1

水木清華，源遠流長誠正勤樸，萬古流芳

感謝

清華大學工程與系統科學系清華大學核子工程與科學研究所

臺灣師範大學物理學系

2

能源科學教育研討會

新知識、新希望、新願景

FACT versus OPINION

PERCEPTION versus REALITY

World Demand

3

多元的能源與環保

江仁台

美國電力研究所顧問

Cultures that are able to change, adjust, and learn endure.

窮則變，變則通，通則久。

5

86% of World’s Energy Produced by Fossil Fuels

1%

35%

26%

25%

6%

6%

Source: EIA 2004 Data

* Other (1.4%) Includes geothermal, solar, wind

Petroleum

Coal

Natural Gas

Nuclear

Hydro

U.S. Electricity Production Costs 1995-2011, In 2011 cents per kilowatt-hour

Production Costs = Operations and Maintenance Costs + Fuel Costs. Production costs do not include indirect costs and are based on FERC

Form 1 filings submitted by regulated utilities. Production costs are modeled for utilities that are not regulated.

Source: Ventyx Velocity Suite

Updated: 5/12

8 8

台灣電力系統結構

101年裝置容量 101年發購電量各區用電及發電分佈比例

核四計畫完成供電，除可以提供穩定可靠的電源外，更可以幫助紓解北台灣的用電需求。

台灣能源近況

2012年台灣電力為40.7%燃煤、30.2%燃氣、2.5%燃油、3.4%太陽能與風力、3.4%汽電共生 18.4%核能和1.4%抽蓄水力。

台電每度電的發電成本，核能0.69元，天然氣發電是核能的4.7倍，而每度電成本高達5.96元的燃油，更是核能的8.6倍，台電因此盡量利用核能，而閒置其他發電機組。

在台灣，由於天然氣須加液化費及長途運費，無論美國產地的天然氣費用多低，加液化和長途運費後，天然氣在台灣的價錢比美國就高出許多。

台灣是島國，還有短期儲存量(約一週)和戰時運輸的關鍵問題。

太陽能、風能等各類再生能源，發展受制於氣候和土地條件，發電有間斷性，且難以大量開發，實際應用上各有先天限制，勉強只能做到輔助角色。

有限的燃料

資源種類 2006年消耗量 證實儲存量 可用年

原油（Gtons） 3.90 145.0 37

天然氣（Tm3） 2.85 147.0

煤（Gtons） 6.20 1,000.0 160

鈾礦（Mtons） 0.078 3.2 40

各種發電方式所產生的二氧化碳 (CO2)、

二氧化硫 (SO2)、氧化氮(NO,NO2)量

These emissions can lead to smog, acid rain, and haze,

green-house effect.

發電方式 CO2(磅/瓩小時) SO2(磅/瓩小時) NO,NO2(磅/瓩小時)

燃煤 2.249 0.013 0.006

燃石油 1.672 0.012 0.004

燃天然氣 1.135 0.0001 0.0017

核能 0 0 0

CO2 Levels in the Global Atmosphere

台灣溫室氣體的總排放量

1990年--138.3百萬公噸二氧化碳當量

2010年--274.7百萬公噸二氧化碳當量

約計成長98.6%

再生能源

太陽能風能

水力發電地熱能海洋能潮汐能

生物燃料生物能

風力發電

16

優點 缺點可再生 不穩定清潔、技數成熟 成本高不生CO2 占地大基建期短、投資少 噪音

太陽能發電

直接使用太陽能電池板

convert light into electric current using photovoltaics

(photoelectric effect).

間接使用聚光太陽能熱發電

use parabolic mirrors to focus sunlight into a concentrated beam,

use heat to boil water

use steam to generate electric power.

Use tanks of molten salt to store solar energy so that it can

continue generating electricity even when sun isn't shining.

Oil Rig Explodes Off Louisiana Coast; 11

Missing and presumed dead

IT SUNKLeaking 200,000 to 4 million gallons/day

Allentown pipeline explosion

revives natural gas worries

Mountaintop Removal Coal Mine in

Southern West Virginia

能源風險比較

全球變暖已經影響到世界各地，包括增長損壞的珊瑚礁，冰川融化，更持久的乾旱，更糟糕的事情是海平面上升、動植物種的喪失和農業產量的萎縮。

在歐洲，每年死於煤、油及天然氣工業的事故超過500人。全世界每年死於因燃燒煤導致呼吸道疾病者，超過170

，000人。

製造太陽能板是一個涉及十分劇毒的過程，釋放出多種對人體健康有害的汙染物。安裝太陽能板也牽涉到兩種最危險的行業，屋頂作業以及電路作業。統計屋頂作業及太陽能板安裝作業數據，發現在這行業裏，每10E12瓦小時(TWh)的發電量，會造成兩人死於自屋頂掉落。

核能發電每TWh的發電量，只造成0.05人死亡(含括所有的原因，甚至爐心熔解)

Coal Ash Is More Radioactive than Nuclear Waste

1978 McBride at Oak Ridge National Lab. Studied

uranium and thorium content of fly ash from coal-fired power plants in Tennessee and Alabama.

Radiation exposure comparison between coal plants, BWRs and PWRs.

Estimated radiation doses ingested by people living near coal plants were equal to or higher than doses for people living around nuclear facilities.

Radiation level: fly ash 5.8 pCi/g, bottom ash 3.5-4.6 pCi/g

60年來核電運轉，全球有三次嚴重核電事故

三哩島二號機事故，沒有造成人員死亡，而且附近民眾並無任何可察覺到的健康問題，因此三哩島一號機仍在正常運轉

車諾比核電廠是俄式，台灣核電廠是美式車諾比式核災不會在台灣發生

福島事件中，沒有一個人因為輻射照射而死亡，2013年世界衛生組織《健康風險評估》指出，99%

居民的外部劑量低於10毫西弗，99.9%居民的內部劑量低於 1毫西弗。因此，電廠附近的人會有輻射健康問題是微乎其微的。

Fukushima DaiichiOver 25,000 dead and

missing>$300B in damage

27

After earthquake

(before explosion)

Before earthquake

29

福島電廠(老式沸水反應爐)被海嘯損害了安全設備，引起核子事故，主要原因是運轉員在第一時間沒有引進海水用以冷卻爐心。

沒有採取這項措施，是因為日本核電業界大部分不暸解核電大事故的嚴重性，而缺乏此項應變的能力。

細研讀日本國會調查福島事故報告，其結論清楚指明，起因不是地震和海嘯，完全是人為的失誤。

核電廠的輻射與餘熱源

核分裂產物 核活化產物

H2 + n1 H3 t1/2=12.4 yr beta decay

31

32

核電與輻射線

核電的安全是可以控制的

核廢料是可以處理的

核電的發電成本是最便宜和穩定的

核電不會排放二氧化碳

人體對微量輻射線的傷害，有抵抗和修補的能力。

人體外放射源造成的低輻射劑量，對人體不但無害，對抵抗癌症還可能有益。

34 34

GE BWR-6 985 MWe × 2商業運轉壹號機 1981.12

貳號機 1983.05

核能二廠

龍門(核四)電廠

GE ABWR

1,350 MWe × 2

建造中

核能一廠

GE BWR-4 636 MWe × 2商業運轉壹號機 1978.12

貳號機 1979.07

核能三廠

Westinghouse PWR 951 MWe × 2商業運轉壹號機 1984.07

貳號機 1985.05

台灣核能發電現況

核一、核二、核三電廠

商轉的安全紀錄良好

當年，核一(67、68年) 、核二(70、72年) 、核三(73、74年)都是台灣成功的大建設

當年，經國總統說︰今天不做，明天後悔

三十多年來，三座核能電廠所發的廉價電力，對促進台灣的經濟發展貢獻良多。

36

37

核電廠安全系統

•Reactor Core Isolation Cooling

1 Steam turbine driven pump; Pressure range: 160-1189 psi

•High Pressure Core Flooder

2 pumps-- Flow at 102-1175 psi

•Low Pressure Core Flooder/Residual Heat Removal

3 loops Flow at 40 psi (1 atm = 14.7 psi)

•Automatic Depressurization 自動降壓Number of relief valves 8

•Reactor Building Cooling Water

3 loops for LOCA (decay heat at 2% FP: 81 MWt)

Heat removal duty per loop (LOCA), 30 MWt

•3 loops Service Water

•2 Hydrogen Recombiner

•2 Standby Liquid Control Pumps

38

龍門進步型沸水式反應爐的安全功能

反應爐提高了爐內泵的性能，同時省略了大型外循環泵。

全數位化反應爐的保護系統，確保高水準的可靠性和簡化了安全檢測和應變能力。

全數位化反應爐控制系統使得控制室可容易的、更快速的控制電廠的營運和流程。

改進緊急爐心冷卻系統，提供了對預防事故發生一個非常高水準的保障。

在嚴重事故時，提供不須電力的自動(passive)深度防禦。

40

Oyster Creek

KRBDresden 1

ABW R

Dresden 2

ESBW RSBW R

全數位化控制的優點– 使操作更容易和更安全

More reliable, accurate, stable, and easier to calibrate.

Perform self-diagnostics to aid in maintenance.

Much more fault-tolerant than analog control systems and

can be designed to continue to operate with one or more

failures.

Present information depicting state of plant to operators

through a live graphical user interface.

Accept logical commands from a touch-screen or mouse-

driven interface, and make it relatively easy to set up

complex control strategies quickly and accurately.

Enable much improved alarm management.

41

ABWR安全度評估（PRA）

嚴重事故後，反應爐將立即停機。衰變熱將被餘熱移除系統排出，緊急爐心冷卻系統將啟動。

萬一電廠停電，進步型沸水式反應爐可完全自動化解沒有冷卻水的事故（LOCA），而且運轉員可以三天不需操作。

三天後，運轉員必須及時補充緊急冷卻系統供水。這些改進使反應爐明顯的比以前更安全。

GE公司的安全度評估（PRA）顯示，爐心損壞事件發生的或然率不超過600萬年一次，進步型沸水式反應爐爐心損壞機率為1.6×10-7。

42

龍門(核四)進步型沸水式反應爐的優點

龍門進步型沸水式反應爐比金山沸水四式反應爐和國聖沸水六式反應爐更安全。

龍門進步型沸水式反應爐之發電功率（1350MW）比國聖沸水六式反應爐發電功率（985MW）與金山沸水四式反應爐（636MW）能提供更充裕的電力供應。

滿足台灣北部高電力的需求。

43

大眾對核電接受度的探討

核電瞭解須許多知識

影響核電接受度的因素:

1. 恐核病 (對輻射線傷害的恐懼)

2. 偏見

3. 扭曲

4. 政治利益衝突

5. 誤導

44

大眾對核電接受度的探討

核電是高科技—知難行易。

隔行如隔山。不瞭解核能，而去反對核電，容易說錯話。

不合理的事，須不斷的改。

臺灣民眾在同條船上， 須同舟共濟。

雙贏建議:

1. 理性無偏見 (No prejudice)

2. 利益衝突不能有損國家利益

3. 遵守規則與禮節

4. 服從多數，尊重少數

45

美國核電概況

美國在三哩島事故後，初期民間反核聲浪很高。

經核管會、能源部、美國核能學會與核電工業界30多年共同努力下，核能安全大幅改善，民間反核聲浪漸平息。

即使在最近發生福島嚴重事故後，美國核電運作一切如常。

核電廠增加功率及延役，成本很低；在美國能源部、國會及總統的支持下，核管會核准核電廠增加功率及延役，是促進美國經濟持續成長，造福美國大眾的德政。

47

• 美國核管會自1997年以來，共批准了超過140件增加功率(Power uprate) 的申請，合計6500百萬瓦(MWe) ，最高的增加百分之二十的功率。此外，美國核管會共核准了超過70座核電廠將使用期由40年延長至60年，並考慮接受延壽至80年的申請。

• 核電廠增加功率及延壽，成本非常低。在美國能源部、國會及總統的支持下，核管會的核准核電廠增加功率及延壽，是促進美國經濟持續成長，造福美國大眾的德政。

• 目前，美國核電公司很賺錢，多家核電公司股價持續穩定成長。

48

美國核電的紅利

台灣核電的檢討

• 受「非核家園」思維的影響，目前核一、核二和核三廠所有的六部機組，計劃在運轉發電四十年後，全部不再延壽。

• 技術上，各機組延壽二十年的商業運轉，毫無問題。不再延壽，完全是為了達成「非核家園」的政治決策。

• 若延役20年以6部機組平均每年發400億度電估計，可以替臺

灣額外創造至少2兆新台幣的利益。

49

「非核家園」的檢討

• 「非核家園」必須用火電取代核電，火力發電燃料成本高，並會大量排放二氧化碳，造成空氣污染與地球溫室效應。水力發電成本雖低，但有局限性。太陽能發電、風力發電等再生能源，也有局限性，無法大規模的發電。

• 所有台灣核電廠的核反應爐都是美國製造，美國可建新核電廠，美國的核電廠能延壽20年，台灣為什麼不能？

• 民國91年公布的「環境基本法」第23條文︰「政府應訂定計畫，逐步達成非核家園目標…」明顯已過時。

• 建議「環境基本法」第23條文應改為︰「政府應執行知核計畫，維持合理比例的核能發電，減少火力發電二氧化碳

的排放量，以保護環境，降低氣候變壞的風險。」

50

世界核能檢討

福島核災喚起世界各國對核能安全的高度重視，也有少數國家轉而採取減核政策…但廢核政策並未成為世界趨勢。

美國、俄羅斯及日本等曾經發生過核災的國家，皆於事後繼續發展或使用核能，

以日本為例，福島核災後，該國陸續暫停核電機組運轉，並大量從國外進口天然氣，結果出現30年來罕見的貿易逆差，電價也大幅上揚，因此，安倍晉三首相上任後即扭轉相關政策，目前已逐步恢復核能使用。

臺灣98％的能源仰賴進口，就能源自主性與多元化的角度而言，『任何一種能源都不能輕言放棄』。

未來能源與環保需求

為避免排放溫室氣體造成地球溫度危險上升，未來四十年內，需要減少80%二氧化碳排放，但同時又面臨二至三倍全球的能源需求。

需要能產生大量「零碳」排放的廉價能源

目前看起來核能是唯一辦得到的能源。

供電危機

近期全國用電量持續攀升，7月7日用電高峰更破歷年紀錄，該日下午1點41分瞬間用電量高達3485.73萬瓩，已打破民國102年8月9日的歷史紀錄3436.19萬瓩，多了將近一部大型火力機組的發電容量，整體供電餘裕僅剩222.35萬瓩。供電隱憂將因用電居高不下而加深

該日尖峰時段各能源別的發電占比分別為天然氣37.2%、燃煤29.54%、核能14.75%、燃油8.36%、汽電共生4.6%、水力5.25%、風力及太陽能等再生能源約0.3%。

我國基載電源不足，近期用電居高不下，不僅是核能、燃煤等基載機組不敷需求，連每度發電成本近4元的燃氣機組及成本近7元的燃油機組也得長時間運轉，高昂的發電成本造成台電非常沉重的財務負擔。

電費漲價的共業、誰來擔 陳文茜 台電落入財務窘境，有兩個重大背景︰ 第一：台灣電價在亞洲幾乎最便宜。但這並非台電非漲不

可的唯一因素。1998年台電尚餘資產1兆6000億元台幣，到了2003年我當立委審查預算，台電資產只剩3000多億元。10年變成倒負債1兆3000多億元，我一點也不驚訝。

第二： 1998年立院通過民營電廠設置條例。那是黑金政治的高峰，打著「電業自由化」大旗，惡法變相逼迫台電必須以高於市場售電價格，向民營電廠購電；而且「保證收購價格」，一次簽約「25年」。

於是台北企業圈從那一刻起，奔相走告，有一個只賺不賠的行業出現了；而台電反成冤大頭。例如燃煤，保證價格2.13元至2.5元之間，隨國際煤價波動；天然氣發電一度約4.5元。而台電向老百姓徵收的電費僅2.6元台幣，這裡還包括輸配電成本、各家戶收費營業成本、購電後統籌成本。

結語

為避免排放溫室氣體造成地球溫度危險上升，未來四十年內，需要減少80%二氧化碳排放，環保減碳需要核能。

臺灣98％的能源仰賴進口，就能源自主性與多元化的角度而言，『任何一種能源都不能輕言放棄』。

就能源安全、經濟發展和環保減碳三方面綜合考量，臺灣的能源與環保政策，在加強核電安全監督的原則下，宜參照美國的能源與環保多元化，理智而且負責的維持適度的核能發電。

將國家的能源與環保政策的目標，由「非核家園」改為「知核家園」。

不封龍門核電廠，讓核四早日商轉，並將核一、核二和核

三廠延壽二十年的商轉，以提高臺灣的競爭力。