最近,日本的電力公司在宣傳中越來越多地加入了有關“核能發電與太陽能發電的比較”等內容。“發電100萬kW,核能占地面積約為0.6km2,而太陽能則需在面積與山手線圈內(東京環線城軌,約58km2)相當的范圍內鋪滿太陽能電池板。成本方面,核能約為2800億日元,太陽能則高達約3.9萬億日元”--在日本經濟產業省主辦的“低碳電力供應系統研究會”上,也有人舉出這些顯示核能發電優勢的數字,提出同樣主張。
每當看到這些,筆者都感到十分困惑:“這真是出自(電力)專業人士之筆嗎?”在對核電與太陽能發電進行比較時,上述比較毫無意義。但是隨著對能源相關采訪的深入,筆者開始感到,“核電與太陽能發電其實非常相似”。
首先來看占地面積的差異。在比較發電方法時,“Location Independent(能夠自由選擇設置場所)”是經常用來討論的條件。如果以此為標準,則核能發電是“No”(不能選擇),而太陽能發電是有條件的“Yes”。有條件是因為正在耕種的農田無法使用,高緯度地區和晴天率極低地區無法獲得足夠的發電量。如果將其排除,那么就技術而言,太陽能電池可以設置在住宅區、砂漠甚至海面上。而核能發電設備只能在個別場所建設。雖然筆者未曾拜讀,但《在東京建核電站》這本書曾一度成為爭論的焦點。單純比較占地面積的差異就像書中討論的內容一樣沒有意義。而且,太陽能電池大都安裝在建筑物的屋頂,日本尤其如此,這一點也可以證明,以占地面積的大小來比較太陽能發電和核能發電是有失偏頗的。
關于成本,宣傳中宣稱差距為10倍以上,但究其計算根據可以發現,情況并非如此。對于最大功率為100萬kW的核電站,生產相同的電量需要3.9萬億日元規模的太陽能發電系統,這一數字是根據系統價格約為67萬日元/kW計算得來(假設核電站的運行率為70%,太陽能電池的運行率為12%)。如果是按照大約1年前在日本個人住宅屋頂上設置的太陽能電池的成本計算,這一數字可以接受,但現在太陽能電池的成本正在大幅下降。即使加上功率調節器,制造成本估計也不會超過20萬日元/kW。
對于廠商來說,要求以制造成本出售是不可能的,但日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)的開發計劃已經把設置成本在2030年降低到14萬日元/kW(壽命假定為20年)定為了目標。在住宅屋頂之外,美國First Solar等廠商甚至宣布,號稱“百萬瓦太陽能”的大規模太陽能電站的設置成本已經達到了15萬~16萬日元/kW(壽命假定為20年)。也就是說,如果考慮未來的太陽能發電系統成本下跌幅度進行計算,3.9萬億日元將會壓縮至1萬億日元以下。
另一方面,核能發電的成本不透明。低碳電力供應系統研究會上就出現了“100萬kW級電站每座成本2800億日元是否真實”這樣的疑問。核能發電最近面臨著設備壽命到期后的退役成本問題。以日本原子能發電公司的東海發電所為例,其功率規模雖然只有16.6萬kW,是一般核能發電設備的1/8,但退役、解體和放射性廢棄物的處理費用預計卻高達約930億日元。
英國同樣面臨著退役和處理放射性廢棄物的成本問題(Nuclear Decommissioning Authority:英國核退役管理局發布資料)。至于法國,歐盟議會下屬某調查公司給出的報告顯示,對壽命到期的設備進行退役處理總共需要650億~700億歐元(參閱公開資料的pp.30-31)。而且,還有看法認為,即使退役,當地的土地也至少100年無法使用。
核能發電現有成本并不包括如此龐大的廢棄費用。如果要與太陽能發電比較成本,則這些費用都必須考慮在內。
2100年的藍圖酷似
以上內容只是說“比較差異”毫無意義,并不能證明二者相似。相似點其實還是有的。
比方說,核能發電界人士與太陽能發電界人士描繪的2100年能源情況酷似。具體來說,日本核能研究開發機構2009年5月27日在“核能綜合研討會2009”上發布的資料顯示,按照預計,在2100年的電力來源構成中,核能發電或核聚變發電將占據壓倒性的67.1%,石油和煤炭為零,太陽能發電和風力發電占6.4%。
另一方面,推動太陽能利用的德國政府咨詢機構WBGU在2003年發布的“Welt im Wandel:Energiewende zur Nachhaltigkeit(漸變的世界:向可持續發展能源的轉變)”這一資料顯示,到2100年,能源的2/3將為太陽光和太陽熱所占據,“太陽能時代將會到來”。另一方面,核能為零,石油和煤炭火力發電占15%左右。也就是說,從全面改用核能/核聚變和太陽能來看,二者描繪的藍圖非常相似,只是對石油和煤炭枯竭時期的評價略有不同。
最近雖然鮮有耳聞,但在2年前,WBGU的藍圖曾經得到過日本應用物理學會的大力宣傳,口號是“今后是太陽能電池的時代”。同樣的,發布“核能版WBGU”的也是學會。最終,雙方人士都只是忙著憧憬理想,無暇顧及現實。
二者都無法控制
但無論是哪一方,都無法單獨實現這樣的美夢。核能發電與太陽能發電的另一個相似之處在于“無法按照功率需求調節,而且能夠扮演主角的時間只有一天的一半左右”。
核能發電的功率基本固定,幾乎難以應對電力需求的增減。因此,夜間與白天的功率