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台電是爛公司嗎?

首頁圖來源:ChadoNihi

因為年終獎金、公司考績,台電又一再成為媒體焦點。報載馬總統也點名中油、台電應作「內部經營的改革,減少浪費、增加效率」云云。依媒體報導,台電簡直一無是處,真是個爛公司,但事實如何?

之前於某研討會,中華經濟研究院梁董事長曾列表將台電經營績效與先進國家電力公司相比較。所比較的線路損失率、停電時間、員工售電度數都是電力經營績效極為重要的指標。下表即為各公司相關數據的比較:

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* : 日、韓每戶停電時間在3分鐘以上始納入統計。台電為1分鐘以上即納入統計。

**: 韓電每員工售電量不含發電、建廠及維護之員工人數。若台電亦扣除電廠及維修人員,則每員工售電量為1,313萬度。

 

該表的註釋十分重要,請詳細閱讀。

由該表可明顯看出台電經營績效與先進國家同業相較亳不遜色,有些指標還名列前茅。去年世界銀行公布的「2012全球經商環境報告」,首次將「電力取得」列為評比項目,台灣在全球183個經濟體中,排名第三,在亞洲排名第一。由以上各種數據顯示台電經營績效實際上十分優越。

台電當然不是沒有改善的空間,任何企業都應持續改善(Continuous Improvement, CI),台電也不例外。但台電由國人心目中的模範企業淪落到今日幾乎「人人喊打」的地步,對台電公平嗎?

台電淪為今日地步有兩大原因:一為核能發電,一為油電雙漲。但以這兩個原因痛批台電都是是非不分,黑白顛倒的明證。

以核能發電而言,今日社會大眾對核能發電的誤解有很大原因來自媒體誤導,根本原因在於媒體本身對核電知識不但貧乏還十分偏頗。以油電雙漲而言,更是本書檢討錯誤能源政策的重點。電費漲價是政府大力推動「減碳政策」的後果。而「穩健減核」政策將變本加厲的惡化我國電力結構,使未來電費更加飛漲,將造成我國企業喪失國際競爭力的嚴重後果。以核能發電、油電雙漲來指責台電都是極不公平的對待台電。台電員工能服氣嗎?

能源是何等重要的國家大事,中油、台電又是何等重要的國營企業。國家領導人應思考如何鼓舞其士氣而不是打擊廣大員工士氣。歷史上不乏聽信錯誤訊息,打擊忠良而造成嚴重後果的先例,前人稱之為「自毀長城」。今日核能、燃煤是何等重要的國家經濟支柱,非要「減碳降核」豈不是「自毀長城」?

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陳立誠:「核電廠到底會不會爆炸?」

到現今為止還有不少人以為核能電廠是一個原子彈,如果操作不慎就會發生核子爆炸。遠的不說,台灣有些報章雜誌就有認為福島核災是核電廠發生核爆所造成。個人在1985年曾撰文解釋並轉載於台電月刊271期(核四公聽會)一文,今全文照錄於下:

一般民眾對核能的恐懼是完全可以理解的,因為核子能第一次顯示其威力時的面目實在太猙獰了。廣島、長崎的兩顆原子彈將核能的威力向世界作第一次的展露,兩朵代表死亡的蕈狀雲就此深深的刻印在世人的腦海裏。

核能發電與原子彈爆炸的原理相同,同是利用連鎖反應。一般民眾最疑懼的就是萬一核能電廠操作不當,整座核能廠是否會發生核爆,造成所謂的「絕對性毀滅」。一般報章雜誌好像一直都沒有以較通俗的文字將為何核能廠不可能發生核爆的原因作一說明,但這問題實在太重要了,筆者以為在此以數百字將這一問題作一解說應不算是浪費篇幅。

核能的威力是愛因斯坦首先預測的,在他有名的質能互變公式中指出,任何微小質量的消失都會產生巨大的能量,其間關係與光速平方成正比。

當一個不穩定的原子核受到中子撞擊後會分裂成兩個較小的原子核及一些中子,但這兩個分裂後的原子核與中子質量相加比原先的原子核質量為小,所損失的質量即轉化為能量。

一個原子核分裂所產生的能量還是有限的,千千萬萬個原子核分裂才能產生巨大的能量。最理想的方式就是當一個核子分裂後所產生的中子又撞擊其他核子導致其分裂,這分裂的核子又產生中子導至下一次的分裂,如此生生不息,每次分裂都一方面產生能量,另一方面又產生中子導至下一次的核分裂,這就是所謂的連鎖反應(見下圖)。

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●連鎖反應 

原子彈和核能廠都是用連鎖反應的原理產生能量的,但其中有一個絕大的不同,詳述如下:

自然界中的鈾原子有兩種同位素:鈾二三五及鈾二三八,其中鈾二三八是穩定核子不易發生分裂,鈾二三五是不穩定核子受撞擊後會分裂而釋出能量,在自然界的鈾礦中,鈾二三五占0.7%而鈾二三八占99.3%,二者混合在一起,極難分離。

如此低濃度的鈾二三五是無法產生連鎖反應的,因為即使一個鈾二三五受到衝擊分裂而產生中子,但因周遭鈾二三五比例太少,所產生的中子撞擊到另一個鈾二三五的機會太少了,分裂反應無法持續下去,所以無法產生連鎖反應。這是很容易證明的,有誰聽說過一個近代鈾礦自行發生連鎖反應的?

為了達到連鎖反應的效果,科學家只有想辦法以各種方式來增加鈾二三五的濃度,原子彈與核能廠主要分別即在於所含鈾二三五的濃度不同。

原子彈的目的是在最短時間內產生最大的爆震力,所以其中的鈾二三五濃度在90%以上,在如此高濃度下,連鎖反應將以幾何級數進行,在極短時間內產生極大的能量。

核電廠需求不同,要求在人為控制的環境下使連鎖反應穩定的進行,希望一次分裂所產生的中子只能在下次引起恰好一次的分裂,而不以幾何級數倍增。所以鈾二三五的濃度就不能像原子彈那麼高,大約只在3%左右,見下圖。 

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●核子彈與核燃料比較 

在如此低濃度下連鎖反應是無法產生的,這又牽涉到另一個技術問題。中子撞擊鈾二三五並不是每次都會導至分裂的,中子速度太快或太慢都不行,只有在適當速度範圍內的中子撞擊核子時所引起核分裂的機會才最大。一般核分裂後產生的中子速度太大,為了要增加分裂的可能性便要想法子使中子速度慢下來。最有效的減速方法就是使中子在撞擊鈾二三五之前,先和其他質量相等的核子碰撞,以消耗其動能達到減速目的。

水是由兩個氫原子和一個氧原子所構成,氫原子核的質量與中子相同是最有效的緩衝劑之一。一般的輕水式反應爐就是一方面用水作為爐心的冷卻劑,將爐心產生的熱量移走以產生蒸汽推動汽渦輪機/發電機來發電。另一方面以水作為中子的緩衝劑。如果爐心中沒有水,中子無法減速,則連鎖反應無法產生。

核能廠的冷卻水是成循環系統的,源源不絕的流動以將核分裂在爐心所產生的熱量移走發電。核電廠最嚴重的事故就是由於冷卻水系統出問題導至爐心過熱而融化,這正是核能災變所發生的狀況。但不要忘記爐心一旦缺水,中子無法減速,連鎖反應立刻自動停止。爐心的餘熱是來自爐心放射性物質的衰變而不是由連鎖反應所產生。

由以上的說明我們可以知道,核能廠要在極端精密的控制之下才會產生連鎖反應,萬一任何意外破壞了這種精心設計的平衡狀態,連鎖反應會立刻自動停止,所謂原子彈式的爆炸是絕無可能發生的。

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核廢料怎麼處理?

核廢料分為兩種,一種是低階核廢料,佔核廢料大宗,主要是在核電廠運轉維護過程中受到輻射污染的物品如工作服、工具、廢樹脂、過濾器等等,經再處理後移往蘭嶼的就是這一類低階核廢料。

高階核廢料就是核電廠用過核燃料棒,體積很小,每年用過核燃料棒體積如一個公用電話亭大小。核燃料棒在發電過程會產生新的核種,每種核種半衰期都不同,半衰期短的在燃料棒剛移出原子爐時輻射性最強。半衰期長的,輻射在開始較短半衰期的核種為弱,但因半衰期長達萬年以上,如何處置就是人類頭痛的地方。

實際上用過核燃料棒中仍有許多可經再處理取出再利用的核種。所以許多國家並不將用過核燃料視為「廢料」而認其為「資源」。用過燃料棒經再處理後,所剩餘的廢料遠小於原體積。另一方面,因為許多長半衰期的核種都已取出,其半衰期也大大減短,容易處理得多。目前世界上許多國家遲疑於處理用過燃料棒的原因在於擔心造成核武擴散,所以目前許多國家的用過核燃料並沒有進行再處理。

一般用過核燃料剛由原子爐中取出時仍產生大量衰變,輻射性很強,電廠均將其置於「用過燃料池」中以循環水冷卻數年後再取出。世界大多數國家因居民反對都不容易找到高階核廢料長期地質處置地點,目前將用過燃料棒移出用過燃料池後多先予以「乾式貯存」(詳下圖)。 

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●高階廢料乾式儲存

我國核一、二廠目前也準備進行乾式貯存,乾式貯存場設於地表,一般可貯放50年,自然散熱,安全無慮。311發生核災的福島電廠也有用過燃料乾式貯存場,歷經規模9地震及14米大海嘯,核電廠發生災變,乾式貯存的高階核廢料則完好如初,通過了最嚴厲的天災考驗。乾式貯存的最大好處之一就是保持未來再處理的彈性。50年後的世界,再處理技術必然有長足發展,核武擴散可能也不再是個問題。

以台灣而言,低階核廢料貯藏地點都處處碰壁,在目前氛圍下要找尋高階核廢料長期處置地點必然困難重重。但處理此事並沒有其急迫性,台灣完全可以將用過核燃料暫在電廠內以乾式貯存,在未來50年研討再處理的可能性,民眾可以接受的長期處置地點的可行性甚至探討境外處置的可能性。


高階核廢料的處理並不是技術問題而是政治問題,實不宜作為反對核電的理由。

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台灣會不會變成下一個福島?

福島核災最主要的原因是在日本外海發生規模9大地震所引發了14公尺高的海嘯。福島電廠有兩個廠區:福島一廠(6部機)及福島二廠(4部機)。兩個廠區距離10公里,規模9地震在兩個廠區都造成了極大的地表加速度,但福島一廠發生核災,福島二廠則無恙。主要原因在於福島一廠與福島二廠的緊急電源(柴油發電機)置於廠內不同位置,一廠之緊急電源受海嘯侵襲受損無法發揮功能。二廠緊急電源未受損,及時發揮功能供水冷卻反應爐,所以二廠的機組都未發生核災。

我們可分兩個因素來檢視相同核災是否會在台灣發生。先檢視地震,再檢視海嘯。

許多人以為台灣和日本都有地震,所以在福島因地震造成的核災也有可能在台灣發生,完全不然。

全球許多地方都有地震,各地可能發生的最大地震規模並不相同。地震的大小和斷層的長短有絕對關係,斷層長的地區,就可能發生大地震。斷層短的地區,地震規模就有限。以311日本地震而言,其斷層長達500公里,所以發生了規模9的大地震。台灣最長斷層約為100公里,921地震是台灣島內百年來發生的最大地震,地震規模為7.6。地震規模差一級能量差32倍,日本311地震釋放的能量是台灣921地震的126倍,造成極大災害。台灣因斷層短,基本上是不可能發生如日本311般規模9大地震的。

媒體上有這一段話:「這讓我開始思考核四廠的問題,因為如果核四真的發生意外,以台灣的地狹人稠,極可能是『中北台灣消失』,甚至是『全台灣消失』,這是我們能夠接受的嗎?」

我不能想像核四的災難一旦發生,極可能台中以北及東台灣都在輻射範圍內,這區域擁有一半以上的台灣人口,又是政經中心,整個台灣將陷入癱瘓。大多數人都變成核災難民,我們要永生與核災共處。這就是「台灣消失」的災難。」

太多人反核是因為不了解核能,總是害怕核災會在台灣發生,依許多媒體描繪好像核災必然會在台灣發生,還詳細描繪了「台灣消失」的遠景。

我們可以仔細分析一下世界上發生過的三次「核災」。首先是車諾比,主要原因是車諾比反應爐除了發電外還肩負著製造核彈原料---鈽的重責大任。該核電廠的設計與台灣這類西方式的核電廠設計完全不同。台灣核電廠有鋼板厚達20公分的反應爐,外面還有以鋼板為內襯厚達1.2米的鋼筋混凝上圍阻體。這兩個深層防禦中最重要的設計,並不存在於蘇聯的車諾比核電廠。

而西方式核電廠發生過兩次核災,一次是三浬島,一次是福島。三浬島應歸類於成功案例,因為深層防禦設計奏效。即使原子爐內核燃料融毀,機組報廢,但對外界並沒造成任何影響。三浬島二號機停止運作,但三浬島一號機繼續發電,附近居民也照常安居樂業。

西方式核電機組,合計運轉過過一萬年,唯一發生對環境造成災難的核災就是福島核災。我們也應仔細分析該核災,但如前所述,福島式核災不可能在台灣發生。日本311地震的能量是台灣921地震的100倍以上,921已是百年來對台灣造成最嚴重災難的地震。

實際上地震並未摧毀福島電廠,許多人可能不知道311日本地震造成最大震度(地表加速度)的核電廠不是福島核電廠而是女川核電廠,兩者與外海斷層最短距離相同,均為46公里,地震在福島核電廠造成的地震加速度為550gal,在女川核電廠造成地表加速度為607gal,但女川核電廠之高程為14.5m,避免了高達13m海嘯的侵襲,所以核電廠安全無恙。福島核電廠高程為10m,低於14m海嘯高度所以釀成核災。

由以上例子可知地震並沒有摧毀福島核電廠而是海嘯毀了福島電廠,所以我們的關注應由地震移到海嘯。

台灣過去雖未發生規模9地震及14米海嘯,不表示未來不會發生,因為大自然災害無法預測!聽起來很有道理,誰能預測大自然何時發威,造成何種災難?

但天災真的不能預測嗎?未必。大家都敢預言台北不會發生暴風雪,莫斯科不會發生颱風,紐約市更不會被火山灰給埋沒(最近的活火山在2000公里外)。暴風雪、颱風、火山爆發不都是天災嗎?為什麼我們能很肯定的認為世界上某些地區會發生某一類天災而另一些地區不會發生呢?

發生天災可是要有一定條件的,如果地理條件不符合,我們可以斷言某些天災是不會在某些地區發生的。不論是氣候天災(暴風雪、颱風)或地質天災(火山、地震)都是如此。

下圖為經濟部中央地質調查所發布之台灣活動斷層分布圖(2010年)。

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●台灣活動斷層分佈圖

圖中列了33個斷層,由圖可看出台灣長斷層都分布在東岸的花東及西岸的台中到嘉南一帶,當初台灣四個核電廠選在南北兩端,就是要避開長斷層。

台灣地質調查有上百年歷史,百年來地質學家走遍台灣,地震學家近年又用最先進的設備把全台超過10公里的斷層都找了出來。台灣最長的斷層不過100公里,921車籠埔斷層錯動引發的地震規模為7.6。

台灣不會發生規模9地震,其實是和台北不會有暴風雪,莫斯科不會有颱風,紐約市不會為火山灰所埋沒一樣是鐵一般的科學事實。以為台灣發生規模7.6地震就可能發生規模9地震,就如同陽明山飄了幾片雪花就誤以為台北可能發生暴風雪一般。

誤以為大自然災害無法預測而反核的人士,大可放100個心。

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核四、廢核、燃煤──三大戰役

今日台灣能源問題,表現上看起來十分複雜。但萬變不離其宗,討論到最後還是要落實於能源結構(核能、燃煤、燃氣的配比)。簡單說,今日我國能源問題在於能提供廉價電力的基載電廠(核能、燃煤)極端不足,但燃氣電廠反而「欣欣向榮」。要糾正我國目前日益偏頗的能源形勢,有三場硬戰要打。

第一個戰場是如何確保核四完工後,能克服目前的反對聲浪順利商轉。

第二個戰場是如何讓政府認清不予現有三座核電廠延役政策的重大影響,進而考慮修改政策。

第三個戰場是如何讓政府認清,現行減碳政策對我國造成的重大傷害,扭轉目前以氣代煤的錯誤政策。

第一個戰場是核四之戰:核四兩部機,每年可發200億度電,核四之戰的目標是如何讓核四在完工後順利商轉,使核四廠能提供我國近10%的廉價電力。核四之戰目標明確,也符合今日馬政府的政策。經濟部及台電正全力推動,雖困難重重但師出有名。

第二個戰場是延役之戰:目前三座核電廠每年可發400億度電(約佔我國總用電20%)。這三座核電廠建廠成本都已折舊完畢,所提供的400億度電成本極低,對維持我國產業國際競爭力極為重要。但極為不幸的是,當今政府於2011年底宣布這三座核電廠(六部機),將於其服役40年後予以除役,而不會如其他國家般給予20年延役許可。

依目前政策,這六部機將在5年後的2018年開始在8年間(到2025)全部除役,經濟部、台電都無法公然鼓吹延役政策,所以是較第一戰場更難進行的戰鬥。目前之計,只有一方面在政府內部提供高層正確訊息,另一方面讓新聞界/工業界了解除役政策對我國經濟的衝擊,希望政府能儘快修正政策,准予現有三座核電廠延役20年。

第三個戰場是火力電廠配比之戰:火力電廠(燃煤、燃氣)每年發電超過1500億度(佔我國總用電75%),目前火力發電結構上的巨大失調──發電成本極為昂貴的燃氣機組的裝置容量大於發電成本十分低廉的燃煤機組的裝置容量,是極為嚴重的國安問題。

火力發電佔我國發電量遠大於核能發電,其裝置配比失調實是較核能政策更為嚴重的議題,但可嘆的是與前二戰場相較,關心此議題的人實屬鳳毛麟角,極少人知道這是與前二戰場同樣重要的戰場,我國今日能源政策失誤的真正癥結在於基載電廠不足,基載電廠不外乎核能及燃煤電廠兩者,但全國注意力幾乎都集中於核能電廠,第一戰場及第二戰場的爭論在社會上眾所週知,但第三戰場竟是「西線無戰事」,尚未開打,勝負已定。

以極具指標性,至關重要的彰工、深澳兩燃煤計畫而言,不但受環保署、環保團體的制肘,無法推動。甚至經濟部「油電經營改善小組」也建議「暫緩」,實為匪夷所思。目前只見中油一方面忙於在海外簽下鉅額購氣合約,一方面忙於在國內擴建現有台中進氣儲槽設施,更準備建設第三座天然氣進口港。凡此種種都在毫無硝煙的情形下「順利」進行,社會上極少人知其對國家經濟的重大影響。

在社會上,了解核能的專業人士很多,但極少人知道我國因極端暖化威脅論,採「以氣代煤」政策對我國的重大衝擊。

在此三戰場取勝對我國經濟發展及國家競爭力都極為重要。甚盼全國有識者、有志者,同等重視,共同努力。

 

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