核能風險與替代方案

作者:王榮德


核四廠要不要蓋,一般民眾最關心的是,第一,核能安不安全,第二,有沒有夠用的電。本文將從這二方面來討論。

壹、核能在台灣的風險

有人說,核能在客觀上、理論上算是蠻安全的,但是在主觀的感覺裡,大家還是怕怕。其實這不是客觀和主觀的不同,而是因為核災的後果太嚴重的緣故。核四廠要不要蓋,必須先作風險的評估,而一個事件風險的大小,不能單看事件發生的機率,還要乘上此事件後果的嚴重性 。核能爐心鎔毀的機率雖然看起來不大,但是其後果的影響對台灣卻幾乎等於無限大。

一、核災的後果台灣承受不起,輻射會致癌,緊急應變極端困難

從前台電的陳董事長告訴我們,擁抱核電比擁抱兩個女人還安全。但是現在核工專家承認,說核電百分之百安全是一個神話。不怕一萬,只怕萬一,如果發生爐心鎔毀,怎麼辦?台灣承受得了一次的大核災嗎?台灣的經濟大部分倚靠出口,萬一發生核災,遭到輻射污染的所有產品勢必受到國際上的抵制,無法外銷,如此,台灣還能生存嗎?這絕對不是杞人憂天,或只是主觀的感覺而已,兩個核能技術強國,美國和蘇聯,分別於1979年和1986年發生三哩島事件和車諾堡事件,全世界的人都已經感受到爐心鎔毀的大規模核災是一個客觀上存在的威脅。

輻射致癌

核災最直接的傷害是輻射污染所引起的傷害。美國的三哩島事件,台電和原能會常說沒有一人受到輻射傷害,事實上輻射引發白血病至少需要等2年才發病,而其它癌症更需要至少5∼10年以上才會發病。1997年一月份的環境健康透視雜誌(Environmental health perspective)報導北卡州一個流行病學研究群,重新分析1979年以來三哩島周圍16公里居民各種癌症的變化,他們比較1975∼1979年(事件發生前)和1979年以後(事件發生後)誘導期較短的各種癌症,分成69個研究地區,結果發現,三哩島周圍居民肺癌、白血病及總體癌症發生率,都隨著所受到的輻射劑量之增加而增加 。此點也在台灣輻射鋼筋屋受害者身上淋巴球染色體微核、白血球變異、甲狀腺病隨劑量而增加,但小孩身高反而較低而得到證實 。此外,游離輻射劑量與致癌機率成直線正比,沒有安全劑量(見圖一 )。



緊急應變

美國發生三哩島事件時,我個人剛好在美國波士頓求學,每天從電視上密切注意事情的發展,當時在該地區的人員的確有疏散。由於美國地廣人稀,8公里內沒住多少人,然而所有的孕婦、小孩還是都奉命疏散到別處;而8∼16公里內的居民,門窗緊閉,隨時待命,視情況準備疏散。原能會常講核能災變疏散區僅為半徑8公里是不對的,必須看情況。車諾堡事故時則是30公里以內均疏散,後來統計污染較嚴重之地區約有1,300村的260萬民眾,其中還包括70萬小孩。甚至到十年後,30公里內幾乎不住任何人,烏克蘭共和國且需提供免費住宅給三百萬災民住;為此原因,他們需把所得稅提高12% 。

台灣的人口密度高居世界第二,萬一不幸發生爐心鎔毀,核電廠方圓30公里必須疏散的話,根本無處可去。根據台灣大學大氣科學系幾位教授於1990年到1991年所做的四次大氣追蹤劑(六氟化硫;SF6)實驗,每次均由核能二廠煙囪位置釋放6個小時的追蹤劑,從上午10時開始釋放,到下午4時停止,以核二廠為圓心,在距離4公里、8公里、16公里及24公里為半徑的圓周上各設10站,總共40個採樣站,逐時吸取空氣樣本。實驗結果發現,最快一次是在2小時左右就到達內湖站。在風速很低的情況下,在6∼7小時內也會收到;甚至設在華岡、北投、關渡、汐止、深坑以及石碇等地的採樣站,曾經分別有一兩次收集到大於背景值的SF6 。以上結果充分顯示核能一、二廠若發生意外,溢出的輻射物質很可能在2到3小時就傳送到台北及鄰近區域。難怪到目前為止所有緊急應變計畫只能假定發生小規模外洩來演習,無法對爐心鎔毀作實地演練。台灣的經濟發展依賴出口,萬一發生核能災變,產品受到輻射污染,勢必遭全面抵制;台灣經得起這樣的核災嗎?

二、爐心鎔毀的機率在多地震的台灣令人堪憂

台灣的核工專家所估算的爐心鎔毀發生的機率,約每十萬分之一至百萬分之一爐年。他們最主要的根據是1975年的雷斯默森(Rasmussen)報告,而這份報告,出錢做此研究的美國核能管制委員會已於1979年公開宣佈不支持其結論 ,最主要的理由是,人為失誤無法準確測量、共同原因失效(例如地震和火災)未被考量等等 。像車諾堡事件就是人為疏失造成的,蘇聯核工專家在出事前兩個月才信誓旦旦地說,爐心鎔毀每萬爐年才會發生一次,結果車諾堡電廠運轉第三年就發生這樣的災變。以台灣人做事常未按部就班、較少講求實事求是的精神來看,誰敢保證人為失誤不會發生?

更令人擔心的是地震。台灣地處環太平洋板塊多地震帶,1999年9月21日集集發生芮氏規模七級的強震,距離震央13公里及46公里的名間與石岡其測到的加速度值分別為0.938g及0.5g。但是核一、核二、核三、核四電廠的防震設計分別只有0.3g, 0.4g, 0.4g, 0.4g,最多只能抵抗芮氏規模六級的地震。根據長期研究,核一與核二廠距金山—新莊斷層只有4.4公里及6.8公里,核三廠距恆春活斷層只有1.4公里,而核四廠也位於雙溪河斷層及石碇溪斷層的1公里處。美國的核管會規定,核電廠廠址8公里之內不能有大於300公尺之斷層。而與台灣同樣地處環太平洋板塊多地震帶的美國加州核電廠的防震設計:San Onofre聖翁費瑞0.66g;Diablo迪亞勃羅0.75g。台灣的核電廠如果要提高防震力,不知又要追加多少預算。目前台電的講法是二千億;但是美國德州大學能源中心的陳謨星教授與在南加州電力公司服務的羅慕義工程師均估計要到三千億 。

政府的官員告訴我們,爐心鎔毀這一類的事件在台灣「絕對不容許發生」,然後隨即假設,它「一定不會發生」,因此,連發生輻射災害的警報是什麼信號,不但緊急應變的地區指揮官蘇貞昌縣長不知道 ,事實上也沒有一個人知道。以這樣粗糙的緊急應變計畫,教人民如何能夠放心呢?

三、核能安全之管制與監督制度不健全

核能既有高風險,它的安全性需要有一個周全的管制與監督制度及執行之機構。但是根據目前的原子能法,原能會的首要任務是發展核能 ,管制與監督只是次要功能。核四環境影響評估審查會 在原能會主導下不顧程序正義,不但不准談替代方案與爐心鎔毀之緊急應變,開會到第四次未有任何共識也未投票即逕自宣布以後停開;原能會另外請一批專家學者通過環評報告;同時在1992年(民81年)1月23日一天內同意台電把核四機組從1百萬千瓦改成1百30萬千瓦機組。此外又欺騙民眾,導致發生1600戶以上輻射鋼筋屋、8條輻射馬路、15間輻射學校,還有板新水廠受到大漢溪輻射污染,可能讓人民喝到輻射水等等。

目前我國採用的是國際輻射防護委員會(ICRP)1977年之舊標準 ,根本無法保護人民健康。更令人難過的是,原能會發給各級學校的宣傳墊板上卻都是說有根據ICRP之規定 ,只不過上面未註明是1977年的標準 。如果根據1990年的標準 ,其暴露容許量是台灣現行標準的五分之一(見表3)。連鄰近的日本、中國及菲律賓都已採用最新標準,只有台灣還停留在使用1977年的舊標準。寬鬆的標準更使得台灣的核能發電計算起來似乎較便宜,其實是犧牲了人民的健康。在這樣球員兼裁判的制度之下,台灣核電廠怎麼會安全呢?


在國際上,由於台灣未能簽署IAEA核能安全公約,台灣的核能安全從未被國際社會納入考量,甚至於被視同由中國託管。台灣每年付40 萬美金的顧問費交國際原子能總署,他們用這筆錢來管制我們有沒有發展核武,亦即用在核燃料的保全上,但台灣卻一點也沒有機會、也未曾投資在全球性輻射安全與核能安全這方面;換句話說,台灣今日運轉的核反應爐或原子技術,均未於國際或聯合國的保護傘下,形同核能孤兒一般,其危險可謂甚鉅。

再舉核能對生態影響之例子來看,核二廠自1993年起即被發現出水口的附近有畸形魚(俗稱秘雕魚)。秘雕魚的原因究竟單單是溫排水,或有可能來自電廠之輻射及化學污染,到目前尚無定論。本人曾在1991年核四環境影響評估期間,拿到一份台電內部資料,發現磷同位素一個月排放量已超過當時之一年總容許量。當我提出質疑時,原能會楊前處長辯稱是台電計算錯誤。但後來我才知道楊前處長正是輻射鋼筋屋的主要隱瞞者之一。根據台電的資料,認為秘雕魚的產生只是因為水溫太高;水溫是全世界約430個運轉中的每個核電機組均有的問題,卻只有台灣在排水口發生秘雕魚。在1994年3月,台電已經改善排水系統,按其自稱,已經解決了溫排水的問題,可是到同年8月30日、8月31日、9月2日、9月16日、10月23日都還有人在核二廠的出水口發現秘雕魚,其畸形率分別是38%、29%、44%、30%、29% 。主張水溫假說的邵廣昭先生在今年(2000年)核四再評估會上公開承認 ,秘雕魚種類已經從原來只有兩種(花身雞魚及豆仔魚)增加成四種(外加烏魚及虱目魚)。目前尚未找到真正原因,尚未控制好,如果繼續蓋核四廠,叫大家像鴕鳥一樣眼睛閉起來,不去面對這問題,到哪一天,產生了畸形人怎麼辦?

根據台電公司自己的說法,經濟部1991年邀請外國專家評估台電營運管理在十項指標中,有7∼8項是優於世界平均值 。很遺憾的,我們從美國輻射管理委員會(NRC)的報告資料上看到的卻是,1990年當年台電六個核能機組所釋出的輻射劑量,平均每個反應爐年超過4人西弗(person-sievert),為美、日、德、法、加、瑞典與台灣等七國同型反應爐中最差的 。

以此看來,我國當務之急是修改「原子能法」為「核能管制法」,使原能會不再球員兼裁判,單純作管制,如此方能保障目前三個核能電廠的安全、保護人民健康並挽回政府公信力。

四、核廢料遺害萬代子孫

台電的宣傳中把核廢料的處理說成:把會螫人的虎頭蜂固定於琥珀中,這是很大的誤導。首先,發過電之核廢料是具高輻射性之化合物,它們並非生物,將之儲存於不袗筒中,仍是會繼續蛻變而放出α、β或γ等輻射線,所以需要經常地檢測,以免容器已發生破裂而不知,導致放射物溢出,危害到鄰近工人或居民而不知。例如碳14即可以二氧化碳氣體方式溢出。如有容器損毀,必須立即更換以防洩出擴大。此外,台電所極力宣傳有辦法處理,預備運去北韓的其實都只是不含用過核燃料之「低」放射廢料,它的半衰期較短,但也要小心儲存三百年至五百年。事實上,現今的環保趨勢是禁止毒性廢棄物跨國運輸(例如巴賽爾公約),未來國際間的協定與民間環保團體之監督會更嚴格,使台電這種作法被阻止。到目前為止,台電這些低放射廢料輸到國外處理尚未有一件成功過。而真正的「高」輻射廢料都還存放在核一、核二、核三廠的原址,如果發生大地震、颱風等,安全堪慮。

用過的核燃料中,許多化學物的半衰期(其放射性衰變為原來之一半所需的時間)很長(見表4)。毒性大的如鈽239,半衰期為兩萬四千年,因此至少需監測四個半衰期,約十萬年以上,其放射性才能減為原來的十六分之一。如果所有的放射物均考慮,則監測期可能達百萬年。核能工業已存在50年以上了,此類高輻射性廢料卻迄今還是沒有辦法解決。1996年6月號科學的美國人就談到,美國政府準備在域加山(Yucca Mountain)蓋此類山洞處置場,已實驗將近十年了,但由於誰也不敢保證可以萬年以上不發生大問題,因而面臨經費可能無以為繼之困境 。根據2000年9月29日普林斯頓大學的Feiveson分析,台灣所產之用過核燃料,最終處置勢必只有放在本地 。現代的台灣人,等八年蓋好核四電廠之後,享受30年的能源(核電廠的壽命約只有30年),卻讓以後的子孫煩惱十萬年以上,完全不合「愛人如己」及「澤被子孫」的做人倫理。對任何想在台灣長久居住的人而言,如果知道這些真相,也是絕對無法接受的。



貳、替代方案

目前政府宣佈停建核四,擁核者提出許多似是而非的論點,人民也有一些疑慮,其實這都是受過去硬質能源思維迷信要蓋大電廠、電業仍由台電獨家壟斷的影響。我們既然已經選出新政府,要帶領台灣走出一條新的路,就應該要順應世界新潮流,儘速推動主張電業自由化的軟質能源政策。個人非常欽佩經濟部長林信義,他以產業界出身,知道穩定的電力供應對經濟發展的重要性,卻能夠突破舊思維,洞察出不建核四不但不會影響供電,反而會更穩定,並且願意承擔重任,帶領我國邁向新的能源政策。其實,電力供應的共同目標就是安全、穩定、經濟、乾淨、公平,停建核四來推動軟質能源政策正可以達到這樣的目標。

一、軟質能源政策(soft energy path)之推動

什麼叫做軟質能源政策呢?簡單的說,就是採取多元多樣的能源途徑及分散式高效率供電系統,配合當地生態環境,在各處建立小型電廠,形成整個地區的電力網,同時以再生能源為主,儘速發展太陽能、風能和以氫為主的燃料電池。相對地,硬質能源政策採用的是建超大型電廠,由一個地方產電,再靠遠程輸配電來供電;核能發電就是最好的例子。

根據硬質能源的思考,經濟發展所需要的電力每年一定得增加某個百分比,因此需要不斷蓋更多大電廠來因應;不但如此,還需要蓋許多的備用電廠,以便當大電廠故障或跳機可以補上,在投資上,這是極端不經濟的作法。但是,軟質能源推估,由於產電、輸電、配電、用電效率技術的改良和提昇,即使經濟繼續發展,電力需求到某個程度後不一定會增加,甚至會減少。這個看法在第一次能源危機後,1975年由美國學者Lovins提出,經過25年的驗證,美國的電力需求其成長正如軟質能源所言 。

有人說,不蓋核四的話,區域供電不平衡,需要南電北送,其實這正是陷入硬質思維的窠臼中,才有這樣的顧忌。而即使蓋了核四,這個問題還是沒有完全解決,因為核四機組所採用的ABWR 機組,在日本運轉數年的經驗發現,其跳機率為其他核電機組的2倍;屆時只要一跳機,立即就發生北部區域供電問題,電力供應反而較不穩定。如果採用軟質能源政策,在各區域蓋許多小型小電廠(包括風力、太陽能等自產能源),形成區域電力,就完全沒有這個問題。

也有人說,不蓋核四會缺電,恐怕會有像729那樣大停電的情形發生;其實內行人都知道,729那樣的大停電,就是硬質能源政策所造成,因為大電廠需要靠長距離輸配電系統來支撐,只要一個輸電鐵塔倒塌即會停電。如果在各地區建立許多小型電廠,作成局部電力網,就不會有大規模的停電。更何況各種輸配電至少消耗了 6-30% 的電力呢!目前台灣各地有許多小型汽電共生廠,其總發電量已超過361萬千瓦,先將它們並聯供電,即已超過核四之270萬千瓦,根本不會缺電。而且它們都蓋在工廠裡面,已經蓋好,不必擔心人民抗爭。這些汽電共生廠能源效率一般可達70-90%以上,為傳統單循環火力發電之2倍以上,又可以減少二氧化碳之產生達一半以上。

有人又以國防考量說,核能的戰備存量只要一台飛機的裝載核燃料量,就可供三年使用。其實大型供電系統正是敵人摧毀的目標。第二次世界大戰,德國大型集中式的供電系統目標少而明顯,很快就遭到破壞;日本較多小型分散式的供電系統反而撐得較久。台灣如果採取軟質能源政策,由於各地區均有許多小電廠及電力網,很難被封鎖,在國防上反而佔優勢。

軟質能源政策需要配合電業自由化,這是有極大商機的,它可以創造出許多就業機會。以德國為例,停止核電廠之後,扣除核電廠的就業機會,還增加2萬個就業機會。唯一賺得較少的是原來壟斷電業的電力公司。況且再生能源的產電技術已經成熟,都已經在商用。這是世界趨勢,台灣的企業界應該有這樣的眼光,趕快跟進,分食此新能源科技的一塊餅,如同過去的資訊業一般。台灣如果做得好,不但自己使用,還可將同類技術賣給其他國家,這是利多,對全民和環境都好。

二、產電效率之提昇

以產電效率來說,傳統的火力發電廠,能源效率約只有三分之一,亦即從燃燒石化燃料所得之能源抽取轉變成電力,只能使用到三分之一。如果改採用複循環,不必加蓋電廠、不必增加任何污染,就可增加30%∼40%以上的電力 。所謂複循環就是把一次燃燒之能源發電兩次,以增加其發電效率。例如,有一種複循環式為燃燒產生氣體先推動一組氣渦輪運轉以發電,然後將這些氣體之廢熱再加以回收,用來加熱水產生蒸汽以推動另一組蒸汽渦輪,又發電一次。如此,一石兩鳥,既可提高產電量,又未增加任何污染,各種火力電廠均可作。這些複循環進步型火力發電廠之成本,大多比傳統型(目前台灣在運轉的)還便宜一些。傳統型天然氣發電建廠成本約每千瓦容量760美元,燃煤者為1,600美元。而複循環者天然氣發電每千瓦約400美元,燃煤則為1,000∼1,700美元 ,見表1。台電雖然已有8個以上火力發電廠已採用複循環,但是尚有1,190萬千瓦的傳統火力發電廠也可以全面改裝或原地改建成複循環發電(見表2);從最舊最老的深澳火力電廠的機組開始,逐一汰換。如此在未增加任何污染下,就可增加約357∼476萬千瓦電力,超過核四電廠原預定的270萬千瓦。這類複循環高效率機組台電至少已有8部機組在運轉(通宵5部、南部3部),並非不可行。德州大學能源專家陳謨星教授主張天然氣複循環電廠先改進效率可達200萬千瓦以上亦是同樣道理。



三、用電效率之提昇

再以用電效率來說,目前台灣有三分之二的用電是工業用電。根據經建會六年國建計畫的報告,1971年我國每生產一美元的產品,耗電量是日本的1.31倍,1988年則提高到日本的2.64倍,現在約是2倍。兩國都同樣在經濟發展,我們政府的工業政策卻是用環境污染的代價來補貼耗電的工業,像鋼鐵、水泥、石化、造紙等。這種擴張耗電工業政策如果不改變的話,再多的電廠也是不夠的。這點政府和民間都必須改進。未來應考慮收能源稅,就像抽空氣污染防治費,如此用電才不會無窮盡的膨脹。

民生用電也一樣需要提高效率,特別是每個主張反核的人民,更應該率先實行。除了隨手關閉不用之電源外,需注意各種節省能源之消費措施。像購買家電用品時,應該注意選購省電的產品,而廠商也應努力開發此類產品。全面如此做,則省電冰箱比傳統式可節省80%∼90%的電力,商業用冷凍系統可省50%,電視可省75%,影印機可省90%,電腦可省95%,電燈至少可省80%∼90% 。雖然這些產品剛開始可能貴一些,但做這樣的投資絕對值得。政府也應該全面倡導、鼓勵民眾購買這類產品才對。用電有效率並非要回歸原始人的生活,而是愛護生態環境,把電用在「刀口」上。根據U.P.Colombo及J. Goldemberg的估計,全面能源效率之推廣約可省下43%∼69%的能源,如此就可在不增加污染下多出電力來 。

四、全速發展再生能源

再生性能源,像太陽能和風能,是取之不盡、用之不竭的能源,而且對環境的衝擊最小。過去人類所使用的能源,像天然氣或是燃煤,或是核能,都需要靠原料供給,再生性能源卻不必,因此先進國家已經卯足全力,儘速發展再生性能源(看表5)。反觀台電,由於政府保護核能工業,用比較寬鬆的管制標準,於是終日浸沉於核電王國的夢想中,不但看不到這個世界潮流的新趨勢,還批評說,使用風能要佔很大的土地,在台灣不可行;太陽能多貴多貴等等。事實上,風能可以在海上擷取,丹麥就是這樣,且已預定到2005年前要在海上蓋@座風能發電廠;而即使要在陸地上擷取風能,所佔用的土地(如農地)均可同時利用做其他用途,不像核電廠所在的土地將永久廢棄。再以太陽能來說,北歐或是日本等國,陽光非常稀少,但是他們還是全力研發推展,因為其潛力無窮(見表5)。



台灣是個海島,每年約有半年以上的東北季風期,風力資源相當豐富。新竹湖口、關西台地的部分山區、中南部海濱及離島,都很適合風力發電。此外,目前台灣太陽能熱水器的普及率僅2%,遠不如緯度較高之日本的20%。台灣在這方面顯然有相當大的發展空間。

根據世界能源委員會(WEC)的預測,到公元2020年,所有再生能源對全球能源供給的貢獻率將達21%;若為了要達成環境永續的情境,則到公元2020年再生能源對滿足全世界能源需求的貢獻率必須提高到30%,其中12%則來自「新的」再生能源。負責因應溫室效應的聯合國國際的政府間氣候變遷研究小組(IPCC)則預測在2020年,水力、太陽能、風能、海洋能及生質能等再生能源將可提供全球約25%的能源。

當然,推動軟質能源政策電力公司就要放棄獨佔優勢,這是台電所不樂見。但是台灣的鋼鐵業、石油業、電信業均已自由化了,電業在我國進入世界貿易組織後,也勢必自由化。只要給業者發展空間,他們就能夠跟進做得很好。

因此,謹呼籲全民和政府一同努力,邁向二十一世紀軟質的新能源政策,這對台灣未來的電力供應以及子孫的生存環境都是絕對有利的。

致謝:本文內容得到本所詹長權教授、大氣科學系徐光蓉教授及陽明大學張武修教授之指正,特此致謝。







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