Category: 核能

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SHS論壇:如何管理與最終處置使用過的核燃料─從美國經驗談起

主講人:卓鴻年 (美國國家實驗室核廢專家) 與談人:徐光蓉 (臺灣大學大氣科學系 教授) 主持人:陳竹亭 (SHS計畫主持人/臺灣大學化學系榮譽教授) 逐字稿整理:歐陽巽  跨閱誌編輯 (論壇的現場錄影) 卓鴻年: 我從美國的經驗稍微跟大家介紹一下怎麼樣處置用過燃料的問題,因為我的工作經驗都是在美國,所以對美國的情況比較清楚。 我先提一下世界核能的趨勢,以及用過核燃料spent nuclear fuel的管理的方法-主要是中程中期的管理方法,還有如何追蹤處置,最後談一下我個人的觀點,例如追蹤處置的問題是什麼,像是很多不確定的參數問題、人類能夠知道的知識怎麼能夠預測幾萬年這麼長的時間(因為很多半衰期非常長的)。換言之,我們人類的知識跟技術是有限制的,沒辦法很有信心地預測未來的情況。 我們先看一下世界核能使用的潮流,從第二次世界大戰結束後,美國想把核子武器裡面的某些技術轉換到民用裡面去,美國艾森豪總統提的Atoms for Peace就是訴諸使用和平方法使用核或是原子,這也是蓋核電站的開始,所以你可以看的出來1960年代的發電量增加地很快,到70年代後期、80年代初增加非常快。美國的核電大部分是70年代到80年代初的時候蓋的,而1979年的三哩島事件,對整個核能的發展並沒有很大的影響,到了1986年Chernobyl的時候,稍微有點影響,核電站興建的總量就慢下來了,福島事件以後也是稍微有點影響,但是實際上並沒有很大的影響,主要是因為在過去十年以來,中國蓋的數量是世界上蓋核電站速度最快、量最多的,而且未來計畫量也是最多的,但整個世界的潮流來看,並沒有增加那麼快,沒有像60年代、70年代、80年代數字那麼快。 可是世界上還是蠻多國家在討論使用核能適不適合。當然主要的是三個大問題,一個就是意外事件,核電站可能會發生意外,這對核電站周邊人民老百姓還有整個範圍污染的影響都很嚴重;第二,建造核電站的費用越來越貴了,尤其美國電力公司都是私人的,所以當蓋核電站的費用太高的,他們就想辦法使用其他的能源發電,尤其過去大概十年天然氣的價錢在美國下降的非常快,所以最近幾年美國比較舊的核電站都早點除役,替代用天然氣, 另外歐洲有不少國家考慮到要慢慢地不再蓋新的核電站,並將已經在發電的廠在時間結束以後除役。但其他對使用核能有興趣的國家還是在增加的,譬如東南亞國家的越南、印度尼西亞,都在考慮蓋核電站;最近還有消息指出日本或韓國簽了一些合約要蓋核電站;另外就連中東這些產石油的國家,像沙烏地阿拉伯,UAE等也在考慮蓋核電廠,當然他們的想法是:油或是天然氣遲早會用完,所以他們考慮到在未來幾十年以後,或可以核能代替化石油或是天然氣。 可是這些國家在考慮使用核電站時,沒有一個國家規劃怎麼樣處置與管理用過核燃料。不過回過頭看,1960、70年代,蓋了核電站的國家,包括美國、台灣,在蓋之前都沒有考慮到如何管理用過燃料與其最終處置等等。換言之,政策的計畫的人,或是能源使用計畫的人等,主要的看法就是按照成本計算,用核能發電可以馬上省很多錢,且如果該國沒有其他能源的話,核能是一個非常有吸引力的方法。   那用過燃料中期的管理方法是是什麼?用過燃料用一段時間以後要從核電廠反應爐拿出來,因為反應爐產生核反應發電的主要是鈾裡面的鈾235。 鈾在天然界裡面,鈾235的百分比很小,小於0.1,小於1%,大概只有0.5左右,需要把它增加到差不多至少要3%到5%才有辦法產生核反應,所以它要濃縮,濃縮完了以後放進去,燒了一段時間,幾年以後鈾235的量就減少,小於不到1%,就要把它拿出來,那就是用過核燃料。 拿出來後要先放在一個用過燃料的水池裏,因為那時的溫度還很高、放射性很強。放個幾十年後再把用過燃料以化學方法處理後,把鈾238改變成鈽239了,就可以當核燃料了,這個叫做Mixed oxide fuel,裡面的鈽跟鈾混在一起,可以當作核燃料放在原子堆裏面發電。可是在處理的過程中也產生了高階廢料,高階廢料也要最終處置(低階廢料也有,那都是要最終處置的)。另外的作法是,不做再處理,直接把用過燃料放在最終處置。現在大部分的國家都採取再處理的方法。   我們看這個燃料的循環。我們在核能裡面叫左半部前端,就是最上面的原子爐、發電廠是怎麼樣去採鈾礦、再去做一些處理、再濃縮,然後再製造成核燃料。製造好以後放到反應爐裡面發電,這就叫前端。右邊是後端,把用過燃料放到水池裏儲存。如果不做再處理就直接放到儲存場,這就是直接處置了。而這裡是一個經過再處理的Open fuel cycle,就是不立刻把用過燃料做最終處理,而是把可以用的鈽的核燃料提出來再使用。 剛剛講到把用過燃料拿出來以後放在水池裏面,這叫做濕式的暫時儲存(Wet...

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理性的限制──福島核電廠意外的三周年反思(下)

原文出處:哲學普及雜誌(philomag),2014年3月福島意外專題 http://www.philomag.com/les-idees/dossiers/les-limites-de-la-raison-1999 * 本文轉錄自翻譯‧文化普及(網址:http://sabrinayeung.blogspot.tw/2014/03/blog-post.html) 翻譯:Sabrina Yeung     第三個二律背反   為甚麼冒重大的經濟風險是合符經濟理性呢?   三月中,一個令人震驚的新消息從天而降:日本國家從2011年4月1日到2012年3月31日間的初步財務預算被國會接納,沒有作任何調整。同一時間,3月17日,日元走勢升到自二戰後的高位。東京股票市場除了在海嘯後幾天及福島意外之始有輕微下跌外,之後很快便重拾高位。因此,從生態學的角度來問,為甚麼惡運突然而來,但都完全沒有減慢經濟事務的步伐呢? 事實上,我們不可以簡單地說經濟理性沒有顧及環境質素和有限的自然資源,甚或相反,環境質素和有限的自然資源這兩點本身就是經濟發展的後果。核能工業的支持者,以EDF為首,定期提出原子的分裂可以令我們以低廉的價錢來獲得大量能量。這是合符事實的,但某些成本並沒有被這些工業納入考慮之中,例如停止使用的核電廠的成本(在法國,某些核電廠尚未真正啟動);處理廢料的成本(由於缺乏解決方法,毒性最強的廢料暫時放在現有的核電工廠裡。最後,也是最難去量化的──核電意外的成本。全球有440個核電廠,而其中兩個──切爾諾貝爾和福島──已發生嚴重事故。然而,這些事故對物質的損害和對公共健康所造成的開支,大大地增加了工廠維修及保養的支出。切爾諾貝爾核電廠的第二個石棺,由國際貨幣基金組織(IMF)和歐洲復興開發銀行和發展(Berd)資助建造,需費2億美元。而第一個石棺已用了二十多年,但我們必須在未來幾千年的時間都要繼續令這些發生意外的電廠保持安全! 透過生態環保思想第三位奠基人Ivan Illich的作品《能源和權益》(Énergie et Équité,Seuil出版社,1975) ,我們觸及了一個悖論,就是工業時代,大型機構的反生產力(la contre-productivité)。在一個現在仍然有名的計算中,Illich展示了如果我們把所有花費在一架車輛的時間,如過去的駕駛時間、生產時間、保養時間、工作以致於我們可以購買這輛車的時間等,除以車輛的平均行走里數,一輛車平均可以駕駛7公里一小時。明顯,這個反生產力的表現,然而它沒有計算在個體身上。同樣道理,核能的實際成本在制度層面很可能是絕對地不合理的,然而這個成本攤分在不同的時間裡,也攤分在不同的代理商之間,因此它會繼續推動我們持續地投資核能發展。   第四個二律背反   我們如何打賭那些極小的可能性呢?   福島第一原子力發電廠被設計成可以承受尼克特制(編按:即芮氏規模/Richter magnitude scale)7級的地震,但它遇上了一個尼克特制8.9級的地震。它的保護牆被構成想可以抵抗一個6米高的巨浪。哎呀!3月11日的海嘯所引發的巨浪,經儀器測量後,證實達至14米。 這些缺點令我們感到難以預測風險。例如,一輛飛機從天空下墜到法國任何一點的可能性是少於10-7 ,即一千萬分之一的機會。以這個估計為依據,工程師在建造工廠時皆排除了飛機從天而降這個可能性。而這是,2001年911恐怖襲擊之前的考量。   我們在此觸及了預防原則的極限。1995年2月2日開始,法國法律用以下的詞語寫下這麼一條預防原則:「缺乏肯定性,鑑於當時的科學和技術知識,不應延遲採取有效而適當的方法,以可以接受的經濟成本,去預防一個對自然環境造成巨大而無可挽回的傷害的風險。」顯然,這個陳述說的話是有責任和有遠見的。然而,正如Jean-Pierre...

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理性的限制──福島核電廠意外的三周年反思(上)

  原文出處:哲學普及雜誌(philomag),2014年3月福島意外專題 http://www.philomag.com/les-idees/dossiers/les-limites-de-la-raison-1999 * 本文轉錄自翻譯‧文化普及(網址:http://sabrinayeung.blogspot.tw/2014/03/blog-post.html) 翻譯:Sabrina Yeung   適逢福島事件三周年,哲學普及雜誌就做了一個福島事件的專題,我(編按:即Sabrina Yeung)翻譯了其中一篇,從核電廠意外去看「理性的限制」。   專題前言: 福島意外開始於2011年3月11日。如果時間回到過去:應否即時排出核能呢?或者,在這事件中,這是否一個過度而非理性的反應呢?事實上,這完全視乎我們如何定義理性。如果出於理性,我們運用自己的才能去預計及評估風險,之後採取必要的措施來避免那些生態災難,那麼這似乎是一個很難作出決定的選擇。我們有眾多支持核能的強烈的科學觀點,同樣,我們也有眾多反對核能的科學觀點,就如思考生態問題的思想家Dominique Bourg和哲學家Luc Ferry之間的辯論一樣,又如英國生態學家與研究或然率的專家Nassim Nicholas Taleb之間的對立一樣。然而,福島核電廠的意外令我們重新質疑科學理性及技術理性的傳統觀念,這些觀念透過一個數學框架去閱讀世界,沒有融入道德層面。德國社會學家Ulrich Beck說,我們評估風險的能力依然有限。這是為甚麼他認為為了打開另一個人類理性的面向,我們要超越計算的簡單邏輯,更意識到歷史的關鍵及人類命運之憂慮的關鍵──而就是出於如此一個想法,我們邀請思考災難的思想家如Günther Anders、Hans Jonas、Peter Sloterdijk和Jean-Pierre Dupuy等,一同去思考這個問題。   文章:理性的限制 今時今日,誰人可以假裝自己站在理性的陣營呢?那些專家和核能計劃的負責人,他們本身是不是一些可以作出明確抉擇的「認真的人」呢?那些生態環保的活動份子,他們是否像某些宗教異端者一樣,只用局限,甚至是掩眼法式的意識形態的角度來看世界呢?或者恰恰相反,透過福島意外給我們帶來的啟迪,我們難道不可以說,那些被認為是譫妄的專家的理性,還有綠色意識形態,他們其實為我們提供了一個更準確的,對當前世界之關鍵的理解嗎?   在日本發生的一連串事件,除了給我們帶來某些情緒和驚恐之外,它們重新把我們帶到人類理性諸種矛盾的中心,即它的科學和技術面向,與它思考價值的能力,兩者之間的撕裂,也是計算與道德之間的撕裂。因此,我們確實面對一個關於理性的內部衝突。哲學家康德稱形而上學的問題為「純粹理性的二律背反」,即只有靠理性是不能斷定的──因為它的武器對此是無力的。今天,透過日本核能災難,這個廣大到可以打擊一個資本主義國家的規模的災難,我們正好用來探討四種「核能理性的二律背反」。   第一個二律背反  ...

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【電子文庫|核能專題】東京電力公司因應核能危機之經營對策調整

特約作者:魏聰哲(中華經濟研究院第三研究所助研究員) 特約作者:童靜瑩(九州大學大學院經濟學研究院前學術特定研究員) 在311東日本大地震及海嘯的雙重侵襲之下,日本東京電力公司福島第一核能發電廠所發生全球震驚的核輻射外洩災害,日本各大電力公司的核能電廠陸續被迫停止運作;東京電力公司業績受到嚴重影響。為了度過此一困境,在接受政府資金援助的同時,東京電力公司對經濟產業省提出「總合特別事業計畫」,規劃該公司未來改革方向,主要包括核災賠償行動、經營合理化活動以及電費調漲方案等三項。

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福島事故對我國核能的影響

作者|蔡宗翰(國立臺北科技大學機電所碩士班) 前提,我國在福島事故後的總體檢與核電廠改進已於前篇《台灣目前之核能概況》撰文,故此篇不再贅述,而以更廣泛的角度來探討事故與我國的關係。 清華大學核子工程與科學研究所李敏教授曾明白點出:「如果我們是第一個碰到如此事故的國家,我也許沒有把握說台電會處理得比日本人好,但是日本人處理福島事故失敗的經驗,提供我們很多學習經驗與預做準備的方向。」、「使用核電要承受風險,但不用核電也要承受很多風險,包括:能源安全、經濟負擔以及二氧化碳排放問題。」排碳強度即將成為國家競爭力的一部份象徵,以韓國為例,韓國一度電排碳零點四公斤,而台灣則是零點六公斤,主因是韓國核電佔比為百分之三十一,我國則是百分之二十。 福島事故後,德國、瑞士、比利時、義大利、科威特第一時間宣布不用核電,前三者原本就是支持非核政策,但仍有許多國家選擇核電,例如美國、英國,我國對岸的中國大陸更是不停歇的蓋核電廠,且早已設計並運轉其自行開發的CP1000核電機組,美國於去年(2012)核准兩部機組興建與運轉執照,為喬治亞Vogtle電廠,且美國核管會審查中的還有十一座電廠,包括十七部機組,英國則是宣布興建八座核電廠、十餘部機組,這種現象值得我們思考,選擇使用核電與選擇捨棄核電的關鍵是什麼?是愛護人民的差別?民主、共產的差異?歐洲版圖上就有明顯例子,法國為世界第二大核能發電國,其比例將近佔了該國總電量的80%,而鄰居德國,則是將能源政策導向於2022年完成核電廠除役,在不討論德國已經產生能源變遷過程的情況下,從歷史、政治、人民、生態環境、經濟、文化、道德、正義種種因素下,能否分析出誰做的選擇是正確?老實說,我們尚無能評斷其對錯,只能說各國做出了一個面對能源政策的選擇。

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青年訪談紀實「核四停建,然後勒?」

作者|蔡宗翰(國立臺北科技大學機電所碩士班) 本次用青年訪談方式,討論「核四停建,然後勒?」的主題。與以往不同的是,這次以訪談的方式呈現,希望促進不同專業背景一起深入探討,而不流於名嘴、媒體發言,以下即為訪談紀實。 我 : 很謝謝Jay, Lung, Lin, Roy以及Wright願意接受我的訪問,雖然我們不是名嘴、新聞媒體,更不是掌權者,但我們可以沒有政治包袱、新聞收視率需求的敞開心胸談論自己所認為的核能。主題是「核四停建,然後勒?」我們無權決定實際上「然後」的本質,但希望藉由我們的探討,能夠興起更多讀者對此國內重大議題的討論,而不流於被媒體牽著鼻子走的現象。 Jay : 可以消極的增加火力發電廠,或積極的開發風力、水力、潮汐、太陽能,但二十年內污染燒錢跑不了。 我 : 廢核的理想是三座核電廠不延役加上核四停建,一年多前因課業請教過核電廠主管,主要備案是天然氣,首先是興建天然氣廠,其次是跟國際上買,若是擴建火力發電,勢必大幅提升CO2排放,而太陽能光電轉換效率低,不過南部已有大面積投資,風力已有商轉,但比例尚低,台灣人口密度高,有多少土地面積可以支持太陽能板加上風力發電?其中風力可以選擇擴建在海上。發電方式有很多種,要取代一定比例需求並考量低碳排放、成熟技術以及廠址面積,國外經驗可以借鏡,但政策要從台灣角度出發,適合台灣嗎? Lung : 這事情很早以前就沒有討論的空間,變成跟宗教信仰差不多,我現在任職的公司,曾經想做碳足跡認證,前年曾經請幾個單位協助做初步評估,發現自己產品的碳排居然比很多歐美同業高很多,檢視之後,電力方面的碳排一項,就足以把所有製程與產品開發上進行減碳排努力全部抹煞掉。因為台灣的火力發電碳排超高,歐美甚至韓國同業因為用核電,電力的碳排超低。如果哪天真的全球開始實行碳稅和碳交易,台灣的製造業等著垮。那些替代能源,除了天然氣之外,其他的都無法提供製造業穩定能源。可是天然氣的價格與建置費用,去年漲電價就罵翻天,用天然氣之後的電價,可想而知。 我 : 原來還有製造業這一層面,您不說我還沒想過呢。我想釐清問題,單純從需求與供給的角度來看,台灣人民與政府對此議題已是燃眉之急,我沒在看電視新聞,不知道台灣人民對「廢核成功,然後?能源供應鏈?」是怎麼去看。您提到「無討論空間」、「信仰」,或許真像如此吧,那多費唇舌能辯出什麼名堂?不要忘記「政府出錢等於人民出錢(文獻:楊志良,遠見)」,台灣近百家太陽光電投資,台電高價買進民營產能,低價售出給人民。 Lung : 當年那些經營汽電共生的集團,不就是看準台灣反核電廠的社會運動,遊說官方接受購電。反核的問題早已被徹底扭曲,現在已經只能從「戰術」的角度解決,而非整體國家戰略。碳足跡的問題,前年試算之後,我們自己都嚇了一跳。台灣的公共議題,只要有社運團體參與後,就變成一言堂了,也許我很極端,但是我的確是這樣感覺。

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【電子文庫核能專題】從福島危機後日本議復核 反思臺灣能源政策與遠景

作者|童靜瑩(SHS計畫推動辦公室研究助理、前九州大學大學院經濟學研究院學術特定研究員) 2011年3月11日的日本福島核電廠,儘管其耐震設計順利通過9級地震的考驗,然而始料未及的巨大海嘯所帶來的嚴重損傷擊垮世界對核電廠安全的信任。 緊接著,伴隨福島核電廠輻射外洩問題,以及日本與全球媒體持續播放當地居民的身心創傷、輻射難民遷徙、地方產業廢止、國家鉅額補償及社會秩序紊亂等問題,於是全球揚起非核家園的訴求聲浪,這樣的熱潮也深深地影響著臺灣目前的反核或廢核運動。 但,很少人關注,日本這兩年如何走在福島核災除染與復興之路,他們面對了哪些問題?修正或建立哪些未來的因應機制?又,未來幾年日本打算如何走下去? 回頭看臺灣,由於核電廠的停廢問題及非核家園訴求的最終執行,可說是當今大學生在未來人生旅途中必須面臨的重要公民議題,因此本計畫有責任提供些許經驗讓學生們思考日後需要具備哪些跨領域的溝通與解決能力來面對問題。本文基於以上動機,為大家介紹日本在福島核災之後所面臨的社經變革以及今年安倍政權正式啟動後對核能政策的新動向作為參考。

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從福島危機後日本議復核 反思臺灣能源政策與遠景

作者|童靜瑩(SHS計畫推動辦公室研究助理、前九州大學大學院經濟學研究院學術特定研究員) 2011年3月11日的日本福島核電廠,儘管其耐震設計順利通過9級地震的考驗,然而始料未及的巨大海嘯所帶來的嚴重損傷擊垮世界對核電廠安全的信任。 緊接著,伴隨福島核電廠輻射外洩問題,以及日本與全球媒體持續播放當地居民的身心創傷、輻射難民遷徙、地方產業廢止、國家鉅額補償及社會秩序紊亂等問題,於是全球揚起非核家園的訴求聲浪,這樣的熱潮也深深地影響著臺灣目前的反核或廢核運動。 但,很少人關注,日本這兩年如何走在福島核災除染與復興之路,他們面對了哪些問題?修正或建立哪些未來的因應機制?又,未來幾年日本打算如何走下去? 回頭看臺灣,由於核電廠的停廢問題及非核家園訴求的最終執行,可說是當今大學生在未來人生旅途中必須面臨的重要公民議題,因此本計畫有責任提供些許經驗讓學生們思考日後需要具備哪些跨領域的溝通與解決能力來面對問題。本文基於以上動機,為大家介紹日本在福島核災之後所面臨的社經變革以及今年安倍政權正式啟動後對核能政策的新動向作為參考。

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核能之外的選項以及企業節能典範

作者|蔡宗翰(國立臺北科技大學機電所碩士班) 引言 普遍來說,除了核能之外的能源分成兩大類,其一是再生能源,也有就是俗稱的綠色能源,其二是石化能源,另外還有一種較少被媒體提及的汽電共生。臺灣的再生能源包括風力發電、水力發電、太陽光電,石化能源則是燃煤與燃油的火力發電和天然氣發電,汽電共生則是利用工廠廢熱發電。 本篇在探討能源時首重碳排放量,因為碳足跡將直接影響我國公司出口的受歡迎程度,甚至是上架的資格,並介紹臺灣企業在節能減碳努力的成果。能源之於經濟,人類已經無法用「輕環保重經濟」的角度來看待能源發展,否則「永續發展」將只會淪為永遠的口號,如今氣候變遷如同慢性病一般吞噬著人類生存的權利,所以本篇會著重能源使用對環境的影響,以及國外發展概況,並闡述太陽能的幾個科學想像。

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臺灣目前之核能概況

作者|蔡宗翰(國立臺北科技大學機電所碩士班) 編按 : 核能這個關係到科學、經濟、社會、健康等等的跨科際議題,日漸受到關注,臺灣日前才舉辦的反核大遊行,聚集了幾十萬名人民走上街頭。SHS計畫電子文庫特此推出環境核能專題,冀能透過多方面觀點讓大家更了解此重要議題。 引言 在開始講現今核能概況之前,筆者希望談一點臺灣電力起始的來龍去脈,如會先描述一點臺灣電力的過往,接著談論現今核電之於臺灣以及一點基礎概念,最後是原能會、臺電對311福島核災後所作的總體建概述,這也是在談論核能安全時,大家所關心的焦點之一,希望看完這篇的讀者能對臺灣電力、核能發電有一些基礎認識。 臺灣電力過往 臺灣電力的起源最早可追朔到清光緒年間(1888年),臺灣巡撫劉銘傳在臺北創立「興市公司」,以蒸汽燃煤發電機提供照明,到了日治時期(1904年),新店建置了臺灣首座水力發電廠,且於西元1919年成立「臺灣電力株式會社」,第一項工程即為日月潭水力發電工程,戰後民國35年(1946年)中華民國政府接收「臺灣電力株式會社」,改組後成立「臺灣電力公司」,之後多以水力發電為主,火力發電次之,到了民國51年(1962年),火力發電量首次超越水力發電,而核能發電在臺灣的誕生,乃是因為1970年代兩次全球性的石油危機,臺電開始進行發電多元化政策,才開始建置核能發電廠,並於民國70年左右陸續商轉了現在的三座核電廠。