能源安全與碳排放
2022年12月2日
核電具有許多支持能源安全的特性。據世界頂級獨立能源分析師國際能源署稱：”核能可以幫助能源部門更快、更安全地擺脫有增無減的化石燃料。”找出如何解決的方法。
2022年氣候變化與核電
為實現碳中和並將全球變暖限制在1.5°C，必須擴大能源部門的投資，並將其導向支持減緩和適應氣候變化的更清潔和更可持續的技術。與此同時，世界面臨著重振和重新平衡能源部門投資的需要，以解決能源安全漏洞和更廣泛的可持續性挑戰。而投資核電，將有助於應對這些挑戰。
2000年以來，氣候變化與核電報告一直是IAEA的出版物。該報告以IEA和IPCC等組織的能源統計數據和氣候變化情景為基礎，概述了核電對脫碳、安全全球能源系統的潛在貢獻。每一版報告都分析了與核電生產有關的各種問題，包括核電廠安全、廢棄物管理和投資成本，並概述了核子技術發展應對這些問題的潛力。
2022年版
本出版物的2022年版包括來自15個國際組織和成員國政府、私營部門和科學專家的案例研究和貢獻，概述了核子技術在向低碳未來過渡中的潛在角色。
核能在創建脫碳和可靠的能源系統中的角色
電力部門--佔全球能源相關排放量的三分之一以上--將需要在實現淨零排放的道路上進行徹底轉型。逐步淘汰有增無減的化石燃料使用和大量可變再生能源技術的整合，將帶來重大的技術、經濟、社會和政治挑戰。這需要大量投資來確保全球低碳發電、電網基礎設施、能源儲存和足夠的靈活性措施。憑藉低碳技術中碳足跡最低的技術之一、24小時全年無休的可用性和靈活運轉的能力，而核電可以為完全脫碳電力系統的穩定性和安全性，做出重要貢獻，並成為再生能源的良好補充。
IPCC AR6情景中核能和再生能源在發電組合中的份額及其相應的氣候變暖
交通、工業和建築部門佔當今全球能源相關排放量的一半以上，並仍嚴重地依賴化石燃料的熱應用。2021年，世界上11個不同IAEA成員國的27座核電廠，共產生了2.3兆瓦時的電當量熱量，用於海水淡化、區域供熱和過程供熱。該熱輸出佔核反應器總電能的不到1%發電，這說明了在未來脫碳工作中利用更多核能進行熱應用的巨大潛力。擴大利用核能的非電力應用，例如海水淡化、區域供熱和製氫，可用於減少排放並提高全球能源系統的供應安全。
2021年用於非電力應用的核能。
核電在建設經濟增長和氣候適應能力方面的機遇和風險
在世界範圍內，與氣候相關的危害對所有能源基礎設施的威脅越來越大，包括全世界所有類型的核設施。風暴、熱帶氣旋和海平面上升，會對沿海電力供應和電網基礎設施產生強烈影響。與核電廠位置疊加的IPCC氣候模型顯示，位於美國東海岸的核電廠最有可能曝露在海平面上升和風速最大、降水量最大的強颶風中；而中國東部的核電廠、朝鮮半島和日本列島，未來可能面臨的極端風暴則相對較少。
自2000年以來影響核設施的氣候相關事件。(來源：IAEA(2022年))
非洲大陸和中東半島是氣候變化最嚴重和最具破壞性的一些表現形式，預計將加速出現的地方，並將環境和人口置於危險之中。這兩個地區都將不得不面臨系統性挑戰，以實現減排、實現氣候目標，同時滿足快速增長的能源需求，以支持經濟發展和城市化。因此，低碳電力系統--可能在很大程度上由核電提供燃料--對於實現該地區的氣候目標將是不可或缺的。
中東和非洲曝露於氣候變化的嚴重表現。
政策和市場如何引導可持續發展的未來
儘管人們越來越認識到核能在履行國家氣候承諾方面的角色，但目前的市場可能無法調動實現淨零排放所需的核投資規模。為了實現氣候和能源安全目標，公共部門融資和基礎設施開發，對於充分釋放金融市場的潛力是必要的。衡量環境、社會和公司治理的私營部門框架，可以作為可持續活動的一種衡量標準，但會因公司而異且難以比較。公共部門可以通過建立連貫、透明的指導，來幫助引導私人投資，指導哪些活動符合長期氣候和可持續性目標，以有效管理金融風險。
面對有關如何減緩氣候變化和提高能源供應安全的重要決策，決策者已將密切關注轉向對各種能源技術的可持續性。除能源外，核子技術包括支持醫學、農業、清潔水和環境監測與保護的技術，亦可幫助各國實現聯合國可持續發展目標。
發電技術產生的溫室氣體排放。
平衡氣候和能源安全挑戰
減緩氣候變化和能源供應安全是2022年全球面臨的兩大挑戰，可能需要對世界能源系統進行徹底的重新構想。本出版物就核能如何與其他技術一起實現全球脫碳經濟提供了指引。核能在電力、工業、建築和運輸部門的部署有助於減輕對化石燃料的依賴，並提供靈活的服務以提升再生能源系統的可靠性。注意到所有基礎設施將在日益動盪的氣候中面臨的風險，本出版物概述了核能營運商已經採用的一些關鍵緩解措施，並為尋求推動可持續發展，以促進其不斷增長人口的國家提供了路徑圖。政策和金融市場對於確保應對氣候和能源挑戰的成功至關重要。
可持續發展目標(SDG)
IAEA根據其”原子促進和平與發展”的使命，支持各國努力實現聯合國(UN)2030年可持續發展議程中規定的17項可持續發展目標(SDG)。許多國家利用核子科學技術，來促進和實現其在能源、人體健康、糧食生產、水資源管理和環境保護等領域的發展目標。這些技術的使用，直接有助於17個可持續發展目標中的9個。
2015年通過了2030年議程。該議程的17個可持續發展目標及其相關的169個具體目標，旨在於未來15年內在對人類和地球至關重要的領域中採取行動。它們是一體的且不可分割的，以平衡可持續發展的三個方面：經濟、社會和環境。
可持續發展目標2：零飢餓
消除飢餓，實現糧食安全和改善營養，促進可持續農業
核子科學技術可以幫助抗擊飢餓和營養不良，改善糧食保障和食品安全。通過IAEA及其夥伴關係，包括與聯合國糧食及農業組織(糧農組織)的夥伴關係，許多國家利用核工具發展可持續農業實踐，建立和改進營養計畫，並確保優質食品的穩定供應。他們的工作有助於實現聯合國關於零飢餓的可持續發展目標(SDG)2，並在2030年之前，消除一切形式的飢餓和營養不良。
可持續農業和糧食安全
在核子技術和相關技術的幫助下開發的可持續農業措施，以幫助農民保護土壤、水和作物資源，保護植物免受破壞性害蟲的侵害，並使用抗病、在如乾旱和土壤鹽分增加等氣候條件變化中茁壯成長的新植物品種，以種植出更多的糧食。其他方法包括幫助農民保護牲畜的健康，並改善動物繁殖和育種措施，也同時保護自然資源。
通過”從農場到餐桌”的方法，IAEA和糧農組織幫助各國在整個食品生產鏈中使用核子技術和相關技術。由於食品是為消費而準備的，核子技術(如輻照)可以幫助保護食品質量、延長保質期並確保食品安全。這些技術還可用於檢查食品中的污染物，並確保其真實性以防止食品欺詐。此類技術還有助於出口，從而有助於增加農民收入和整個國民經濟。
抗擊飢餓和營養不良
為了對抗飢餓和營養不良，衛生專業人員和科學家使用核子和同位素技術，研究各種形式的營養不良--從營養不良到肥胖。他們的研究結果將幫助決策者和專家，制定和維持有效的計畫和政策，以解決飢餓和營養不良問題。其中包括專注於生產富含關鍵維生素和礦物質的食品強化計畫、限制卡路里攝入以對抗肥胖的計畫，以及幫助母親母乳餵養嬰兒和孩童的計畫。
可持續發展目標 3：良好的健康和福祉
核子技術在醫學中的應用，特別是在抗癌和診斷疾病方面的應用，已成為核能最廣泛的應用之一。許多國家與IAEA合作，利用核子技術實現聯合國可持續發展目標(SDG)3：良好的健康和福祉，以確保健康的生活和促進所有年齡群所有人的福祉。
核子技術在診斷和治療各種健康狀況，特別是癌症和心血管疾病等非傳染性疾病方面，發揮著重要角色；還在診斷和防治營養不良方面，亦發揮著重要角色(請閱讀更多關於營養不良、核子科學和可持續發展目標2的信息)。核子技術和核衍生技術還可用於早期預警、降低風險和管理主要健康危害，包括傳染病，如伊波拉(Ebola)、登革熱和茲卡(Zika)病毒。
抗擊非傳染性疾病，例如癌症
為幫助實現將非傳染性疾病造成的死亡人數減少三分之一的可持續發展目標3，IAEA通過幫助各國教育和培訓專業衛生專業人員、制定全面的癌症控制計畫及建立核醫學、放射治療及腫瘤學和放射學設施。這包括在涉及使用輻射的醫療過程中，為患者和衛生專業人員，提供有關安全和輻射防護的培訓和教育。
可持續發展目標6：清潔水和衛生設施
由於污染、過度使用和氣候變化，在世界許多地方，清潔水的獲取受到威脅。在IAEA的支持下，90多個國家利用核子技術和同位素技術尋找、研究和保護水資源，這有助於決策者制定水資源保護和管理策略和計畫。這些努力有助於實現關於清潔水和衛生設施的聯合國可持續發展目標(SDG) 6，以確保所有人都能獲得水和衛生設施。
尋找、研究和保護水資源
通過使用同位素技術，科學家可以研究水資源的質量和數量。他們使用水中天然存在的同位素來確定水的來源、年齡及對污染的脆弱性，以及水資源如何在地上和地下移動和相互作用。他們還使用同位素技術，以更好地了解和適應氣候變化的影響，並繪製出水資源的規模，包括隱藏在地下的地下水庫。
對抗水污染
水質經常受到人類活動和基礎設施的影響，使生命之源成為對生命的威脅。水源可能受到重金屬、石油副產品或藥物等複雜有機化合物、放射性同位素和微量元素的污染。這不僅會影響人類，還會影響所有形式的生命。
在IAEA的支持下，科學家們使用核子技術和同位素技術，來檢測和分析污染物並跟踪它們的移動。他們還可以使用電子束輻照等技術，來破壞工業過程產生的廢水中的某些污染物。這使水更清潔，對環境更安全。
可持續發展目標 7：負擔得起的清潔能源
全球有超過10億人用不上電，而電力供應充足的國家面臨著快速增長的能源需求和環境問題的雙重挑戰。核電是一種可靠的低碳能源，許多國家現在正在考慮或將其作為其能源結構的一部分，並作為其實現聯合國可持續發展目標(SDG)7確保獲得負擔得起的、可靠的能源的努力的一部分，以讓人人享有可持續的現代能源。
IAEA幫助各國滿足日益增長的發展能源需求，同時改善能源安全、減少環境和健康影響，並減緩氣候變化。
如何為所有人提供能源
在制定他們的能源策略時，專家們可以使用IAEA的能源規劃和建模工具和援助，來幫助他們規劃他們國家的能源未來--這可能包括也可能不包括核電。這些工具幫助各國在堅持可持續發展目標的同時，考慮能源供需的各個方面。這些工具已被超過135個國家和20個國際組織所使用。
對於考慮或建立核電計畫的國家，IAEA應要求提供指導和支持，以建立和維持符合國際公認的安全標準和保安導則的核電計畫。IAEA還協助剛接觸核子技術的國家，發展適當的基礎設施，幫助它們建設通往可持續能源的道路。IAEA在核燃料循環和核設施生命週期的各個方面提供技術支持，以及與新興創新技術相關的支持。
IAEA還促進國際合作並促進科技信息交流，以推進包括核融合在內的能源研究和技術。
可持續發展目標 9：工業、創新和基礎設施
工業如何從核子技術中受益
專家們開發和使用核子技術，來提高產品的安全性和品質，同時提高工業生產力。這些技術還可以使工業過程更加有效、環保和具有成本效益。
工業是發展的推動力，它需要堅固的基礎設施才能實現可持續發展。在核子科學技術和IAEA的支持下，專家們正在尋找具有成本效益的創新方法，來幫助各國實現聯合國可持續發展目標(SDG)9，即建設有彈性的基礎設施、促進包容和可持續的工業化及促進創新。
電子束或加馬射線等輻射，可用於對產品進行消毒、確保食品安全和質量、保存和修復文物，以及清除工業廢水和空氣中的污染物。它還可用於修改材料以提高其質量和壽命，例如使電纜耐火，並創造新材料，例如可生物降解的食品包裝和用於藥物治療傷口的水凝膠。通過使用放射性示蹤劑，專家們還可以診斷和改進工業過程，例如跟踪和監測因沿海地區建築、疏浚或傾倒造成的沉積物的移動和分佈，或在地下尋找有價值的自然資源。
使用X射線、加馬射線或中子的非破壞檢測(例如工業射線照相)，可以幫助專家檢查裂縫和缺陷，以確保材料和結構(例如飛機、天然氣和石油管道)的質量和完整性。它們還用於驗證建築物和橋樑的安全性，尤其是在自然災害發生後。
核電廠的創新於非電力用途，還通過將能源生產與其他系統和應用相結合，提供具有成本效益和高效的解決方案。這包括利用核電廠的餘熱淡化海水、提取和生產氫氣及提供加熱和冷卻。
可持續發展目標 13：氣候行動
氣候變化已成為全球最大的環境挑戰之一。專家們正在IAEA及其合作夥伴的幫助下，利用核子科學技術監測、減緩和適應氣候變化的影響，響應《巴黎氣候變化協定》和聯合國可持續發展目標(SDG) 13，呼籲採取緊急行動應對氣候變化及其影響。
用核子科學技術應對氣候變化
氣候變化使水資源短缺、糧食短缺、生物多樣性喪失和自然災害在世界範圍內更加普遍。研究人員使用核子和同位素技術收集數據並監測氣候變化如何影響環境--從海洋和淡水到山脈和土壤--並確定污染物和溫室氣體排放的來源。這些數據可以幫助決策者做出基於科學的決策來緩解和適應氣候變化。
由於二氧化碳、一氧化二氮和甲烷等溫室氣體排放，加速了氣候變化的速度，各國正在努力通過制定可持續能源計畫來減少這些排放，其中許多計畫包括核能。他們還採取措施改善農業部門--溫室氣體排放的主要來源--通過利用核子科學技術研究和開發新的糧食種植方法，來減少排放，例如使用某些類型植物的碳封存和捕獲方法，以鼓勵土壤從大氣中吸收和保留更多的二氧化碳。
為適應環境變化，科學家們正在核子科學技術的幫助下開發可持續的”氣候智能型”農業方法，以優化乾旱和高溫等惡劣氣候條件下的糧食生產，同時保護和保存自然資源，例如土壤和水。他們還在研究保護能源系統(例如核設施)免受與氣候相關的天氣事件和災害影響的新方法。
可持續發展目標 14：水下生物
海洋覆蓋了地球70%以上的面積，是世界上10%以上人口的食物和收入來源。污染和氣候變化繼續對海洋產生重大影響。各國正在共同努力保護海洋環境免受其影響，並實現聯合國可持續發展目標(SDG) 14，該目標呼籲保護和可持續利用海洋和海洋資源，以實現可持續發展。
海洋環境的主要變化之一是海洋酸化。這是因為海洋從大氣中吸收了過量的二氧化碳，主要來自人類活動。這導致海水酸度增加。科學家們正在使用同位素和其他技術監測和研究海洋酸化，以了解它如何影響海洋生物和生態系統，並確定保護海洋和沿海社區的方法。 IAEA的海洋酸化國際協調中心(OA-ICC)，協助促進國際合作、培訓科學家和共享數據，以推進海洋酸化研究。
專家們還與IAEA密切合作，利用同位素和其他技術追蹤和了解微塑料、放射性核種和重金屬等污染物，如何影響海洋生物和生態系統，以及海產品質量和污染物在整個海洋中食物鏈的轉移情況。
Sustainable Development Goal 15: Life on land
可持續發展目標 15：陸地生物
土地退化影響了全球60%以上的土壤資源，主要原因是集約化農業和森林砍伐退化的土地，影響著10億依賴這片土地進行糧食生產人們的生活。為了保護和可持續利用世界自然資源，各國與IAEA及其合作夥伴，如聯合國糧食及農業組織(FAO)合作，以實現聯合國可持續發展目標(SDG)15，即保護、恢復和促進可持續利用陸地生態系統、可持續管理森林、防治荒漠化、制止和扭轉土地退化，以及制止生物多樣性喪失。
專家們使用核子技術涉及某些類型的同位素原子，例如氮-15和碳-13，以評估土壤質量並研究作物如何吸收養分及土壤如何移動。這些訊息幫助他們開發有效的土壤管理和作物生產方法。這些方法，如間作和梯田建設，可以幫助人們在保護土壤資源的同時繼續種植糧食；而在某些情況下，還可以逆轉侵蝕並防止土壤污染水資源。
在核子科學的幫助下，專家們還可以追踪並阻止污染物對環境的危害。他們可以識別不同污染物(如化肥或工業污染物)中的某些同位素，以測量它們的濃度並追蹤它們的來源。這種數據可以幫助決策者了解污染物的影響，並制定保護環境的政策。
保護環境免受輻射污染是IAEA工作的另一個重點領域。在這種情況下--例如在核或輻射事件或事故期間或以前的鈾生產場地--專家與IAEA合作評估，並安全有效地修復這些區域。除其他外，這涉及解決緊迫的安全問題、去除或固定放射性核種，以及改變它們的路徑。目的是在保護公眾的同時，亦恢復受影響的土地。
可持續發展目標 17：為目標建立夥伴關係
實現可持續發展不能僅靠單個組織或政府來完成。夥伴關係是實現聯合國可持續發展目標(SDG)的重要面向。IAEA及其合作夥伴通過幫助各國利用核子科學實現其發展目標，並共同努力實現關於加強執行手段和重振全球可持續發展夥伴關係的可持續發展目標17，以構成了全球可持續發展議程的重要組成部分。
隨著各國政府實施其國家發展戰略和計畫，許多政府求助於IAEA 及其合作夥伴，以幫助他們利用核子科學技術實現其目標。IAEA與聯合國糧食及農業組織(糧農組織)和世界衛生組織(世衛組織)、聯合國教育、科學及文化組織(教科文組織)等的長期夥伴關係，使國際組織能夠貢獻其技能和資源，以支持全球發展。
IAEA與其夥伴合作，通過IAEA的協調研究和技術合作項目及合作中心網絡，支持各國建設能力、擴大網絡和共享知識。這採取培訓、研究金、科學訪問、提供設備和專家建議等形式。這些努力還支持各國，實現可持續發展目標17關於數據、監測和問責制的具體目標。核子技術是收集精確數據的有效工具，可用於加強以結果為導向的發展規劃和專案。