簡介
原理
核能發電（Nuclear power）是一種具放射性的金屬（主要是鈾），利用核分裂反應為熱力源為原理進行發電的電廠．核能發電主要運作是利用中子來撞擊鈾的原子核，以控制棒調節鈾燃料分裂的連鎖反應，當鈾原子核分裂時會放出大量的能量，這些能量可以使液態水轉換成水蒸氣。和其他的熱電廠一樣，以熱能驅動蒸汽渦輪發動機並連接至發電機發電。
關於鈾的發電用途，詳見我的另一篇文章《鈾（Uranium）交易已由谷底反彈》。
核能是主要能源
國際能源總署（IEA）數據顯示，2022年核能佔全球發電來源佔比為9%。我在《10倍股法則》一書中：3-7小節168-169頁，曾介紹過核能。
主要優勢
核能主要的優勢是發電不會排放溫室氣體，因此核電一直以來都被視為化石燃料的替代方案。國際能源總署（IEA）數據顯示，在過去50年裡，核能的使用減少了約700億噸的二氧化碳排放。
主要的缺點
核能發電會產生核分裂後的放射性的核廢料，以現在的科技而言，都無法完全處理。⾃1951年核電廠發電以來，全球約有46萬噸的⽤過核廢料從核電站運出，都可以整⿑地裝在⼀座美式⾜球場裡，⼤約是⼀塊12層樓⾼的正立⽅體。
核電廠建設成本高昂，技術需求高，養護成本亦高。在控制良好且周邊緊急應對系統完善的情況下，核電廠其實是相當安全的設施。
三大核能事故使發展受阻
核能發電曾因為美國三浬島，烏克蘭車諾比，和日本福島核能事件，加上反核人士的主張；在各能源類型發展中，是受到較大影響的能源類型。
風向改變
Business Insider報導指出，2011年福島第一核電廠發生事故，國際間加速邁向廢核，使鈾需求陷入低迷，整整沉寂長達10年。但隨着極端天氣肆虐，加上各國積極推動清潔能源轉型，相較於太陽能或風力發電，核能不受天候影響，因此重新成為電力供應的熱門選項。
核能不完美，但必需
在2023年11月的聯合國氣候大會 (COP29) 上，會議的主要共識之一是───「如果不大規模增加全球核電，世界就絕對不可能實現能源轉型」。美國和其他 20 多個國家，已承諾在 2050 年將核電產能增加三倍，實現淨零碳排放並限制氣候變遷。
即使這十年清潔能源蓬勃發展，但是人們也越來越認識到，需要可靠的清潔電力來源來支持風能和太陽能，而核能是少數的清潔能源之一，當風能和太陽能因天氣條件而無法使用時，可以不間斷的提供電力。
台灣反其道而行
您沒看錯，核能是綠能，歐盟和台灣官方都如此認定。根據美國能源部最新的定義，並不是可再生能源的核能也已被列入清潔能源。
註：台灣⾏政院⻑陳建仁2023年10月31日接受質詢時表⽰「核電是綠能」且對核能發展進入核融合樂觀其成。
台灣是全球少數仍執迷不悟，以政治淩駕科學和專業，枉顧台灣整體電源短缺的事實，主張廢核的國家。極端仰賴主要為石化燃料火力發電，如此的作法，早晚會遭全球的貿易抵制──台灣是極度仰賴對外出口貿易的國家，但這一潛在的重大風險已在發生中， 但在台灣卻被掩飾。
2020年台灣火力發電（主要為石化燃料）占總發電82%。台灣在國際氣候變遷績效表現的評比排名倒數第五名，溫室氣體排放、再生能源發展、能源使用表現皆屬「非常差」全球倒數墊底的等級。
註：
「2021年氣候變遷績效指標」（Climate Change Performance Index，CCPI 2021）7日在德國公布，台灣在61個國家中排名第57名，屬於後段班。
核能發電趨勢
目前所用的技術
目前最新且已投入商業運轉的核能發電技術是於第三代核能發電機組。
第四代的核能技術
簡介
第四代反應爐（Generation IV reactors，Gen IV）是一系列研究中的理論反應爐設計，其設計特徵為：核能的可持續利用、經濟性、安全與可靠性及防擴散與實物保護。多數方案被認為在2030-2040年前不可能付諸商業運轉。目前商轉中的反應爐大多是第二代反應爐、以及只有十幾個第三代反應爐，絕大部分的第一代系統已退役。
中國第四代核電機組已商轉
2023年，山東榮成的華能石島灣高溫氣冷反應爐核電廠完成168小時連續運行考驗，正式投入商業運行，這也是全球首座第四代核電機組。
著名案例
比爾蓋茲於2006年成立使用第四代的技術的核能公司泰拉能源並擔任董事⻑，致⼒於將⾏波堆技術應⽤到核電站中，並希望將⾏波堆的⾸個⽰範點建設在中國。為此，比爾蓋茲多次拜訪⼤陸，曾密切和中核集團和中國神華集團接觸。
2020年，耗時三年，中國核電與微軟創辦⼈比爾蓋茲的第四代核電⾏波堆（核⼦反應爐）合作告吹。由於合作⽅美國泰拉能源公司根據美國政府的要求單⽅終⽌⾏波堆技術合作，中國核電決定解散並註銷相關公司，暫停其在第四代核電⾏波堆技術上的嘗試。
小型化核反應爐
小型模組化反應爐（Small Modular Reactor，SMRs）是比常規核分裂反應爐小的反應爐，且它們的電力輸出少於300MWe或熱功率的輸出少於1000MWth。可以在工廠大量生產與運輸到指定位置安裝。能減少建築物的結構，增加建築效率和聲稱可提高反應爐的安全性。使用無需人類干預的被動安全功能來實現，與傳統反應爐相比，小型模組化反應爐亦減少員工數量。
2020年，美國正式批准小型商用反應爐，預計興建12座，提升核能的能源轉換效率。
核能發電主要供應廠商
俄羅斯國家原子能公司
俄羅斯目前主導國際市場，至2022年中時正在興建20座機組，其中有17座位於其他7個國家中。尚不確定戰爭制裁與其他潛在的地緣政治情勢對這些興建計畫的影響。
俄羅斯國家原子能公司（Rosatom）是國有公司，成立於2007年。專門研究核能。由360多家企業組成，其中包括科研組織、核武器工廠和全球唯一的核破冰船隊。俄羅斯國家原子能公司是世界核能行業的領導者之一，為俄羅斯最大的發電公司，2019年發電量為208.8TWh，占該國總發電量的19.7％。該公司在海外核電站新建設項目最大投資組合中排名第一，包含十二個國家處於不同建設階段的36座核電站。
中國廣核集團
2021年，由於中國和西方關係惡化，影響到中國廣核集團 （China General Nuclear Power Corp）。英國政府將中國廣核集團從英國所有未來的電⼒建設計畫中移除，包含規劃在英國東部薩福克興建造價200億英鎊的新Sizewell核電廠計畫。
原本2015年協議讓中廣核成為規劃中薩福克海岸Sizewell C核電廠建設的20%合作夥伴，⽽且可選擇參與其建設，同時敲定讓中廣核投資正在Somerset興建中的32億⽡Hinkley Point C核電廠⼀案。根據協議，中廣核也成為埃塞克斯郡Bradwell B核電廠的領導開發業者，並採⽤中國廣核集團最新，在2021年已投入商業運轉的全球最新的第三代核能發電機組華龍⼀號反應爐技術。
其它
除了俄羅斯國家原子能公司和中國廣核集團外，由於技術門檻很高，成本高昂，只有以下的少數幾家公司仍在海外擔任施作核電廠的主要承包商：
- 法國的法國電力公司（EDF，美股代碼：ECIFY）
- 南韓的韓國電力公社（美股代碼：KEP）
- 通用電氣日立核能（GE Hitachi Nuclear Energy，GEH，未上市）
- 西門子（美股代碼：SIEGY）
- 西屋公司（Westinghouse Electric，未上市）
各國的核能使用情形
全球統計
據IAEA預計，2050年，全球終端能源消耗量將成長約30%，用電量將增加一倍。在全球範圍內，煤炭目前仍在電力結構中佔有重要份額，2022年約佔35%，其份額自1980年以來一直變化不大。不過，核能、再生能源、天然氣發電的比例在過去40年迅速成長。尤其是核能，2022年核能佔全球發電來源佔比已提升至9%。
據IAEA預計，2050年全球核電裝置量將達900GW，全球核能發電量將穩定成長。《世界核電反應器（2023年版）》數據顯示，截至2022年12月31日，32個國家在運核電機組共411台，裝置容量371吉瓦（電）；18個國家在建核電機組共58 ，裝置容量為59.3吉瓦（電）。
法國
核能發電比例最高的國家
常年以來法國一直是世界上核能發電比例最高的國家，該比例在2010年代一直穩定在70%以上。國際能源署數據顯示，法國2021年的核電發電量佔到總發電量的69%，遠超水力發電、風能發電以及天然氣發電。
雖然政府近年來開始逐漸淡化核電、並大力鼓勵可再生能源發電，但預計直至2025年法國核能發電佔比仍將高達67.2%。標普集團預計到2025年，法國核能發電佔發電總量比例仍將高達67%。
系統百病叢生
已經過於老舊的法國核電站機組也是增加法國電力集團（EDF）維護工作的因素之一。法國的大多數核電站興建於1979年至1994年，在時任總統蓬皮杜的牽頭下，僅在1980年至1986年的七年時間內就一口氣修建了37座核電站。
政策搖擺不定
國營控股的EDF，敢於對政府陽奉陰違的原因在於巴黎方面本身在核電立場上就一直處於搖擺不定的狀態。
2011年日本福島核電站事故爆發之後，雖然薩科齊政府試圖通過全法核電站壓力測試來緩解民眾的反核情緒，但根據法國民意調查公司IFOP當時的數據顯示，62%的法國人支持在未來25年至30年時間內淘汰核電，另有15%的民眾則希望盡快棄核。
為了迎合民意，2012年當選的總統奧朗德承諾逐步減少核能在法國能源結構中的佔比至50%，並於2025年之前淘汰一批老舊核電站，但最終在奧朗德任期內法國並未關閉任何一座核電站。
核能復興的計劃
經歷了2021年年冬季大範圍核電站脫網檢修的馬克龍於2022年2月提出了核能復興的計劃。
該計劃內容包括在技術允許的條件下：
- 暫時不再退役現有核電站
- 將核電站使用年限從40年提高至50年
- 投資500億歐元於2028年起新建6至8座基於第二代歐洲壓水反應堆（EPR2）的核電站
- 委託EDF對另外8座核電站的新建計劃進行評估
- 耗資100億歐元徹底國有化EDF（法國政府現持股比例為80%）
- 並在國內開展核電教育攻勢以吸引足夠工程師進入核電行業
重新擁抱核電
法國在在2018年11月時，曾公開宣示2035年前，將關閉當時的58座運轉反應爐中的14座，核能發電比由當時的75%降為50%。五年過後，情勢大逆轉！法國重新擁抱核電。
在2023年11月22日至12月15日公佈策略將被納入2024年出台的「能源生產法案」。作為2050年實現碳中和計畫的一部分，該國可能在2050年前新建多達14座核反應爐；包括已計畫在2026年年底前新建6座核電廠，在此基礎上正討論是否再建造8座大型核反應器。
除了推動建立更多新核電廠，馬克宏政府還計劃延長現有核電廠的使用期限，以滿足法國經濟在擺脫化石燃料依賴期間的電力需求。數據顯示，目前在法國的能源消耗量中，石油佔37%、天然氣佔21%。
歐盟
歐盟約四分之一的電力來源依賴核電，核電依賴性將持續。27個歐盟成員國中的12國運作的100座核反應器累計裝置容量達97GW，約佔整個歐盟發電量的四分之一。此外，根據EPRS（歐洲議會研究局）發佈的《NuclearenergyintheEuropeanUnion》報告中認為，儘管許多國家正在努力使其燃料供應多樣化，但歐洲對核電的依賴性不太可能減少。
美國
2023年統計的資料，美國擁有54座核電廠、93座核反應爐，散落全美28州，發電量佔全國近20%。但是美國的核反應爐技術陳舊，超高齡，平均歲數 41.6 年，能源轉換效率，以現在的標準而言，並不算很高。
2022年，美國政府推動60億美元的計畫，挽救可能關閉的核能發電廠，稱持續使⽤零碳排放的核能是對抗氣候變遷的有效辦法，這也是聯邦政府迄今對有財務困難的核能反應爐最⼤⼿筆投資。
中國
⼤陸是新型核電建設的領導者，正在興建21座核⼦反應爐，數量超過其他國家2倍，
在技術與實際應⽤上遠勝美國。發電能⼒超過21 GW；美國⽬前則興建1座核⼦反應爐，發電量略⾼於1GW。
根據WNA，中國規劃建造核反應器單元共25個，累計裝置容量達28481MWe，將於2023-2028年間建成投入使用。商轉中的核電機組為54部，總裝機容量約5,682萬千瓦，為全球第三。2022年底的統計，大陸核能發電佔比已達5％，估計2060年將升至20％。2035年在運和在建核電裝置容量合計達到2億千瓦，大陸核電發電量可望超過美國，佔比將上升到約10%。
日本
世界上最⼤的核電廠座落在⽇本新瀉，是由 7 座反應爐組成、容量⾼達 8.2GW 的柏崎刈⽻核能發電廠。
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