去年，由瑞典皇家理工學院科學、技術與環境史學系教授侯榭流思（Per Högselius）領導的研究團隊，於《能源政策》（Energy Policy）期刊發表了一篇論文，探討河流型核電廠在氣候變遷時代下面臨的永續性挑戰。研究指出，核電廠仰賴河川水源進行冷卻，但極端氣候事件威脅下，熱浪與乾旱造成的低水位問題正考驗其長期穩定性，甚至可能限制核電廠正常運轉能力。
今（2026）年夏季，歐洲遭遇極端高溫侵襲，核電廠也在氣候變遷的衝擊下，暴露出新的運轉風險。
6月，瑞士電力公司AAxpo宣布，瑞士年資最老、位於河畔的貝茲瑙（Beznau）核電廠，被迫暫時停止兩座反應爐運轉。由於阿勒河（Aare River）水溫升至25°C以上，且持續攀升，河水已無法提供足夠冷卻效果。
進入7月，法國同樣面臨熱浪挑戰。法國電力集團（EDF）表示，為遵守溫排水排放規範，避免高溫排水進一步傷害河川生態，位於加龍河、隆河與默茲河畔的戈爾費什（Golfech）、布熱（Bugey）及舒茲（Chooz）核電廠反應爐陸續降載甚至停機。
7月底，匈牙利也受到高溫與乾旱衝擊。位於首都布達佩斯南方的帕克斯（Paks）核電廠，是匈牙利唯一的核電廠，供應全國約40%的電力。由於多瑙河流域長期降雨不足，加上熱浪侵襲，多處河段創下史上最低水位，影響反應爐冷卻條件，核電廠近期已被迫降載。8月3日，帕克斯核電廠首度全面停機，創下啟用44年來首例，也凸顯河流型核電廠面對極端氣候的脆弱性。
「河流型核電廠」依水而生
河流型核電廠（Riverine Nuclear）是指利用河川淡水進行冷卻的核能發電設施。核反應爐運轉會產生大量廢熱，需透過冷卻系統排出，許多歐洲核電廠長期依靠河水冷卻，再將溫水排回河川。然而，極端高溫下河流水溫升高，持續排放熱水可能衝擊水生生態，即使政府放寬部分排放限制，一旦環境條件惡化，核電廠仍可能必須降載甚至停機。
近年熱浪頻繁，歐洲跨國研究專案「核水計畫」（NUCLEARWATERS）特別關注核電廠在極端氣候下的韌性。2025年，研究團隊發表論文，提出新的視角將核能視為高度依賴水資源的能源，並重新檢視核能與河川、水文環境及自然資源之間長期交織的關係。
隨著氣候變遷加劇，歐洲主要河流如萊茵河、多瑙河與隆河近年頻繁出現低水位與高水溫現象，曾導致法國、德國、瑞士、比利時等國部分核電廠必須降載或暫停運轉。研究團隊警告，水資源短缺已成為影響核能發電穩定性的實質風險，這類狀況未來只會更加頻繁。
核能永續性應重新評估
河流型核電廠近年頻頻面臨水資源挑戰，顯示將核能直接視為「永續能源」仍具爭議。氣候變遷下，研究團隊從以下三個面向，重新評估核能的永續性。
- 技術永續性：河流型核電廠需要大量冷卻水維持運轉，當河流水量不足或水溫過高時，可能被迫降低發電量甚至停機，因此水資源短缺已成為影響核能可靠運轉的重要因素。
- 監管永續性：核電廠排放的溫排水必須符合環境法規限制，但在極端高溫期間，維持電力供應與保護河川環境之間可能產生衝突。
- 生態永續性：核電廠排放的溫排水可能改變河川水溫，影響魚類棲地與生態系統；氣候變遷下，河流水溫持續升高，影響可能加劇。
研究團隊認為，核能的永續性不能僅以碳排放來衡量，也必須納入水資源、環境規範與生態影響等因素。雖然擁核人士強調核電廠周圍部分生態環境看似良好，但在氣候變遷與水資源壓力增加的背景下，這項主張仍需要更嚴格檢視。
水、能源與永續性的連結
氣候變遷正在改變全球水資源條件，政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）指出，自1950年代以來，全球極端熱浪發生頻率持續增加，升溫、乾旱與降雨模式改變，使部分地區的河川流量與水資源穩定性面臨更大挑戰。
以萊茵河為例，雖然長期總逕流量變化有限，但冬季流量增加、夏季流量減少的趨勢，已影響河川生態系統與生物多樣性。此外，人類活動造成的污染，加上水溫升高，使河川環境承受更大壓力。
根據國際能源總署（IEA），2021年全球能源部門取用約3700億噸水資源，其中核能發電使用約1063億噸水。因為核電廠依靠大量冷卻水維持運轉，每日用水量可達數千萬公升。預計到了2030年核能將取用約1283億噸水。
若能源需求增加，可能進一步提高核能對水資源的依賴。雖然「取水量」與「耗水量」有所不同，但兩者皆反映能源系統與水資源之間的緊密連結。若從耗水量來看，核能2021年消耗量為約40億噸水，隨著冷卻需求增加，到2030年預計將上升至約48億噸水。
冷卻水短缺的問題
核能發電依賴兩項重要自然資源：鈾與水。核電廠設計原理與燃煤電廠類似，都透過水蒸氣推動汽輪機發電。然而，由於熱力學限制，只有部分熱能能轉換為電力，大量廢熱必須透過冷卻系統排出到河川、湖泊或海洋等外部水源冷卻。
傳統大型核電廠，無論是壓水式反應爐或沸水式反應爐，都需要大量外部冷卻水維持運轉。過去許多核電廠採用「直流式冷卻系統」，直接從河川抽取大量水源進行冷卻，再將升溫後的水排回至外界。全球採用直流式冷卻系統的核反應爐中，約45%位於海岸、15%位於湖泊、14%位於河川，另有26%使用冷卻塔。
相較之下，「循環冷卻系統」則透過冷卻塔或冷凝池降低取水量與熱排放，不過，在極端高溫下仍會面臨河流水溫過高、冷卻效率下降等問題。
大型核電廠的水資源需求龐大。一座100萬瓩的反應爐，每秒約需要抽取50噸的水通過冷卻系統。因此，河川流量是否足以支撐核電運作，一直是核電選址與運轉的重要考量。
研究指出，水源短缺雖可透過改善進水系統等工程方式降低影響，但相關技術調整成本高昂，加上極端高溫與缺水事件仍相對有限，業者可能不會選擇全面改善設備。為此，核能發電將逐漸面臨更高的不確定性，甚至出現過去被視為再生能源特徵的「間歇性」問題，高溫時反而無法派上用場。
熱排放限制的挑戰
歐盟規範要求，核電廠排放溫排水不得使河川水溫上升超過一定程度，以避免破壞水生生物與河川生態。然而研究發現，在萊茵河部分區域，核電廠與其他大型發電設施造成的熱排放，長期使河流水溫超過環境承載能力，又稱為「熱污染」。
事實上，萊茵河的歷史顯示，核電發展初期，各國就已意識到河川熱承載能力有限。1950年，瑞士、德國、法國、盧森堡與荷蘭成立「保護萊茵河國際委員會」（ICPR），開始討論河川污染與熱污染問題。1970年代，隨著歐洲規劃興建大量核電廠，委員會建議各國確保發電設施具備降低熱污染的能力，並要求部分核電廠採用冷卻塔等技術，以避免對河川造成過度影響。
當時各國對熱污染風險的認知並不一致。德國與瑞士較早要求核電廠增加冷卻設備，但法國則認為透過降低發電量等方式即可因應，未全面採用冷卻塔。這種差異反映出能源供應、經濟利益與環境保護之間的長期矛盾。對電力公司而言，提高發電效率與維持穩定供電往往是優先考量，但對下游國家而言，上游核電廠排放的溫排水可能影響數百公里外的河川環境。
隨著氣候變遷加劇，當熱浪、乾旱與河流水溫升高同時發生，即使核電廠僅增加少量熱排放，也可能導致水溫超過法規限制，迫使電廠降載或停機。
2003年歐洲熱浪期間，法國、西班牙與德國多座核電廠因高溫與水溫限制而減產，甚至影響跨國電力供應。2006年，美國乾旱期間也遇到同樣問題，田納西河谷管理局更曾因冷卻限制損失部分核能發電能力。此後，2018年、2019年與2022年，歐洲發生的極端高溫事件，也頻頻凸顯核電面對氣候風險的脆弱性。
研究團隊指出，核電廠選址與冷卻系統設計，長期低估了氣候變遷帶來的水資源與高溫風險。過去認為河流型核電廠可以透過工程技術解決冷卻問題，但持續升溫下，核電廠被迫停機的情況可能更加頻繁。這也使得未來新建可能核電場逐漸選址海岸地區，反映出河流型核電在氣候變遷時代面臨的永續性挑戰。
核電冷卻系統的生態代價
核電廠冷卻系統會改變河川環境。直流式冷卻會抽取大量河水，再將升溫後的冷卻水排回河川，冷卻塔雖可降低熱排放，卻會增加水資源消耗。當氣候變遷導致河川流量下降時，河水會更容易升溫，進一步影響魚類棲地。
以萊茵河流域為例，鱒魚與茴魚等冷水性魚類對水溫變化十分敏感。當核電廠排放溫排水，使河流水溫升高時，這些魚類可能被迫向上游遷移，但水壩、河川工程與污染等因素，可能限制其生存空間。
過去50年來，氣候變遷已使瑞士河流水溫升高約1.5至3°C，核電廠排放溫排水進一步加劇升溫，冷水性魚類也被迫往河川上游移動，尋找更適合生存的棲地。
此外，水溫升高也會降低河川溶氧量，增加魚類缺氧與疾病風險，如魚類腎臟病，甚至造成大量死亡。
研究指出，氣候變遷與人為干擾的共同作用，已導致部分歐洲河川中的冷水性魚類族群下降。團隊引用Albert Ros等學者的研究，在德國巴登-符騰堡邦的萊茵河支流，模型預測至2070年，鱒魚將減少40%至72%，茴魚減少11%至25%。
水溫升高也會改變魚類的繁殖與生命週期。例如，鱒魚孵化時間已因冬春季水溫上升而提前，茴魚產卵時間也比過去提前數週。當幼魚孵化時間與食物供應時間不同步時，可能增加幼魚死亡風險，進一步降低族群穩定性。
另一方面，暖化的河川環境也可能助長外來物種擴張，使其與原生物種競爭資源，甚至增加疾病傳播風險，進一步改變河川生態系統。
極端氣候對核電的威脅
研究團隊認為，氣候變遷正在重新定義核能發電的風險。過去，核能經常被視為不受天候影響、能夠穩定供電的基載電源，但歐洲近年的經驗顯示這項假設正受到挑戰。當河川流量減少、水溫升高成為常態，不僅冷卻效率下降，發電量也可能被迫降低，甚至面臨停機風險；同時，溫排水也可能進一步加劇河川生態壓力。
同時，這也反映出核能並非置身於氣候風險之外，反而與水資源條件高度綁定，持續增溫下，河流型核電廠的供電穩定性與運轉韌性將面臨更大考驗。
相較之下，歐洲各國正逐步將政策重心轉向提升電力系統的整體韌性，包括擴大再生能源、發展電池儲能、強化跨國電網互聯、推動需求面管理及分時電價等措施。熱浪期間充足的日照條件，也讓太陽能與儲能系統成為因應尖峰用電需求的重要工具。這些措施不僅能降低對單一大型電源的依賴，也能提升電力系統面對極端氣候的調適能力。
因此，評估核能是否為永續能源時，討論不應停留在碳排放或發電成本，必須納入水資源可得性、氣候韌性與生態衝擊等因素。氣候變遷不只是能源轉型的理由，也正在改變各種能源技術的適用條件。對於依賴河川冷卻的核電廠而言，如何面對愈來愈炎熱、乾旱且水資源不穩定的未來，將成為其能否持續運轉的關鍵挑戰。
※論壇文章僅反映作者意見，不代表《環境資訊中心》立場
參考資料
Atomic rivers. The (Un)sustainability of nuclear power in an age of climate change, Energy Policy, DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2025.114631
