題目 : 經濟成長與環保—建立永續概念所需的知識、視野與決策能

力第十組第十組

目錄 經濟發展的定義 環保的定義 當經濟發展與環保發生衝突 經濟發展與環保衝突的核心 各種發電方式簡介 核融合的介紹 現存問題的解決方法 綜合討論

經濟發展的定義經濟發展的定義

狹義的定義 : 人均 GDP 的成長率

(GDP: 國民生產毛額 , 指衡量一國人民消費多少財貨和服務的總量 , 是經濟上衡量人民生活品質的指標 )

廣義的定義 : 人民生活品質提升的指標

環保的定義環保的定義 ::

環境保護是由於工業發展導致環境污染問題過於嚴重，首先引起工業化國家的重視而產生的，利用國家法律法規和輿論宣傳而使全社會重視和處理污染問題。

資料來源： Wikipedia

當經濟發展與環保發生衝突當經濟發展與環保發生衝突 ::

1. 原因 : 經濟發展過程中所產生的污染所造成的負面影響大於經濟發展本身的收益

2. 問題 : (1) 難以量化 :

(2) 外部性 : (3) 污染的持續性 :

問題問題 ::

(1) 難以量化 : 污染造成的成本難以衡量 解決方法 : 以處理成本來評估

(2) 外部性 : 造成污染者不必自付污染成本 , 因此容易過度生產

解決方法 : 以法令規範使外部成本內部化

(3) 污染的持續性 : 污染的持續累積可能造成未來世代的成本 – 衡量的時間尺度

經濟發展與環保衝突的核心經濟發展與環保衝突的核心 能源是製造及使用一切財貨的基礎能源是製造及使用一切財貨的基礎 物質的建構固然可尋替代品，但能源只能物質的建構固然可尋替代品，但能源只能

在現有發電方式中作抉擇在現有發電方式中作抉擇 近代產業發展的難題：電力問題近代產業發展的難題：電力問題

各種發電方式比較─對環境衝擊各種發電方式比較─對環境衝擊環境影響指標

( 以核能為常規化基準 )

發電方式

核能 燃煤 燃氣 水力 風力 太陽能

空氣污染CO2 生命週期排放量

( 核能倍率 )[1]1.0 63.3 32.0 0.5 1.1 4.4

CO2 生命週期排放量 ( 萬噸 / 年 ) 57 3,610 1,824 27 61 251

SOx 排放量 ( 萬噸 / 年 ) 0.0 10.0 6.5 0.0 0.0 0.0

NOx 排放量 ( 萬噸 / 年 ) 0.0 5.1 0.2 0.0 0.0 0.0

外部成本（核能倍率） [2] 1.0 12.3 4.8 0.4 2.0 0.3

外部成本（億元 / 年） 106    988 369 39 236 35

土地成本電廠用地 ( 平方公里 ) 14 4 4 6,100 4,875 773

植樹造林面積 ( 平方公里 )[ 4] 285 18,050 9,120 135 305 1,255

總土地成本 ( 平方公里 ) 299 18,054 9,124 6,235 5,180 2,028

總土地成本 ( 核能倍率 ) 1.0 60.4 30.5 20.9 17.3 6.8

水資源消耗 ( 萬噸 / 年 ) [5] 212 986 466 5,600,000 不詳 不詳

資料來源：新核家園網站

各種發電方式比較─經濟效益各種發電方式比較─經濟效益

發電方式 核能 燃煤 燃油 燃氣 水力

單位發電成本 [1] ( 元 / 度 )( 發電過程各項直接成本 )

0.67 [2] 0.87 1.95 2.75 2.24

外部成本 [3] ( 元 / 度 )( 環境與民眾健康成本 )

0.28 2.60 3.82 0.97 0.08

單位總成本 [4] ( 元 / 度 ) 0.95 3.47 5.77 3.72 2.32

發電總成本 [5] ( 億元 ) 361 1,319 2,193 1,414 882

比核能昂貴 ( 億元 ) 0 + 958 +1,832 +1,053 +521

為核能倍率 1.00 3.65 6.07 3.92 2.44

資料來源：新核家園網站

各種發電方式比較─經濟效益各種發電方式比較─經濟效益

                                                                                                                        

圖 1 瑞士 GaBE 能源整體成本（外部 + 內部成本）比較

瑞士 GaBE 能源整體成本（外部環境負擔成本 + 內部營運成本）比較結果

資料來源：新核家園網

站

各種發電方式比較─安全性各種發電方式比較─安全性

 

資料來源：新核家園網站

發電種類

佔全球電力供應百分

比

1970-1992 年間重大事故

單位電力供應造成重大事故比例

案例 死亡人數 案例 死亡人

數為核電

倍數

核能發電 18 2 31 0.12 1.72 1

燃煤發電 39 133 6,418 3.41 164.56 96

燃油發電 8 295 10,273 36.88 1,284.13 747

天然氣發電 15 165 3,492 11.00 232.80 135

水力發電 19 13 4,015 0.68 211.32 122

全部 99 607 24,229 6.13 244.74 142

核能發電之省思核能發電之省思 現今核能發電方式：核分裂現今核能發電方式：核分裂 優點：內、外部成本皆比其他種類發電方優點：內、外部成本皆比其他種類發電方

式低，經濟效益明顯較高式低，經濟效益明顯較高 缺點：缺點：

1.1. 核廢料問題核廢料問題 2.2.輻射外洩可能性輻射外洩可能性 3.3.海域生態改變 海域生態改變 eg.eg.珊瑚白化、秘雕魚珊瑚白化、秘雕魚

秘雕魚秘雕魚

正常的魚

秘雕魚的畸型型態 秘雕魚解剖圖 秘雕魚 X光

資料來源：核能知識網路展覽

核融合核融合 核能分兩種：核能分兩種：

1.1. 核分裂能核分裂能 :: 重元素重元素 ((鈾，鈽等鈾，鈽等 )) 分裂所發出之分裂所發出之能量能量

2.2. 核融合能核融合能 ::輕元素輕元素 ((氫及其同位素氘、氚氫及其同位素氘、氚 )) 結結合成重元素合成重元素 ((如氦等如氦等 )) 所發出之能量。所發出之能量。

太陽能係源自核融合反應，此外如熱核彈太陽能係源自核融合反應，此外如熱核彈或氫彈亦均利用核融合原理製成。 或氫彈亦均利用核融合原理製成。

優點：優點： 1.1. 能量大 能量大 2.2. 原料便宜 原料便宜 3.3. 不會排放不會排放污染物污染物

核融合核融合 原子序在原子序在 40~8040~80 之間為最穩定的原子 之間為最穩定的原子 核分裂原理：原子序核分裂原理：原子序﹥﹥ 8080 就會產生天然放就會產生天然放射性且分裂成二較輕而穩定的元素射性且分裂成二較輕而穩定的元素

核融合原理：原子序核融合原理：原子序﹤﹤ 4040 時，即有合成變時，即有合成變為較重元素之趨勢 為較重元素之趨勢

分裂與融合之反應均有質量欠缺分裂與融合之反應均有質量欠缺 (mass defe(mass defect)ct) 現象。根據愛因斯坦質能互換原理：現象。根據愛因斯坦質能互換原理： E=E=mcmc²² ，可推知會有巨大能量發生，而後者放，可推知會有巨大能量發生，而後者放出的能量約較前者多三至四倍。 出的能量約較前者多三至四倍。

核融合核融合

                                                                           

淨反應式： 4 1H →4He + 2 e+ + 2 υe(微中子 ) + 能量。

資料來源： http://www.phys.ncku.edu.tw

(( 一一 )) 技術性瓶頸技術性瓶頸 核融合首先要讓核子與核子之間能夠很「靠近」才可能有反應發生，故必須外加相當的能量破除庫倫電位障壁。此因核子 (氘核子及氚核子 )係帶正電，其會互相排斥。如要得到一相當大的反應速率時，則必須加溫到 10Kev 以上，亦即相當於109K 的溫度 (1K相當於 1.42×10-23焦耳；又 1ev=1.16×104K) 。而在如此高的溫度下，所有物質早就游離化了，此種游離化狀態叫做電漿 (plasma)或稱為離子氣體 (ionized gas) 。

(( 一一 )) 技術性瓶頸技術性瓶頸 核融合核融合根本困難就是要在熱力學上不平衡根本困難就是要在熱力學上不平衡

的狀況之下，將電漿侷限於一隔離的空間，的狀況之下，將電漿侷限於一隔離的空間，使其相互碰撞。使其相互碰撞。

問題癥結：如何成功地侷限那些電漿，並問題癥結：如何成功地侷限那些電漿，並在電漿最終散開前，獲得融合反應所產生在電漿最終散開前，獲得融合反應所產生之熱量。之熱量。

資料來源：中原化工系網站

(( 二二 )) 非技術性瓶頸非技術性瓶頸1.1. 經濟壓力不夠大：現有能源仍足夠，能源經濟壓力不夠大：現有能源仍足夠，能源

廠商無強烈動機開發新能源廠商無強烈動機開發新能源

2.2. 研發本身具有的外部性：成果、好處由誰研發本身具有的外部性：成果、好處由誰享用？私人企業是否有義務將股東的投資享用？私人企業是否有義務將股東的投資花費在造福人類？花費在造福人類？

經濟發展經濟發展 v. s.v. s. 環境保護環境保護 衝突與矛盾是「必然」的衝突與矛盾是「必然」的 如今任何「現代化」產業對於環境的危害如今任何「現代化」產業對於環境的危害

是立即而明顯的，發電亦然是立即而明顯的，發電亦然 經濟發展與環境保護之間的平衡該如何維經濟發展與環境保護之間的平衡該如何維

護？是否有解決或補救之道？護？是否有解決或補救之道？

解決之道解決之道寇斯定理：

在交易成本低的狀況之下，只要產權分配明確，市場自然會做出有效率的分配方式

污染成本污染成本 >>生產效益生產效益

污染成本污染成本 <<生產效益生產效益

產權歸屬於產權歸屬於生產者生產者

污染不存在污染不存在 污染存在污染存在

產權歸屬於產權歸屬於承受污染者承受污染者

污染不存在污染不存在 污染存在污染存在

寇斯定理寇斯定理

問題問題 核融合至今尚未有突破性的進展核融合至今尚未有突破性的進展

教授的回覆教授的回覆 ““To my knowledge,To my knowledge, MIT MIT is one of the leading institutes for is one of the leading institutes for

such a program of fusion power. “such a program of fusion power. “ ““PrincetonPrinceton tomak reactor could get some immense power tomak reactor could get some immense power

within short time, but not being able to make it sustainablwithin short time, but not being able to make it sustainable.”e.”

““The UKThe UK had claimed some promising program for pragm had claimed some promising program for pragmatic purpose of nuclear fusion. But it seemed a few years atic purpose of nuclear fusion. But it seemed a few years ago they had announced that fusion is not going to be a pago they had announced that fusion is not going to be a practical energy soon. I will need to look up the material to ractical energy soon. I will need to look up the material to find what has been the major technical difficulty to them. find what has been the major technical difficulty to them. You may check up some network for better information. YYou may check up some network for better information. You may correct whatever I say wrong here, if you have goou may correct whatever I say wrong here, if you have good information.”od information.”