8月8日賴政府「氣候變遷對策委員會」登場,會議主要討論氣候變遷對台灣及全球的影響,和台灣電力供需的挑戰等問題,同時也對核能議題展開討論。能源與環保關係密切,能源各有利弊,能源宜多元,才有益環保。此外,必須要理性談事,尊重專業,知之為知之, 不知為不知,才是真知!
風力、水力、煤、天然氣和石油都來自太陽能,而太陽能來自氫核融合能。因此,地球上所有的能源,大部份都間接(太陽的氫核融合)或直接(核電廠鈾核分裂)來自核能。
太陽能和風力等再生能源有不少進步,但還太貴,發電有間斷性,且難以大量開發。由於電力公司沒有大量儲存能源的技術,無法單靠風力與太陽能來滿足現代社會的需求。
地球越來越暖,空氣品質越來越差,夏天南北極的冰越熔越快,秋天颱風的強度越來越高,春天下的雨越下越酸,這些主要都是火力發電排二氧化碳、二氧化硫與氧化氮迅速不斷上升惹的禍。
各種發電方式所產生的二氧化碳 (CO2)、二氧化硫 (SO2)、氧化氮(NO,NO2)量,見下表所示,以燃煤的最多,燃石油的次之,燃天然氣的又次之,最低的是核能發電。二氧化碳會使地球變暖,二氧化硫與氧化氮會使雨水變酸。
各種發電方式所產生的二氧化碳 (CO2)、二氧化硫 (SO2)、氧化氮(NO,NO2)量。(表:作者提供)
環保與溫室氣體排放量
台灣溫室氣體的總排放量,從1990年的138.3百萬公噸二氧化碳當量,上升至2010年的274.7百萬公噸二氧化碳當量,約計成長98.6%。台灣2010年溫室氣體排放量分佈,可用下圖顯示,其中二氧化碳是最大宗,約占96.48%。
全球1958年至2006年二氧化碳排放量如下圖所示,逐年加速上升,令人觸目驚心。
全球1958年至2006年二氧化碳排放量(圖:作者提供)
全球變暖已經影響到世界各地,包括增長損壞的珊瑚礁,冰川融化,更持久的乾旱,更糟糕的事情是海平面上升、動植物種的喪失和農業產量的萎縮。
為了避免了這種命運,需要大幅減少溫室氣體排放量,這意味著必須改革生產和消費能源的方式。
能源風險比較
在歐洲,每年死於煤、油及天然氣工業的事故超過500人。全世界每年死於因燃燒煤導致呼吸道疾病者,超過170,000人。
製造太陽能板是一個涉及十分劇毒的過程,釋放出多種對人體健康有害的汙染物。安裝太陽能板也牽涉到兩種最危險的行業,屋頂作業以及電路作業。統計屋頂作業及太陽能板安裝作業數據,發現在這行業裏,每10的12次方瓦小時(TWh)的發電量,會造成兩人死於自屋頂掉落。核能發電每TWh的發電量,只造成0.05人死亡(含括所有的原因,甚至爐心熔解)。
60年來核電運轉,全球有三次嚴重核電事故。三哩島二號機事故,沒有造成人員死亡,而且附近民眾並無任何可察覺到的健康問題,因此三哩島一號機仍在正常運轉。車諾比核電廠是俄式,台灣的核電廠是美式,車諾比核災不會在台灣發生。福島事件中,沒有一個人因為輻射照射而死亡,2013年世界衛生組織《健康風險評估》指出,99%居民的外部劑量低於10毫西弗,99.9%居民的內部劑量低於 1毫西弗。因此,電廠附近的人會有長時期輻射健康問題是微乎其微的。
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1西弗相當於1公斤的人體經X光照射後,吸收1焦耳的輻射能量(1公斤人體的體溫將升高約 0.24攝式度)。最低安全標準是,每人每年接受的輻射劑量不能超過 50毫西弗 ,而且一年中任何一季人體接受的輻射劑量不能超過 25毫西弗。人們每年所得平均的背景輻射劑量約為 3.012毫西弗, 包括自然輻射劑量 2.40毫西弗 和人造輻射劑量 0.612毫西弗。
美國能源近況
美國1995年-2011年各類電力的生產費如下圖所示,美國的核電約佔總發電量約20%。
美國1995年-2011年各類電力的生產費(圖:作者提供)
2013年中,美國頁岩氣的使用大量降低了美國的天然氣價錢,這是三十幾年來各界對鑽探開採技術研發的成果,這也說明了現階段在新核能技術研究的重要性。
美國在三哩島事故後,初期民間反核聲浪很高,但經核管會、能源部、美國核能學會與核電工業界30多年共同努力下,核能安全大幅改善,民間反核聲浪漸平息。即使在最近發生福島嚴重事故後,美國核電運作一切如常,核電廠普遍增加功率(最高至120%原功率),80%核電廠延役20年。核電廠增加功率及延役,成本很低;在美國能源部、國會及總統的支持下,核管會核准核電廠增加功率及延役,是促進美國經濟持續成長,造福美國大眾的德政。
英國能源與環保近況
英國風險專家所做能源風險的研究,舉福島核災中因海嘯死亡的人數、比核災多得多的例子,認為氣候風險遠大於核能風險,因為氣候風險無法控制,但核災的風險卻可以控制。
英國在福島核災後,支持核電的民調不降反增,就是因為大多數的英國人,覺得氣候變遷的風險,大過核災的風險。英國的環保人士、生態學家,也大都支持這種看法。目前,英國正在建新核電廠。
法國能源近況
法國在深受1974年能源危機之苦後,大力發展核能發電,目前核電佔法國總發電量的79%,還賣電到因減核電而缺電的德國賺錢。因為大量的使用核電,法國是排放二氧化碳最低的工業國。
台灣能源近況
2012年台灣電力為40.7%燃煤、30.2%燃氣、2.5%燃油、3.4%太陽能與風力、3.4%汽電共生 18.4%核能和1.4%抽蓄水力。台電每度電的發電成本,核能0.69元,天然氣發電是核能的4.7倍,而每度電成本高達5.96元的燃油,更是核能的8.6倍,台電因此盡量利用核能,而閒置其他發電機組。
在台灣,由於天然氣須加液化費及長途運費,無論美國產地的天然氣費用多低,加液化和長途運費後,天然氣在台灣的價錢比美國就高出許多。此外,台灣是島國,還有短期儲存量(約一週)和戰時運輸的關鍵問題。
太陽能、風能等各類再生能源,發展受制於氣候和土地條件,發電有間斷性,且難以大量開發,實際應用上各有先天限制,勉強只能做到輔助角色。
未來能源與環保需求
為避免排放溫室氣體造成地球溫度危險上升,未來四十年內,需要減少80%二氧化碳排放,但同時又面臨二至三倍全球的能源需求。因此,需要能產生大量「零碳」排放的廉價能源,目前看起來核能是唯一辦得到的能源。
核能安全與效益
核電的安全是可以控制的,核廢料是可以處理的,核電的發電成本是最便宜和穩定的,核電不會排放二氧化碳。
核四採用進步型沸水式反應爐的安全功能包括:一)反應爐提高了爐內泵的性能,同時省略了大型外循環泵。二)全數位化反應爐的保護系統,確保高水準的可靠性和簡化了安全檢測和應變能力。三)全數位化反應爐控制系統使得控制室可容易的、更快速的控制電廠的營運和流程。四)改進緊急爐心冷卻系統,提供了對預防事故發生一個非常高水準的保障。
嚴重事故後,反應爐將立即停機。衰變熱將被餘熱移除系統排出,緊急爐心冷卻系統將啟動。萬一電廠停電,進步型沸水式反應爐可完全自動化解沒有冷卻水的事故,而且運轉員可以三天不需操作。三天內,運轉員只須補充緊急冷卻系統供水。這些改進使反應爐明顯的比以前更安全。GE公司的安全度評估顯示,爐心損壞事件發生的或然率不超過六百萬年一次,進步型沸水式反應爐爐心損壞機率為1.6×10-7。
核四進步型沸水式反應爐的優點包括︰一) 核四進步型沸水式反應爐比核一沸水式第四代和核二沸水式第六代更安全。二) 核四進步型沸水式反應爐之發電功率(1350MW)比核二沸水六式發電功率(985MW)與核一沸水四式(636MW)能提供更充裕的電力供應。三)滿足台灣北部高電力的需求。
台灣核電現況
受「非核家園」思維的影響,台灣目前核四廠一號機封存、二號機停建,核一、核二和核三廠所有的六部機組,計劃全部不再延役。技術上,各機組增加功率及延役二十年的商業運轉毫無問題。不再增加功率及延役,完全是為了達成「非核家園」的政治決策。若延役20年以6部機組平均每年發400億度電估計,可以替台灣額外創造至少2兆新台幣的利益,還能大量減排二氧化碳。若增加功率,可以創造更多的額外利益。
若急廢核電,台灣為島嶼獨立電網,無外國電力可支援。根據日本停用核電的經驗,限電將難以避免。急廢核電將導致物價將因電價大幅上漲而高漲,民眾購買力大幅下降,對社會民生大不利,限電將造成企業競爭力衰退,外資恐裹足不前,能外移的產業將外移,台灣的經濟前途堪憂。
核四廠是國家的重大建設,投資巨大,已接近完工。當年核准興建時,是經過慎重評估的。巨大投資,都是民脂民膏,除非有重大缺失,完全無法補正,否則不宜封存或廢棄。核四若商轉,不但可避免投資2838億元建廠的浪費,每天還將增加約六千萬元的收入,除可維持低價和穩定的電源,還能大量減排二氧化碳。
台灣環保檢討
台灣2010年溫室氣體排放量約為1990年的兩倍,每年仍繼續迅速增長。台灣目前的能源與環保政策是︰確保核安,穩健減核,打造綠能低碳環境,逐步邁向「非核家園」。
由於台灣要減核,然而太陽能與風力發電難以大量開發,無法取代核電,打造綠能低碳的環保目標將無法達成。因此,民國91年公布的「環境基本法」第23條文︰「政府應訂定計畫,逐步達成非核家園目標…」明顯已過時。
為達到低碳的環保目標,建議「環境基本法」第23條文應改為︰「政府應執行知核計畫,維持合理比例的核能發電,減少火力發電二氧化碳的排放量,以保護環境,降低氣候變壞的風險。」
最佳能源與環保組合、台灣需要核電
火力發電燃料成本高,並會大量排放二氧化碳,造成空氣污染與地球溫室效應。太陽能發電、風力發電等再生能源受制於氣候和空地,成本高,發電為間斷性不穩定,而且難以大量開發。
台灣島缺乏煤、天然氣和石油資源,電網獨立,發展再生能源既受制於氣候和土地條件又不穩,實在沒有放棄核電的條件。何況核電造成死亡率的風險遠小於煤、油及天然氣工業的事故和燃煤的風險,甚至於小於太陽能發電的風險。
核電的安全是可以控制的,核廢料是可以處理的,核電的發電成本是便宜和穩定的,而且核電幾乎不會排放二氧化碳。
就能源風險、經濟發展和環保減碳三方面綜合考量,台灣的能源和環保政策,在加強核電安全監督的原則下,宜參照美國的能源與環保多元化,理智而且負責的維持適度的核能發電。將國家的能源和環保政策的目標,由「非核家園」改為「知核家園」,讓核四廠早日商轉,並將核一、核二和核三廠商轉延壽二十年,以保障「不限電、維持合理電價、維持減碳承諾」的三大民生需求, 及提高台灣的競爭力。
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