核能發電-好處

 

好處:
1.
核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中,因此核能發電不會造成空氣污染。
2.
核能發電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳。
3.
核能發電所使用的鈾燃料,除了發電外,沒有其他的用途。
4.
核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍,故核能電廠所使用的燃料體積小,運輸與儲存都很方便,一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料,一航次的飛機就可以完成運送。
5.
核能發電的成本中,燃料費用所佔的比例較低,核能發電的成本較不易受到國際經濟情勢影響,故發電成本較其他發電方法為穩定。

 

以下是引文=>

此次核四的爭議歷經百餘日動盪,終在付出政治安定及經濟穩定的龐大代價後,以復工收場。如今執政當局又想以核四公投來拉長戰線,硬是不讓核四爭議止息,以為可以爭取選票。老實說,公投的制度是應該建立的,但核四不應適用公投,執政黨該以蒼生為念,讓核四廠順利蓋好,否則再來一次十兆元的經濟損失,我們又拿什麼向子孫交待呢。

核四是單純的核能電廠,卻在黨派各取所需的心態下,激盪於台灣政壇二十餘年。我們只見二分法式的擁核反核,爭得頭破血流,卻幾乎忘了建這個電廠的主要目的是為了安全而便宜的電力供應。

就核能發電的安全性而言,有四個層面,就是核能發電技術的安全、國家發電原料儲存量的安全、全球二氧化碳環境的安全及核廢料的安全處理。核四的建廠技術是全球最先進的核能發電系統,核能專家已將以往發現的安全缺失大幅改進,安全程度已提到最高,與車諾比、三哩島電廠的技術不可同日而語,那樣的核能事故不可能會再度發生。而且環繞台灣四周的日本、韓國、大陸、菲律賓,核能電廠所在多有,我們實際上仍然暴露在國際的核能安全環節上,並非可以完全獨善其身去單獨標榜非核家園。

至於發電原料存量的安全,台灣水力發電所佔發電比例只有13.6%,其他如煤、石油、天然氣等發電原料均體積龐大,儲運困難,天然氣已無儲存地點,目前存量只能供應二星期之用,燃煤則只有供電61天的存量;而核能原料體積甚小,通常存量即可支應二至三年供電,這對戰時能源來講,是關鍵性的條件。

再就全球環境安全而言,國際環保規範規定到2020年的二氧化碳排放量須降到2000年的水準,無法做到這個目標的國家,其產品將受到全球貿易上的杯葛。核四改以天然氣電廠替代,其碳化程度將每年增加710萬公噸二氧化碳排放量,危害我國環境及國際聲譽甚鉅。政府大力推行核四替代方案時一直避談二氧化碳排放量減產的問題,是不負責任的作為。

核廢料如何運儲,也是大家關切的重點。核燃料本身乃儲存於電廠水槽內,屆時由美國回收處理。至於低放射性廢料則採減量及壓縮方式先行處理,台灣的減量技術已是世界最優,至於封存的地點也早在國際研洽之中,且已有相當進展。

此外,就發電成本而言,燃煤電廠平均每一度發電成本為1.758元,燃油為2.082元,燃氣為2.233元,核能為1.689元,核四發電每年可比燃煤少13億元,比燃氣少97億元,可見核能的發電成本遠比其他替代方案要來得低,且因為位於台北,可以平衡南北供電差距,這對穩定廉價的電力供應有決定性的影響。。

行政院長之前宣布停建核四時的理由之一為,停建核四的損失估計在750億元至903億元之間,若決定續建核四,則至少再投入1,200億元的成本,言下之意好像停建還比較省錢。但這樣的說法,顯然忽視了續建核四的效益問題。雖然續建核四要再投入1,200億元的成本,但此項成本一旦投入,核電廠蓋成,有便宜、穩定的供電,使台灣的投資環境更加吸引投資人,促進經濟成長,增裕國庫。但若停建,則就只有損失,沒有效益可言了。

至於利用耳語散播支持核四續建是為了拿回扣和好處的傳言,這是惡質政治手法的又一次呈現。如果這樣的邏輯是成立的,那麼支持核四替代方案的人,豈非都在等著拿替代方案的好處?這些毫無根據的臆測及抹黑早應將之丟到歷史的灰燼之中,拿出應有的理智,共同為台灣建造一個完善健全的生活和投資環境。

(本文刊登於90.2.23中央日報中央論壇)

輕水式反應電廠(即我國使用的電廠)防止放射性物質外洩的多重防禦

第一道防線是燃料丸

燃料丸(Fuel Pellet)是高溫燒結的陶瓷固體,質地緻密堅硬、而且可以承受2,000 0C以上的高溫。核分裂就發生在燃料丸內,因絕大部份放射性物質移動距離非常短,所以幾乎都滯留燃料丸內,只有極少量惰性氣體和碘,會藉著擴散作用而離開燃料丸。

第二道防線是燃料棒

燃料丸裝入鋯合金燃料護套(Cladding)成為燃料棒(Fuel rod),可以承受高溫高壓環境。通常護套破損的機率都小於百萬分之一。只要護套不破裂,溢出燃料丸的放射性氣體及碘,可以有效的被阻滯。

第三道防線是反應度先天穩定設計

反應度是衡量反應器設計安全非常重要的參數。我國反應器就規定必須設計成負的反應度,所以系統溫度、壓力升高時,會自動抑制反應進行,比如「水盡火熄」。又如同車速過快時,系統透過自動減少燃料來減速。

車諾比爾電廠的設計就完全不同,當系統溫度與壓力升高時,反應會更加快、更不受控制,就像「火上加油」一般。這就是車諾比爾電廠會釀成嚴重災害的原因。

第四道防線是反應器控制系統

保護反應器是維護電廠安全最重要的手段,控制棒(Control rod)群與備用硼液控制系統(Standby Boron Liquid Control System, SBLC)是不可或缺的安全系統。一但反應器狀況超過設定,系統立刻自動停機(就是一般所謂的「跳機」),只要1.5秒,就可以把核反應停止。如果控制棒故障怎麼辦?我們還有硼液控制系統作為後備,必要時,數十噸高濃度硼液會自動注入反應器,立即終止反應。

第五道防禦是厚實反應器壓力槽

核反應器是厚達30公分、重達1,000噸的高強度金屬容器。放射性物質從燃料棒洩漏出來,也被侷限在密閉的反應器內,只有發生極嚴重的事故,放射性物質才會洩漏到系統之外。

第六道防線是緊急爐心冷卻系統

只要保持反應器水位,就可以防止反應器「乾燒」而傷及燃料。所以在嚴重事故時,保持水位是最重要的行動。我國核電廠都有39迴路的緊急爐心冷卻系統,這些系統視反應器壓力啟動,只要有1迴路把水注入反應器,系統就安全無虞。

第七道防線是圍阻體

圍阻體是防止放射性物質外釋最重要的外層防線,它由超過2公尺的強化鋼筋混凝土構成,把反應器及密閉冷卻水循環系統通通納入它的防護範圍。任何自反應器或冷卻水系統釋出之放射性物質,均無法釋放到外界環境。

圍阻體是西方核能電廠(如我國)與俄國核能電廠安全措施相當大的差異處。車諾比爾事故(Chernobyl accident)發生石墨大火時,就是因為沒有圍阻體的設計,所以放射性物質隨火勢而直衝雲霄,造成大面積污染。在另一方面,美國三哩島事故(Three Mile Island accident)結果就完全不同,儘管有20%核燃料受到損毀,卻因為圍阻體發揮功能,幾乎沒有放射性物質外釋到環境中。

安全系統設計準則

1. 多重性

反應器安全系統的設計準則,衍生自深度防禦哲學,目的在即使萬一發生事故時,核能發電廠之安全系統能發揮其既定功能,保障反應器安全,阻止事故惡化並減輕事故後果。

所謂的多重性,是指用多套相同系統或組件來完成相同功能。所以核能電廠中與安全相關之重要的管閥、幫浦、熱交換器、甚至電氣、儀控系統等都有兩套以上。即使其中一套發生故障,也有另外一套以上的設備可供使用。

2. 多樣性

多樣性原則,是以不同的系統、組件、或手段措施來達成相同的功能。如此一來,可以避免多套相同系統因同一因素而失效的盲點。

舉例說明多重性、多樣性差別:一般人都同意,出外旅行,身上要多帶些「錢」。 但錢可以以多種形式攜帶,例如現鈔、信用卡、支票。現鈔固然方便,但不幸遺失後,損失無法回收。某些情況下,信用卡可能不如現鈔方便,但信用卡確實較現鈔來得「安全」。所謂的多樣式是指外出旅行時,身上備有現鈔及信用卡;那所謂的多重性,即指隨身攜帶2張以上的信用卡。如果覺得兩種攜帶方式還不夠,可以在隨身攜帶支票簿,再增加一份保障。

3. 分散布置

核能電廠中,將重要設備分別安置在不同場所,稱作分散佈置。此一措施可以避免火災或其它意外事故,同時毀壞重要設備,危害反應器的安全。

再以隨身攜帶的錢為例,所謂分散佈置即指不將所有的現鈔放在同一個地方,或裝在身上的同一個口袋內;如果有兩張以上的信用卡,也不會放在同一個口袋或皮夾內。

4. 可測試性

多重多樣的安全系統在正常運轉時並不使用,為了確定安全系統,在需要時可以正常運作。在設計上,即要求所有的安全系統在不影響機組正常運轉的條件下,可以進行功能測試。

5. 失靈安全

失靈安全這個設計準則,適用於核能電廠所有的系統,包括正常運轉所需的系統以及與安全相關的系統。所謂的失靈安全是指系統的組件發生故障時,只會影響到核能電廠的持續運轉,但不會威脅到電廠的安全。

以汽車煞車說明失靈安全設計準則。汽車煞車是依靠機械裝置將車輪固定,使輪子無法轉動而停車。但是驟然將輪子夾住,車子仍然會滑行打轉;如果是在雨天或雪地,則滑行的距離會更遠,打轉的程度會更嚴重。因此有所謂ABS煞車的設計,基本上即利用特殊控制方法,在駕駛人猛踩煞車時,這套方法可以使煞車的機械裝置不會立即將車輪夾死,而是自動採取一鬆一緊的方式,遂步使輪子停止轉動。所謂的失靈安全,是指ABS這套裝置失效時,煞車應會將輪子夾住;而不會是在讓輪子處於放鬆的狀態。因為將輪子夾住,車子可能會滑行,但還是停得下來。如果是放鬆的狀態,車子連停都停不下來了。

以上五點是所有核能電廠的安全系統設計上的準則,因為這些設計的特性,使得核能電廠發生的事故的機率降到相當低,而為了使安全系統更安全更不容易發生故障,新的電廠將朝向「被動安全」的方向設計。

被動安全即利用大自然的基本現象來設計安全設施,例如,冷卻水流失事故發生後,冷卻水不透過幫浦,需要電力才能夠打入反應器內,而是利用重力將冷卻水置於高處灌入反應器,即可不需要顧慮幫浦故障的情形發生,減低該系統故障的機率。例如,圍阻體內的散熱,也可以透過設計,使空氣發生自然對流帶走圍阻體內的熱量。

參考資料:
核能電廠安全、輻射防護、以及緊急應變規劃(作者:李敏、黃四昌)