核動力復興的道路儘管仍然佈滿挑戰，但也有望給全世界發電業帶 來活力和幫助解決諸如溫室氣體排放等問題。從長遠看，核能可以變得更安全和更經濟、 防擴散且可持續。

詹姆士·A·萊克（James A. Lake）現任愛達 荷國家實驗室（Idaho National Laboratory）副主任，曾於2000年至2001年任美國核協會 （American Nuclear Society）會長。

核電在美國出色的經濟與安全記錄、持續增長的能源需求、 以及對清潔核電之環保益處不斷提高的認識，構成了核能復興的基礎，能夠支持美國在 21世紀的能源保障、經濟繁榮及環境質量目標。然而，在此復興成為現實之前，決策者 必須應對新廠所需資本成本相對較高、廢核燃料的可持續管理、以及由核動力燃料迴圈 擴散武器級鈽的風險等重大挑戰。

美國的核動力發展

美國的核動力誕生於1950-1960年代。當時人們抱有不切實際且已證明無法實現的期 待，即核能成本將如此之低，以至於「便宜到無需按用量計費」。隨著最早的 核電廠興建和投入運營，人們開始遇到建設成本不斷攀升和安全方面的難題，這一切問 題於1979年在賓夕法尼亞州米德爾頓市附近的三裏島二號廠（Three Mile Island Unit II） 發生事故時達到頂峰。美國核管理委員會（Nuclear Regulatory Commission，簡稱核管 會）隨後為確保安全運營而採取的糾正行動，在當時通貨膨脹率達兩位元數的情況下，使 在建工廠的完工期推遲了許多年，導致其中一些工廠宣告破產和遭到取消，從而結束了 美國核動力的第一個時代。

在整個1980年代，核電企業完成了多座工廠的尾巴工程，將它們並網發電，而且集中 力量提高成本效益與運營業績，同時改善安全性能。到1990年代的後五年，美國的103座 核電廠不僅生產美國20%的電力，而且成本與煤炭和其他燃料電廠相比頗具競爭力 ——每千瓦小時不到2美分。不僅如此，這些核電廠的安全記錄也有超過10倍 的改善，以至於核電成為當前工業安全方面的領先行業。到1990年代末，目睹能源價格 的攀升和加利福尼亞州的大面積停電，美國企業對核電的興趣大大提高。隨著核電的商 業環境開始改善，一些大型公用事業公司，例如Exelon和Entergy，購買了規模較小且較不 賺錢之公用事業公司的核電資產。

迄今為止，目前在運營的核電廠當中，半數以上已經申請且獲批對其原有40年執照的 20年展期。業界深信，隨著原有執照的到期，所有美國核電廠都會申請展期。如此將確 保這些大型電廠繼續發電，讓美國人不斷享受其價格與環保益處。

隨著我們告別核電的第二個時代——即恢復財務與安全可行性的時代 ——核動力目前具有對美國和世界能源需求做出更大貢獻的態勢。進一步發 展的動力有多個來源，包括對國家能源保障的擔憂加深，進口化石燃料成本日益攀升， 經濟繁榮導致對能源的需求顯著增長，人們更加重視消除與化石燃料關聯的環境威脅和 用無排放核動力作為替代能源，以及對低成本核電很有利的電力市場。

由於對核電的經濟和環保益處的理解加深以及安全記錄的改善，公眾對核電廠營運的 信任穩步提高。一些民意調查顯示，70%的美國人讚成繼續使用現有電廠，並有50%以上 的人支持興建新廠。

目前，440座核電廠生產著世界16%的電力。尤其是在東亞國家、俄國及印度，積極 興建新廠的計畫已經啟動。美國在經歷了逾25年的休眠之後，也即將恢復新廠的建設。 這將開啟第三個時代，即核能復興的時代。

為了不辜負很高的期待，核動力需要應對四項主要挑戰：

• 首先，核動力必須在世界能源市場中保持經濟競爭力；特別是能源公司必須更好地控 制資本成本。

• 其次，在不斷擴展的世界市場中，為了達到公眾對非凡安全表現的期待，現有工廠必 須繼續安全運營，並且未來工廠必須不斷提高安全性。

• 第三，核動力及其燃料迴圈必須由公眾和國家領導人視為可持續。尤其是在廢核燃料 的管理方面，必須在廢核燃料持續具有高放射性的長時期內以低成本高效益的方式安全 地進行；並且隨著化石燃料的耗盡，核燃料供應必須能夠延續許多個世紀。

• 第四，由燃料迴圈產生的核材料必須受到保護，以防止出於非和平目的的擴散和濫用。

美國核動力的新方向

2001年，美國政府頒佈了新的國家能源政策（National Energy Policy），提高了現有核 電廠執照展期和新設施執照審批的效率，確定了我國在近期內擴大核能利用的方向。該 政策進一步尋求借由開發、論證及部署下一代核電技術來鼓勵核能利用。重要的是，它 計畫通過對先進燃料迴圈的研究與開發來實現這個目標。與需要對廢燃料進行地下埋置 的一次性核燃料相比，這些先進循環系統可能更清潔、更高效、較少廢物、且防擴散性 能更佳。

目前已有實施此能源政策的一些計畫，包括：

• 核動力2010（Nuclear Power 2010）計畫，以鼓勵新核電廠的近期興建；

• 第四代（Generation IV）計畫，以開發更經濟、更安全、更可持續且更防擴散武器級 鈽的下一代反應堆；

• 先進燃料迴圈計畫（Advanced Fuel Cycle Initiative），以研究廢核燃料的先進再處理 與再利用戰略，從而用不分離鈽的方式通過燃燒廢核燃料中的長半衰期成份，在鈾資源 中提取顯著多的能量。此類技術有望減少廢燃料數量，因而可能延長規劃中的亞卡山 (Yucca Mountain)廢核燃料與放射性廢物地下儲存庫的壽命。

2005年8月8日，喬治·W·布希總統簽署了2005年能源政策法案 （Energy Policy Act），其中批准了上述計畫的長期預算，包括貸款擔保、生產稅收抵免、 以及在頭幾個新核電廠的建設中對私人投資提供保護。（這些工廠面臨與新的執照發放 手續和重新確立美國設計與建設基礎設施相關聯的風險。）該法案進一步批准了長期核 能研究與開發計畫的撥款，包括第四代先進反應堆開發計畫和先進燃料迴圈計畫；這兩 項計畫現已綜合為全球核能合作計畫（Global Nuclear Energy Partnership，簡稱GNEP）。

核動力2010：核動力2010計畫的焦點是檢驗與確認一項新的核管理委員會執 照發放程式。該程式系基於對反應堆系統設計安全性的認證，對提議的反應堆地點發放 許可證，以及對在經許可電站地點依照經認證反應堆設計的施工和運營發放組合執照。

由西屋公司（Westinghouse）和通用電氣公司（General Electric）開發的四個先進反 應堆設計已經通過核管會的認證；另外六個反應堆的設計正在審查中，其中至少兩個將 於2008至2010年通過認證。三個集團已經就六個可能的新電站地點提出先期地點許可申 請，目前在審查中。最後，12家公用事業公司已經將其為多達23座新反應堆尋求施工與 運營執照的計畫通知核管會。第一個核電廠正式訂單預期將於2007年底或2008年初發出。

第四代計畫與下一代核電廠： 第四代先進反應堆路線圖系由100多位國際核 專家制定，旨在評估六項下一代反應堆技術和確定其優先順序。與現有技術相比，該六 項技術具有更經濟、更安全、更可持續且更防擴散的強勁潛力。超高溫氣冷堆和鈉冷快 堆業已被列為國際開發和論證的優先技術。

下一代核電廠系基於能夠在攝氏850-950度溫度範圍內工作的氣冷技術。此技術不僅 大大改善發電熱效率，而且明顯是在或許能夠高效率生產氫氣的溫度範圍內。對布希總 統用氫氣作為國內運輸燃料來取代日益昂貴之進口石油的努力而言，氫氣的高效率無排 放生產是一項關鍵要素。氫氣起初將用於富化國產重質原油，然後是生產合成運輸燃料， 最終是驅動燃料電池車輛。因此重要的是，下一代核電廠不僅能夠發電，而且可以生產 運輸業所需的氫氣和工業流程使用的熱量。在這些方面，美國對進口石油的依賴是對經 濟繁榮的一項威脅。

先進燃料迴圈計畫與全球核能合作計畫：全球核能合作計畫由布希總統於 2006年初宣佈，意在顯著加快美國先進燃料迴圈和快堆技術的開發。該計畫的目標如 下：

• 在廢物體積、熱負荷（放射性燃料在衰變過程中會釋放大量熱能）、放射毒性（對活 細胞或組織有毒的輻射水平）、以及21世紀內將需要的儲存庫數目等方面，減輕與廢核 燃料地下埋置相關的負擔；

• 回收廢核燃料中包含的重要能量價值；

• 提高廢核燃料再利用過程的防擴散能力。

為了達到這些目標，三項技術將得到開發與論證： (1) 廢核燃料所含材料在新一代的 鈉冷快譜先進燃燒反應堆中的嬗變，由此提取其能量價值，並使最終核廢料變得可用單 一儲存庫較便利地管理；(2) 使用無法分離武器可用鈽的鈾提取工藝UREX+，將出自水冷 堆群的廢核燃料的元素分離成鈾、可再用燃料成份及裂變產物廢料；以及 (3) 先進燃燒反 應堆之燃料回收再用和燃料加工技術的開發與論證。

展望

我們正處於核能復興即將到來的時刻。這個復興的基礎是美國103座核電廠的持續安 全且經濟的運營，預期不久將公佈在今後十年裏興建和投產的新核電廠訂單，為復興拉 開序幕。更長遠地看，我們的國家實驗室正在與我國的大學和工業界及國際社會合作， 努力開發下一代先進核動力系統。這些系統將會更經濟、更安全、可持續，並且具有大 量增加核燃料中可燒部份的閉合燃料迴圈，從而在大大增加可提取能量潛力的同時最大 限度地減少核廢料的數量。核動力在美國的能源未來中佔據著重要地位，並將安全地提 供經濟、清潔且可持續的電力和運輸燃料產品。

本文所表達的見解不一定反映美國政府的觀點或政策。