
四月廿二日,台電公司舉辦了一次酒會,慶祝核能一廠二號主機創下了連續運轉四百一十八天的世界紀錄。
不料就在酒會後的第六天,遠在蘇俄基輔的一座核能電廠帶來壞消息,使全球對核能發電產生了信心危機。
我們非核能不可嗎?
如果不是,還有什麼選擇呢?
台灣是一個缺乏能源和陸上天然資源的海島,大部分能源仰賴進口。近年來工業化的結果,使我國對能源的需要量一直是有增無減。
民國四十二年至五十三年間,也就是台灣工業萌芽的時期,我國使用能源漸增,而用來發電的能源佔總能量的三分之一,這時期以煤炭為主要能源。
而後逐漸進入了工業快速發展時期,發電應載快、運用範圍廣的石油替代煤炭,挑起大樑。
正當石油漸被看好之際,突然在民國六十二年和六十八年發生了二次能源危機,油價的不穩,對全球經濟造成極大震撼。
為了應付這個局面,世界各國開始「安內攘外」——一方面加強節約能源;一方面設法以其他能源來替代石油,減少對石油國的依賴。而我國也趕搭上這班列車。

火力發電是傳統的發電方式,以燃煤和燃油(石油)為主。圖為林口火力發電廠。(鐘永和攝)(鐘永和攝)
核能嶄露頭角
什麼是最好的替代品?
儲量豐的「老前輩」煤炭寶刀未老,又派上用場。而經濟效益高的核能,也開始嶄露頭角。
在這種情況下,我國陸續在南、北部建了核一、核二、核三廠,從民國六十六年開始商業運轉至今,已經十載。
到目前為止,以發電能源的使用來看,核能居冠。民國七十四年總發電量為五四八億度,其中核能佔百分之五十二。而在民國五十五年,發電量僅約七十一億,當時並沒有利用核能發電。廿年來,電量供應成長至原來的七點七倍,後來居上的核能功勞不小。
核能發電之所以漸受青睞,在於它能供應廉價、清潔的電力,正是能源缺乏、經濟發展快速國家的「救星」。
另方面,核能不像石油和天然氣,原料的需要量並不大,一次簽約即可購到廿年的使用量,較不虞匱乏。
因此一般而言,非產能源國家核能發電的比重都較高。
據聯合國國際原子能總署表示,以核能發電所佔比例而言,去年我國的排名居世界第三位,僅次於法(百分之六十五)、比利時(百分之六十)。
由於今年景氣復甦,預估全球經濟成長率將比去年提高百分之一到二。根據美國史丹佛研究所預測,至西元二千年,世界經濟年平均成長率為百分之三。

我國的核三廠,因預算追加過多,引起爭議。(新聞局提供)(新聞局提供)
核四廠迎接經濟成長?
而我國今年經濟發展情況預料也將轉佳,經濟部次長李模表示,我國用電量會因此增加。
但依據台電估計,民國七十二年到八十九年,用電成長率為百分之五點八,現有發電設備,到民國七十九年即達臨界點,由於建電廠費時五到十年,因此現在就得增設電源。為了避免影響到時候經濟成長,必須及早設法。
「蓋核四發電廠吧!」似乎勢在必行。
台電和經濟部建核能四廠的論據是:
預籌台灣十餘年後電力的供應;核能的成本較石油、煤炭低;一旦特殊情況發生,鈾對國外運輸交通的倚賴性,低於油、煤;科技的進步,使核能電廠的安全性繼續提高;鄰近核廠的地區所受的輻射汙染,微不足慮;而熱汙染對近海的生態影響,也能藉著科技設備減到最低。
可是這個方案在去年提出時,卻未獲通過。原因是核四廠建廠預算,高達新台幣一千七百八十四億元,幾乎是七十四年度全國總預算的一半;又因它涉及安全、景觀等問題,因此立法委員不肯輕易放行。
「是否興建核四廠?」,一時成為國內的熱門話題。
核四廠的爭執尚未定案,今年四月下旬蘇俄基輔的車諾比爾核能電廠因爐心熔化,炸出了本世紀最可怕的一場災難,全世界都遭受波及。
「屋漏偏逢連夜雨」,不久印度的一處原子能電水廠,跟著發生氣體管線破裂導致的火災;國內核二廠發生二氧化碳外洩事件……。一聲聲警鐘,敲出了人們心中懷疑和憂懼。
「核能,真有想像中那麼好嗎?」
如果不是,我們又有什麼選擇呢?

太平山山腳的仁澤溫泉噴瀉出來,遊客得打傘經過。這種熱噴泉可用來作地熱發電。(張良綱)
能源種類大觀
人類最早,是由富蘭克林在閃電中發現了電的來源。時至今日,電源的種類早已不限於一兩種;除了核能發電所需的鈾之外,石油、煤炭是我們所熟悉的,此外還有風、水,甚至地熱、生質能(如豬的排泄物發酵可產生沼氣)、天然氣和太陽能。從表面上看起來,又以風、水和太陽最為普遍易得。
太陽能發電,是先將太陽能轉換成熱能,再轉換成電能。集熱的方法是利用許多平面反射鏡,將陽光集中反射到集熱器上,使它產生高溫的水蒸氣,再利用小蒸氣來推動渦輪生電。
世界上最著名的太陽能發電廠在法國,規模居全球之冠,位於法、西交界的庇里牛斯山。
的太陽能吸熱板,隨著太陽運行軌跡作同步移動,隨時保持最佳的角度吸熱。光線集中到一座十七公尺的高塔後,轉換為攝氏五百度的光能。這時,光能加入亞硝酸鹽塊,會使鹽塊揮發產生蒸氣,而後推動汽渦輪,產生電力。
從經濟觀點看來,法國的這座太陽能電廠一年產電三千萬千瓦,如使用核能發電,只要費用的廿分之一,並不太划算。因此法國當局考慮停止太陽能發電,而科學家卻建議繼續使用,最大的原因是來源「穩定」。
我國也有利用太陽能的例子,太陽能熱水器就是其中之一。在屋頂或陽台裝上約二平方公尺的平板狀熱水器,所集的熱可供應一家四口一天的洗澡水(約一千二百公升)。費用約新台幣二萬到二萬五千元。如在頂層加裝儲水槽,熱水的供應就會更多。

蘭嶼廢料儲存場,存放著一桶桶水泥固化的低強度廢料。(原子能委員會提供)(原子能委員會提供)
都有一本難念的經
問題是,台灣多陰雨,陽光不算充足。加上地狹人稠,公寓式房子,只有頂樓一個大陽台,願意以有限空間來裝置熱水器或儲水槽的人,畢竟不多。
事實上利用科學方法「捕捉」太陽能,本有侷限:太陽能的密度很低,而且地球有晝夜、天氣和季節的變化,變數頗多。
據報導,現在已有科學家發明在陰天蒐集太陽電子,但尚未成氣候。
太陽不成,水也有水的困難。
「我國的水力已開發得差不多了」,台電總經理陳振華指出,以去年為例,我國水力發電僅佔總發電量的百分之十三。
台灣雖然雨量多,但是每月雨量不均;而平原狹小、河流短促、再加上地質脆弱,能建水庫的地點不多。
目前運作的水庫中,以德基水庫發電廠的發電量最大,至於明潭發電廠則須利用「抽蓄發電」,也就是晚上利用剩餘的核電(離峰時間,核電使用較少,但是核電廠有它的基載,如不利用就浪費掉了),把水打上去,白天再將水力的位能轉為電能,一抽一放之間,難免打點折扣。
據估計,我國水力的能源儲藏量有五百卅萬千瓦,目前卅三座水力廠已開發一百四十九萬千瓦,剩下的並沒有經濟開採價值。
風從那裏來?
水如此,風的情況也差不了太多。
目前世界上使用風力發電最多的是美國加州、荷蘭和丹麥等地。
風力發電的裝置有很多種,浪漫的風車是其中之一。
風車有二片翼或三片翼,由於旋轉速度快,頗適合用來發電。麻煩的是風力,不是太強就是太弱,而且無法控制「風從那裏來」;所以發電用風車,必須「全副武裝」:除了裝設能防止過速旋轉的減速裝置,減少受風面控制旋轉速度;還得裝個「風向舵」來追蹤風向,使風車能對準風面,才能利用風力,帶動旋轉。
台灣地小且多山,屏障險阻,雖然以颱風多聞名,但是風力本身變化莫測,來無影,去無蹤,並不適合用來大量發電。
自然資源當中,地熱是一名能源新兵,它包括地熱蒸氣和地熱水(如溫泉)等來自地下的能源。
地熱除了可取暖和發電外,還能從中回收金屬和化學品,或是用在水產養殖、園藝作物栽培,農產品及食品加工、乾燥等。
地熱、沼氣還不成氣候
台灣全島約有一百多處溫泉散佈,已經過初步的調查和探勘,民國七十年,完成宜蘭清水先導型地熱發電廠。目前,有關單位正在研究地熱井的增產方法,但是尚未成熟。
和地熱同樣還不成熟的,是近來也頗受矚目的沼氣。
多年來,動物排泄物對環境汙染造成的禍害,始終沒有徹底解決的辦法。沼氣發電能轉換廢物為能源,一石二鳥,自然很理想。
我國早在民國五十多年,農復會曾大力推廣家庭式的沼氣發電,對象是小型養豬戶。後來養豬變成企業經營,動輒十萬頭,養豬戶沒有多餘空間來設置發酵槽。另方面,由於沼氣建造費用、發電成本高,經濟效益不高;而廢液的排放、處理仍然可能造成汙染,因此未能普及。目前沼氣發電在全世界來說,所佔的發電比例極小。
沼氣、地熱、太陽和風、水均不足恃,剩下的就只有煤、石油、核能和天然氣了。在台灣地區,煤是資歷最久的「能源明星」。
把錢花在刀口上
由於全世界的煤儲藏量不虞匱乏(預估可再用二百年),因此在供應上沒有問題,價錢頗穩定,在燃燒發電時,安全度也比石油、天然汽和核能都高。
煤的缺點是運輸成本較昂貴。以台灣購自美國、南非、澳洲的煤為例,僅僅運輸費就佔了成本的三分之二。另方面,煤的儲存也需要極大空間,是四種能源堻怞地方的。
更麻煩的是,挖煤礦災多,運送過程中,卸煤碼頭會有煤的汙染;燃燒時,還會產生二氧化硫、氧化氮、二氧化碳等氣體;就算燃燒之後,還有煤灰必須處理。「酸雨」的形成,「主凶」就是煤灰。人或農作物淋到酸雨,都會受害。
在我國可利用的能源中,石油的身價變化,可說最富戲劇性。油價大跌,是今年影響全球經濟甚鉅的事件之一。然而也有專家認為,石油的世界儲藏量較少,現在油價雖然便宜,但幾十年後油源遲早會用完,到時必須花更多錢來尋找替代品。
它的優點是,建廠投資小,所須設備較少,應載快(石油發電時,上下機動快,轉換成電能的時間較短),儲存的空間也較小。
安全方面,石油的缺點是會爆炸(但不像核能、天然汽爆炸那麼嚴重),也會產生硫化物汙染的問題,但還是比煤炭容易控制。
捉摸不定的石油
目前用石油當能源,主要的顧慮卻不在安全或汙染方面;最大的風險還是它的價錢因國際政治、經濟因素瞬息萬變,叫人捉摸不定;供應來源也有較早費竭的威脅。
因此能源經濟學者建議,最好不要拿石油來發電,還是用來提煉化工產品,附加價值高,比較划算。
天然汽,被認為是電力能源中最具潛力的「明日之星」。
天然汽乾淨,不會製造汙染,這是最大的優點。但它容易爆炸,安全度在四種能源中排名第三,次於煤、石油。
根據經建會能源委會資料顯示,去年我國天然汽的儲量有二百廿億立方公尺,而消費量只有十一億三千萬立方公尺,目前並未用來發電,因為經濟效率不高。
比較幾種能源的發電成本,煤發電每度新台幣一點六七元,石油二點六八元,核能零點九九元,天然汽需三點二一元。
在發電用途上,天然汽的費用與石油較為昂貴。以前通霄曾以天然汽發電,後又停止。政府預計民國七十九年大量進口天然汽。在國民所得提高到某種程度,人們較願意花錢來享受它不會汙染的「服務」。
在現階段,彷彿仍然得考慮核能了。而它的崛起,實在也是「時勢造英雄」。
小兵立大功
鈾,是自然界最神奇的元素之一。它可產生核分裂,因此被用來當作核燃料。只要微量,就可產生極高的熱。據估計,一公克鈾燃燒後所產生的熱量,相當於二公噸石油燃燒後的力量。
鈾的「小兵立大功」,使核能有成為能源主流的優勢。
不料,蘇俄核能電廠的爆炸,使全世界普遍罹患「恐核症」。
車諾比爾發生的核能災變,目前被認為是全世界所有核能電廠所不能對抗的意外,發生率只佔十萬分之十八。
然而,所有的「不可能」,卻百分之百地實現了。
根據美國能源部部長荷靈頓表示,核能發電萬一發生事故,後果不堪設想;因此全球大多數使用核能國家,都以「深度防禦」的安全哲學,來減少核能的風險。
「深度防禦」,就是指製作原子爐,須用高品質材料;在原子爐操作不正常時,有可靠的「安全系統」將它關閉;如果安全系統失靈,還有一種「緊急冷卻裝置」,作為保障。
「安全系統」,包括燃料丸(可包圍大部分固體放射性物質)、金屬護套、密閉的冷卻水系統、反應器壓力槽、包封容器等,放射線如要外洩,必須一連衝過五道關卡,才能「成功」。
所謂「緊急冷卻裝置」,指的是分別獨立的緊急爐心冷卻系統(即應付不同壓力的補水系統)。一般說來,反應器的管路破損就會喪失冷卻劑,造成爐心熔毀,以致使金屬護套失去保護作用,而放出大量放射線。這套緊急冷卻系統能把溫度降低,使護套保持完整,爐心就能有效地冷卻和保持安全。
要想做到「深度防禦」,還必須完成三個步驟:
一是嚴謹的設計和施工過程;其次是提高人員素質,加強訓練防止事故發生,以減少人為的過失(美國三哩島事件就是人為的缺失所引起的)。第三是針對各種現象預作設計和分析,萬一發生事故,知道如何搶救。
這些措施不能說是「萬無一失」,而且它還須配合電力公司的管制(設備、人員的品質管理和評估)才能奏效,但已將失事的可能性減至最低。頗符合中國人「盡人事、聽天命」的哲學。
天下沒絕對的事
「但天下沒有『絕對』的事,對核能的安全,又怎能對它有絕對的要求呢?」贊成建核電廠的人認為,毋須「因噎廢食」。
因為,基本上,蘇俄和美國的核子反應器形式不同;對核能安全的心態也相異——這必然導致不一樣的結果。
這次災變,是蘇俄核能電廠的爐心熔化而引發出來的。
爐心熔化,是指核子反應爐心熱度升高的速度,超過散熱速度。極熱的燃料可熔穿圍阻體,使水蒸發,讓含輻射的蒸氣散入大氣中。
蘇俄的反應器以會燃燒的石墨做緩和劑,美式則採用水,不會引起火災;此外,蘇俄沒有圍阻放射線的包封容器和緊急爐心冷卻系統,美式則有。
因此,贊成建廠人士認為,我國核電廠既然採用美國系統,各項安全法規及設備要求也依其規定辦理,一般說來應較蘇俄的系統安全。
在經濟考慮上,贊成核能發電者也有他的說法。
核電最便宜?
調查顯示,我國電費是目前亞洲中最低廉的。在此情況下,台電近年來仍有超額盈餘,主要原因就在我國核能發電的比重比過去增加,鈾燃料的成本低,已是不爭的事實。
另方面,台電公司認為,核能發電的公害和安全防護花費雖多,但用四十年(核電廠預估平均壽命)來分攤,成本升高有限,仍然比其他電源來得經濟。
反對建核四廠的人士,又有他的論點。
核能燃料雖然便宜,建廠卻很貴,利息和折舊率負擔沉重;尤其現在為了安全考慮,可能隨時追加預算,這已經使原來經濟的優勢不復存。核三廠興建預算從三百卅億追加到九百八十二億六千萬,單位成本增加約二倍(但每度電成本仍比其他能源便宜),就是一個例子。而它還是發生在蘇俄災變前。
尤其又逢今年國際油價大幅下跌,核能價錢便宜的優勢是否仍繼續存在呢?
另方面,核電廠的成本應包括內部成本(建廠、營運、燃料)和外部成本(環境、安全、除役)。到目前為止,沒人知道核電廠的除役(指電廠「退休」後,拆除電廠,和適當處理帶放射性設備的過程)成本有多少。因為世界各國使用核能電廠卅年來,至今還沒有一座「退休」,也就沒有依據可循。
一筆糊塗賬
這筆「賬」,又該怎麼算呢?
經濟考慮之外,廢料處理的安全問題也引起極切的關注。
所謂廢料,是指利用放射性物質場所(如醫院、核能電廠等),所產生的具放射性或受汙染的物料。大致可分二種,一種是低強度廢料,如核電廠或醫院工作人員所用過的防護衣、手套、工具,或是處理放射性廢液所產生的廢樹脂等。它們的放射性強度較低,現在是以水泥固化的方式處理,裝在鋼桶裡,再運到蘭嶼的水泥壕溝儲存場。
一為燒過的核燃料,內含種種核子分裂的產物,有潛在危險,目前放置在電廠的儲存池中。
高強度廢料的放射性含量高,因此不往外運,放在電廠的儲存池裡,預估這種方式到西元二千年沒問題。
在儲存滿了之後,可將廢料移放至特定的水泥槽內,不致漏出放射線,這種中期儲存可到西元二千零五十年。
之後,必須把廢料往一千公尺的地下埋。這地底必須地層穩定,才不會受地震影響;沒有地下水,才不會讓放射線汙染,目前德國已將廢料埋在地下岩層,屬永久性質。
為什麼埋在地下?這樣有效嗎?
專家指出,不同物質的廢料,所含輻射消減的時間也不一樣。像碘一三一,八天後強度就消減一半(半衰期為八天);但鈾二三八的半衰期就高達四億五千萬年。
但是,鈾二三八和其他礦物相同,長久以來自然存在於天地之間,對不是直接接觸的人體不致造成傷害。將廢料埋在地下岩層,也就是利用它「自然儲存」的原理,使它繼續存在,但是無害。
話雖如此,現在許多國家都在做「深地層埋棄」的研究,但尚未成形。因此廢料處理仍是日後核電廠的「心腹之患」。
安全——未知?
在安全方面,核能的「不確定性」和未知部分太大,特別是台灣的地狹人稠,一有事故發生,將無處可逃。因此反對者主張在「安全保證」不足以「保證」的情況下,寧可放棄核能發電。
毋庸諱言,安全問題的確是核電最大的「致命傷」。但是,人們可不可能在「夾縫」中求「生存」,找到折衷的方法?
一位研究原子科學的學者指出,從另一個角度看來,蘇俄災變應未嘗不是「塞翁失馬,焉知非福」,它提醒大家日後要特別加強能源的安全措施。
在目前,台灣地區缺乏資源的情況下,能源來源必須多元化,才不會因受到威脅就斷了生命線。尤其從今年經濟情勢來看,台灣的發展將好轉,因此確保穩定的電源將非常重要。總之,核能在台灣還是有繼續發展的必要。
核四廠在蓋了?
公說公有理,婆說婆有理,到底誰有理?
就在雙方爭執不下的當兒,一波未平,一波又起。
「台電核四廠在未獲許可之前,已開始整地」——這件事經報紙披露,引起了無數反對的聲浪:「怎能『先斬後奏』呢?」
負責監督核電廠設計、施工、發電、正常運轉的「管家婆」——原子委員會趕緊提出解釋。
「整地和開工並不相同」,原委會秘書長李育浩指出,目前政府還沒做決定,絕不會開工;即使政策決定後,台電也不能貿然開工。因為承造廠商得標後,必須先完成初期設計,提出「初期安全分析報告」,經原委員的專案,工作小組檢查合格,達到法規和技術上的要求,才能拿到建廠執照。通常初步設計的完成要一年時間,而原委會的審查,也約需一年。
換句話說,即使今天已決定興建核四廠,真正開工還須等到二年後;何況目前建與不建,並未決定。
經濟部次長李模表示,核能四廠興建與否是「兩害取其輕」的問題,必須經過審慎、嚴謹的研究和討論。
為了找出正確的答案,政府已委託中華經濟研究院進行一項「核四計畫可行性評估」,研究範圍包括負載預測、電源開發、和核能安全與其對環境生態的影響……,評估各種可用能源的經濟效益,並針對加強核能的安全管理,提出建議實施方案。此外,還加入了民意調查的評估。
這項引人矚目的評估,預計六月底揭曉。值得一提的是,評估小組包括四十位研究人員,其中廿人有博士學位。這也是我國歷年來少見的大型評估計畫。
評估結果出來後,無論政府建不建核四廠,核能三個發電廠的存在都是無法抹煞的事實。
有的專家認為,目前已有的三個核電廠都還能再容納發電機組(原擬在核四廠設置的第一、二號機)。如將這二個機組建在已有的電廠內,可減少除發電設備之外,行政大樓、倉庫宿舍等的投資,還能減低零件的庫存量。預估投資額將可減少新台幣二百至三百億。
這種方案,也可能是替代興建核四廠的選擇之一。
不是唯一可走的路
但在還沒水清石現前,唯一可確定的是——核能不是唯一的路。
道理很簡單,「不要把所有的雞蛋放在一個籃子裏,一位能源經濟學家解釋:「多放幾個籃子,可分攤風險,不會有孤注一擲的不良後果。電源的利用也是一樣。」
經濟部次長李模也表示,「能源分散政策」——將水力、油、燃煤、核能等能源做適度比例的分配,正是世界的潮流,也是我國奉行的圭臬。
這些電源各有利弊,今後將如何拿捏分寸、調配使用,無疑是一門學問。而它的答案,應該在「核四廠計畫可行性評估」結果中可見分曉。
但這次所提的實施方案,或許只能解決我國現今的窘況;未來的變化難測,到時我們如何來應變下一次的能源風暴呢?
「不怕一萬,只怕萬一,政府若想因應時勢,就須未雨綢繆,早做準備」,專家建議,政府除了在硬體投資數千數百億費用外,也應注意軟體的發展。
所謂「軟體」,便是研究。除了各種能源發電的研究,也需要針對能源經濟和安全做長期專業的評估、分析,在政府做決策時,給予客觀的建議,求其利多而弊少。
能源的問題固然棘手,畢竟我們還是有選擇的。