實,人類的生活模式將會大大改變,本來就已經不平等的社會會變得更不平等,因爲糧食價格大幅上漲,土地減少。生活最基本的食水也難以維持穩定供應,到那個時候再說什麽資本主義、社會主義都不會再有任何意義。下面是NCAR就中度溫室氣體排放對全球乾旱度的預測

2060-2069wOceanLabels

海平面上升是一另項重大風險,太平洋的島嶼會被海水淹沒,其他沿海城市就算不被淹沒也會受水淹的危機,會大量減少可居住和可用作生產的土地,香港、臺灣當然不可能置身事外了。這樣的洪水也會大幅增加疾病傳播的風險,因爲它會污染水源、助長水媒介病源的傳播和其他問題。根據NOAA2012年的評估,如果溫室氣體濃度趨勢是以RCP8.5趨勢增長,海平面在2080年左右會上升一米(圖表來自Washingpost, Wonkblog):

Horton_SLR_Survey一米是代表什麽影響,我們可以觀察下面幾幅圖(藍色部分是被水淹沒的地區;圖片均來自http://flood.firetree.net/,其數據來自NASA):

pearldelta 珠江三角洲

subei 蘇北平原

yilan 宜蘭

而我們目前溫室氣體排放是呈什麽趨勢?下圖淺藍綫是我們現在的走向(來自Climate Action Tracker:

pathway

亦即是説,假如我們目前的政策措施遠遠超出兩度這個上限,如果趨勢持續,上面提到的問題,或遲或早,或者嚴重度與我們現在的預測不一樣,但這個危機總有一天會出現。要化解這個風險,全世界必須用盡方法,盡快減少溫室氣體排放。但是很可惜,目前世界不同地方依然在爭論氣候轉變是否屬實,是否應該廢核,而不是將核能視爲這個時段中的必要過渡措施。另有一些意見實在令人搖頭嘆息,當提到臺灣也要要使用核能減排放時,有些人會說:「臺灣排放量衹佔世界0.82%(暫時衹看二氧化碳),責任落在其他國家身上。」

這個排放量看似是很少,但如果我們考慮人均排放量(數據來自EC EDGAR),結論就會很不一樣:

percap1

percap2

從人均角度考慮,臺灣排放量遠比中國大陸爲高,是世界第十一位。不明白人均意義的話,我們可以這樣想:假如臺北的中山區和士林區(或香港島與九龍)同樣有人口一百萬,中山區的垃圾年製造量是二百萬噸,士林區則衹有一百萬噸,這代表中山區人口要比士林區製造多一倍的垃圾。如果我們需要實行垃圾徵費,製造垃圾多的人要比製造垃圾少的人交更多費用,這是否很合理?換句話説,臺灣每人要比中國大陸每人有更大責任去防止氣候轉變。再者,現在全世界每個人都應盡力防止這危機,不能將責任推到他人頭上。再換一個角度想,臺灣屬於發達經濟體行列,如果這些發達經濟體不用盡方法減排,發展中經濟體就更難以承擔其這個責任,因爲技術更新、發展科技的費用極爲高昂,這些經濟體難以負擔得起。正因爲這個原因,世界才需要尋找最具成本效益的方法去負起這個責任:措施的成本越少,減排的效果更大。

衹有將防範氣候轉變視爲最重要的政策目標,才可以理解核能的重要性。不以此爲出發點,探討核能的存廢根本沒有意義,如果化石燃料不排放溫室氣體,除了能源價格這原因以外,根本就沒有人會關注這問題。

成本效益的重要性

確定了政策目標,我們就可以談能源政策的選擇:什麽選項能夠以最低的成本,需時最短和最確實的達到政策目標。要考慮這個問題,我們要首先知道國際的能源需求趨勢和跟溫室氣體排放的關係。

對能源的需求,國際的共識是在未來數十年衹會有增無減。社會除了要維持和增加現有經濟水平外,一些技術的發展,尤其是要幫助運輸業要減少石油的使用,電動車、高速鐵路、乙醇的製造(乙醇又會引起另外一些環境問題)等,都需要使用大量電力。現實就是,如果我們想維持現在的生活水平,容許發展中的經濟體追上發達國家,世界各國必須要用潔净能源取代化石燃料,包括煤和天然氣(下面是EIA Energy Outlook 2013 對能源需求和經濟增長的預測):

figure_14

figure_25

而世界經濟活動對溫室氣體排放又可以劃分爲以下幾部分(IPCC WGIII AR5 SPM p7):

SPM.2

能源使用的比重(IPCC SRREN 2011 SPM.2 Fig 1.10):

SRREN_SPM02_v02_20110217_ks

單是發電一項就已經佔了總排放量的四分之一,煤於2008年的使用比例則爲整體的28.4%(因爲新建煤電廠的關係,這個數字不會減少,下面會論說到),而且現在的目標是在2050年前減少2010年水平的40-70%IPCC WGIII AR5 SPM p15),到2100年排放量要接近零。減排的幅度之大,並不是像一些人所説,能夠透過減其他部分就能完成,就算是完全不用交通工具、停止工業生產,都衹能減少25%,更何況全球用電量在不斷上升。就算是要節約也衹能到一定程度,因爲節約會面對物理限制,過了一定程度就會嚴重影響到經濟活動。

以下是IPCC對節能和低碳技術使用的的效益預測(可取橫綫代表的預測模型中位數爲保守估計; IPCC WGIII AR5 p22)。

SPM.8 AR5WGIII

這預測指出,如果溫室氣體濃度相對較低(430-530 ppm),節能的效益越高。同時,就算是最樂觀的估計,節能和低碳技術也不可能百分百的停止能源使用,用中位數作保守估計,節能和低碳技術的效益大約在30-40%之間。而且它所預測的時間是20302050年,這幾十年間實際的科技發展將會如何,我們不能肯定,有可能超預期的推進,也有可能碰到難題和物理上限而停滯不前。因此,推廣節能是很重要,但我們不能依賴它,認爲衹要節能就能解決所有問題。事實上,以所知的模型預測,在電力生產上減排要比其他方更快捷直接,更具成本效益,所以目前各國都將焦點集中在潔净能源上(WGIII AR5 p21,23):

SPM7

要有效的規避風險,政策需要采用多種途徑互相支持去達到想要的目標:將資源全都投放一項上是一件很危險的事。這道理用在潔净能源上也是一樣,IPCC預測,假如各國立刻盡力的減排,所有技術的使用不受限制,又有劃一的碳交易價格,減排措施對經濟並不會受到重大的打擊,到2030年大約衹有1.7%(如果能成功控制在450ppm

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