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3 永續能源政策下的核能定位--專訪原子能委員會蔡春鴻主任委員 4 站在研發的角度談核能發電對台灣的重要性 5 我國二氧化碳減量的必要選擇 – 核能發電
站在研發的角度談核能發電對台灣的重要性

4 站在研發的角度談核能發電對台灣的重要性

站在研發的角度談核能發電對台灣的重要性
施建樑

  隨著溫室氣體對環境影響之劇及全球能源資源匱乏,凸顯核能發電對民生經濟及環境的貢獻;也由於核能技術更臻成熟,提供亮麗的運轉安全實績及更安全的機組設計,世界各國已紛紛重新檢視核能政策,並視核能為準自產能源以強化國家能源安全體系。依據國際原子能總署(International Atomic Energy Agency; IAEA)網站[1]2009年2月最新資料顯示,目前全球運轉中的核能機組共有436部,裝置容量達370百萬瓩;41部核能機組正在興建中,裝置容量達38百萬瓩。同時世界核能協會(World Nuclear Association;WNA)網站[2]也登錄各國核能機組興建計畫達108部,裝置容量更達120百萬瓩,顯見核能發電已為近年來之趨勢。

  核能發電在二十一世紀的復甦,主要可從以下三個面向來探討:

1. 核能屬低碳能源,是國家永續能源政策短中程的最佳選項,依據IPCC 2007之AR4報告[3],核能生命週期碳排放約3~40公克/度。而核能的安全存量可達3~4年,且具有供應來源穩定、能量密度高、運輸儲存便利等優點,OECD國家能源統計時已將其視為準自產能源。另目前核ㄧ、二、三廠發電成本約0.63元/度(含後端基金),且燃料成本僅佔15 %,不易受國際能源價格的波動,具有穩定電價之功能。

2. 核能技術更臻成熟,機組設計提供安全之保障,包括圍阻體的多重防禦設計、快速停機能力、安全注水系統等;另國際原子能總署在1991年出版INSAG-4「安全文化導則」,其意旨為提昇安全文化,管理核能有關之所有個人與組織之行動及互動,確保核能運轉之安全。

3. 自1958年以來,有34個國家,共79座低放射性廢棄物最終處置場,多年來均持續安全運轉中,證明處置場的設置能夠做到安全的保障。至於高放射性廢棄物最終處置,目前唯一運轉之處置場為位於美國新墨西哥州之WIPP(Waste Isolation Pilot Plant),係用來處置美國國防產生之超鈾元素廢棄物,自1999年運轉以來,已處置58,586立方公尺之廢棄物[4]。而商業用高放射性廢棄物,一般採用所謂的深地層處置,是將用過核子燃料或經在處理產生之高放射性廢棄物,用厚達10-30公分的鈦、鎳或銅合金完全密封後,埋藏在地下500 – 1,000公尺深的堅固岩層裡。目前有芬蘭Onkalo及美國Yucca Mt.兩座處置場,正在安全評估申照中。高放射性廢棄物所用的深地層處置並沒有非常特殊的工程技術,它與地下礦藏開採、油井鑽探相當類似,技術風險不大,故只要有嚴厲的處置場的地質、地下水文調查,重要參數取得與驗證,評估模式與決策分析程序的建立,是可與人類生活圈永久隔離的。

  核能研究所於2005年建立MARKAL-MACRO能源經濟模型,分析各項低碳能源(如天然氣、核能)、再生能源(如太陽能、水力、風能、生質能、氫能等)及低碳能源技術發展(如IGCC、CCS等),尋求國家的能源永續發展。研究中顯示再生能源及低碳能源技術發展在短程發展中,因發電成本過高或技術尚未商業化,而暫無法有效滿足國內能源需求及二氧化碳減量目標。在面臨基載電力的缺口下,國家短中期仍需依賴現有成熟的低碳能源技術,也就是天然氣與核能;但因天然氣發電成本約為核能發電的7~8倍,故在能源經濟模型的評估下,核能仍必須在國家短中期(50年內)的能源政策中扮演重要角色,以支撐我國基載電力結構。

  核能研究所近年來在核能安全研發之重要貢獻,包括有支援管制機構(原能會)協助從事核電廠相關之各項安全管制業務;提升核ㄧ、二、三廠運轉效能,透過系統安全評估之程序,由小功率(MUR)逐步到中/高功率(SPU),三座電廠小幅度功率提昇約可減少台灣全年0.08 % CO2總排放量(約22萬公噸),並增加約60百萬瓦電力,相當於蘭嶼與馬祖總電力需求;執行核ㄧ、二、三廠時限整體安全評估(TLIPA),由整體安全評估之程序,協助核電廠建立規劃延續運轉之各項技術評估,為未來各機組之延役做準備;協助核四廠建立安全等級數位儀控軟體驗證,建立主控制室人因工程驗證,以及執行電動閥操作能力驗證測試等。

  至於核能研究所在廢棄物減量與減容技術之發展與貢獻,最重要且受全世界矚目者,為核能研究所自行研發的低放射性廢液高效固化(HEST)技術,核三、二廠分別於1998年12月及2006年5月,採用核能研究所研發的「高減容固化技術」,使其固化廢棄物年產量降低至原來的1/6及1/3。三座核電廠在產、官、研的共同努力下,從2000年起固化廢棄物已降至1,000桶以內;2008年3座核電廠僅產生253桶,為歷年(1983年)最高產量12,258桶的2.1 %[5]。至於用過核子燃料乾式貯存,核能研究所於2005年7月,接受台電公司委託執行核一廠用過核子燃料乾式貯存設施之建置,自國外引進先進技術,目前正順利執行中。

  由以上核能研究所參與台電公司核能電廠之運轉、維護及興建之經驗,核能發電在過去一、二十年,在國內外業者與管制機關之共同努力下,其成效與實績是有目共睹的;也就是說,一般仍有疑慮的核安及廢棄物問題,其實在技術上均已解決,在國內則為共識還待建立。例如低放射性廢棄物處置場,由於鄰避(Not in my back yard, NIMBY)效應,只要選出合適的場址,其餘均可由工程技術來克服。故包括原能會、台電公司及核能研究所等相關機關,應維持與國際同步之核安管制,提升電廠運轉績效,持續資訊公開與透明化,以提高民眾對核能發電之信賴度,並確保核能發電安全。

  目前國際各國紛紛重新檢討能源政策並修正核能政策方向,均以仰賴核能為準自主能源來強化國家之能源安全體系;而國際上原主張廢核或反核之國家如瑞典、瑞士、德國等,均已在相關二氧化碳減量及能源安全等政策中,闡述核能發電之實質貢獻,並將核能納入國家中、長程之能源計畫中;此亦為這次全國能源會議為何必須討論核能問題,也是應該重新檢視我國核能政策之時機。目前國內尚存在有對核能之疑慮,並仍有「非核家園」的框架,惟這個理想應以「低碳家園」為基礎,故在此呼籲國人,應正視核能之階段性任務,以核能作為國家短中期基載電力結構主力,並積極發展再生能源與低碳能源技術,長期(50年後)則朝非核家園願景邁進,才是現階段國家永續能源政策的出口。

參考文獻
1.    IAEA, 2009, Nuclear Power Plants Information, 2009年2月取自International Atomic Energy Agency PRIS網站:http://www.iaea.org/programmes/a2/index.html
2.    WNA, 2009, Plans For New Reactors Worldwide, 2009年2月取自World Nuclear Association網站:http://www.world-nuclear.org/info/inf17.html
3.    IPCC 2007之AR4報告
4.    USDOE, 2009年3月取自WIPP網站:http://www.wipp.energy.gov/shipments.htm
5.    原能會物管局,2009,2008 年12 月核能電廠管制動態資訊

圖 1. 全球運轉中的核能機組
圖 1. 全球運轉中的核能機組

資料來源:國際原子能總署(2009年2月更新)

圖 2. 國內各核電廠歷年固化廢棄物產量圖
圖 2. 國內各核電廠歷年固化廢棄物產量圖


圖 3. 核能電廠安全績效統計圖
圖 3. 核能電廠安全績效統計圖

資料來源:原能會網站/核能安全/管制動態/績效統計圖表
網址:http://www.aec.gov.tw/www/control/index.php
3 永續能源政策下的核能定位--專訪原子能委員會蔡春鴻主任委員 4 站在研發的角度談核能發電對台灣的重要性 5 我國二氧化碳減量的必要選擇 – 核能發電
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