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Wednesday, May 21, 2014

要不要核四和安檢無關

硬風

20113月日本東北的福島發生了空前的核災事件。在災變後,日本政府和國會分別成立了兩個互相獨立的調查委員會,對核災的原因進行深入的調查。

這兩個委員會都聘請了日本知名的核能專家和社會上很有聲望的人士組成。他們探訪了當事的核電廠的操作人員,工程師及東京電力公司的主管人員。也探訪了負責監督核能發電的政府機關,和許多核能發電的專家討論。

政府的調查委員會(東京電力福島原子力発電所における事故調査・検証委員会)首先報告他們的結論:核災的發生完全是人為的。包括現場的工作人員不當的判斷和反應,東京電力公司當局多頭馬車的指揮,還有首相辦公室在核災初期不當的介入干擾,政府監督機關許多不當及不負責任的措施。

國會的調查委員會(東京電力福島原子力発電所事故調査委員会)的報告同時以日英兩種語言發表。調査委員會的委員長黒川清特別召開記者會。他說得更白:福島的核災不可以看成是天災,最大的問題是人為的因素。在正式的調查報告的結論中説:「福島的核害是事前可以預見及預防的。事情發生後,如果處理得當,也可以大大減少傷害。」他們認為最大的問題是日本文化。

總而言之,所有的調查都指向是人的因素。從頭到尾都沒有人只怪罪地震或海嘯。兩個調查委員會也都認為如果能「好好」的處理,福島的核災絕不會變成那麼嚴重。

19864月,蘇聯的車諾比爆發了史上最大的核災事件。工作人員在做例行的安全裝置測試時,因為不小心的措施,引起了核子爐異常的反應,工作人員因為很緊張,做了不正確的判斷及不正確矯正措施,一個接著又一個,到了最後引起了核能發電機的爆炸。

後來很多反核的組織都宣稱有五萬人至二十萬人因此致死。2005 年,國際原子能機構和世界衛生組織共同提出報告,認為受原子輻射影響而死的大約有4000人,受影響的地區估計達十萬平方公里,約台灣面積的三倍。

蘇聯政府事後作了兩次的調查報告。第一次的報告認為事件的發生完全是人為因素。但是有很多的工作人員抗議,所以第二次的報告說,雖然有人的因素是主因,但是核能發電廠的設計不良也有關係。

所以世界上兩次最大的核能災害最大的原因都是人的因素。

不管是日本還是蘇聯,當工作人員碰到意外時,都沒有能做出正確的反應。事後的檢討都說工作人員的訓練不夠。但是「意外」就是沒有想到的事。沒有想到的事,操作手冊理並沒有,要怎麼訓練呢?有人說,如果是瞭解了核能發電的原理,就能找出正確的處理方式。但是能有多少人能真正的瞭解理論的東西呢?以日本為例,當福島的核電廠出事的時候,負責的東京電力公司召集了他們公司裏的所有的專家開會,但是沒有人有把握自己的想法是對的,結果時間一拖再施,不敢決定怎麼做。最後問題越變越大。所以調查委員會説最大的問題是「日本的文化」。

我們相信不管是福島或車諾比的核能發電廠,都是通過了核安檢查才開始使用的。但是通過了核安檢查還是發生了核災。

也就是説,通過了安檢並不保證不會發生核災。事實上,沒有一個核災的事後報告提到安檢。


核四最大的問題是它離台北太近了,離台灣人口最密集的中心太近了。如果很小心的操作,當然會出事的可能性不是很大。但是誰能保證一定不會出事呢?因為只要是人,就沒有一定不會出問題的。前幾年核四廠房裡也不是曾發生過火災嗎?那不是意外嗎?操作的人如果碰到意料之外情形一定知道怎麼應付嗎?


日本、蘇聯甚至美國都曾經發生過核能事故。他們都是科技相當發達的國家,他們對人員的訓練難道會比台灣差嗎?結果都出了問題。誰能保證台灣不會出問題[1] 呢?如果核四出了問題,台灣有可能經得起那樣的傷害嗎?

我們為什麼要把台灣的將來拿來當賭注對睹呢?難道我們已經沒有別的辦法了嗎?美國已經三十年來沒有再蓋新的核能發電廠了。美國是發眀核能發電的國家,他們為什麼不再建核能發電廠了?德國也是高度工業化的國家,為什麼他們也在減核?

為什麼台灣會認為一定沒有核四不行呢?


Appendix

事後諸葛:如何避免福島的核災

福島的核災是因為大地震和海嘯引起各種核能發電廠的異常反應,有可能避免嗎?

有!根據日本政府及日本國會的調查報告,福島核災是完全可以避免的。

福島核災以時間序如下。

1.    大地震,核能發電機自動停止發電。
2.    核子爐還繼續散熱,所以必須加以冷卻。
3.    因為支援冷卻系統的電也停掉,所以冷卻系統切換到柴油發電機。
4.    大海嘯來了之後,柴油發電機浸水。冷卻系統的電源切換到備用的電池。
5.    備用的電池只支持八個小時就沒電了。
6.    核子爐外邊的冷卻系統沒電後,越來越熟。產生了許多氫氣,壓力一直增加,最後就爆炸了。
7.    核子爈心的核能棒因為太熱,最後就融化了。

可能的因應方法:

1.    當備用電池用完時,可把冷卻系統的封口打開,疏通內部的高壓氣體,不至很快爆炸。

沒有實行的原因:東京電力公司怕釋出帶幅射性的氣體會引起週圍民眾的抗議,甚至被告。當時的工程人員評估,如果一停電就釋出氣體,幅射性很弱,應該對民眾不會有不良反應。但東電高層反對,結果引至爆炸。

2.    另外一個釜底抽薪的辦法是引進海水來冷卻核子爐,這樣就一定不會爆炸,核能棒也不會融化。


沒有實行的原因:如果灌入海水,核能發電機就大慨會報消。整個東電,沒有人敢下令。到後來核廠爆炸後,才由日本首相下令,但已經太慢了。



Thursday, May 8, 2014

沒有核四台灣會不會缺電?

林登峯

核四的發電量佔台灣整個發電量的6.6%。如果停建核四(或建完不商轉),台灣會不會缺電?會不會影響台灣的工業發展?如果沒有核四,要用什麼替代?

在回答這個問題之前,我想提出一個簡單的問題,請大家想一想。

台灣對電力的需求

過去十幾年來,據我所知,台灣的工廠至少有一半搬了出去,人口也有大慨有一百萬人搬到外國。用電最凶的工廠少了一半,台灣的用電需求不會相對減少嗎?除非那些沒有搬出去的用電量增加百分之一百以上,工業的用電量應該是減少才對啊。台電除了核四以外,也一直在擴廠及蓋新電廠,怎麼還會缺電?就是民間的用電有增加,有可能增加那麼多嗎?還有,我們不是到處都在推行節電的措施嗎?新旳冰箱,電視,甚至是電燈泡不是都比以前更省電嗎?應該是有剩呀!怎麼會因為沒有核四就馬上電不夠?

所以我查了一下台電公布的電量使用情況。我把2000 年到2013 年的用電變化作成下表(單位是百萬度)。其他用電指住宅及工業用電以外的,包括商業用電。

   

住宅用電
工業用電
其他用電
總和
2000
                      47,644
                      67,379
                      27,357
    142,380
2013
                      59,416
                   105,130
                      37,399
    201,945
增加率
24.7%
56.0%
36.7%
36.7%


住宅用電和其他用電13年間的增加應是合理。但是工業用電增加56%,坦白說感覺心裏毛毛的。剩下的那不到一半的工廠用電增加為原來的三倍以上? 

我有沒有見到鬼?

三相輸配電

再深入研究,原來是有一些牛鬼蛇神在做怪!

去年六月初的一個周未,坐下來觀看三立電視對電學泰斗陳謨星的專訪。剛剛開始看時,實在有點困惑。陳謨星的口氣很重,批評馬英九和台電都很不客氣。看完以後才瞭解為什麼。

他講的一些是非常專業的東西。有些在文字版的新聞報導中完全看不到。事實上,他非常俱體的回答了我的幾個問題。下面我把他講的「翻譯」一下。

現在全世界大的電力傳送都是用三相傳輸。

什麼是三相傳輸?城市裏也許比較少見,但是只要到郊外就可看到傳輸電力的高壓線,稍微注意一下就會看到都是有三條線。再仔細看,就會看到旁邊還有一條比較細的線。平常我們在家裡用電不是都是兩條線嗎?

為什麼要用三+1條線呢?

原來平常大規模的電力傳輸都是一次傳輸三對。每一對有兩條線,三對加起來就有六條。每一對都有一條是電流流出去,另一條是流回來的。我們如果用三條粗電線的一條做為流出的,細的那一條是流回來的。每一對流回來的都是共用細的那一條。這樣,我們就可以有三對的電路,但是只用三條電線加上一條共用的電線就可以。

典型的高壓電力傳輸,三條粗線及一條細線


如果三對都共用一條電線做流回來的,那電流不是大三倍,要用三倍粗的線嗎?

不是。這就是三相輸送電最精妙自地方。因為傳送的是交流電,電流是流出去又流回來,來來回回,所以只要把三對電路的電流都弄得一様大,流出的時間錯開,那公用的電線的總電流就可以變成接近於零。所以用很細的就可以。本來要六條線,現只要三條再加一條很細的就可以了。這樣,電力傳送的設備就幾乎可以省下一半的錢。這種技術叫做三相傳輸。

三相傳輸,最重要的就是要把三條電路中的電流弄成儘量相等,電流流出的時間均勻的錯開,達到所謂的「三相平衡」。因為電流流過銅線都會產生熱,消耗能量。現在只要平衡了,那一條共用的電流接近於零,使得損耗減少了一半,變成效率最好。



另一類型的高壓電力傳輸,在美國,用在34.5kV以下時,上面細線是用來做共同線及地。用在69kV 以上時,就變成三線式(叫做Δ接線)上面的細線就變成避雷線

三相傳輸中也有只用三條線旳,沒有那一條共用的細線。雖然是不太一樣,但是基本上都是要三相平衡才能達到最好的效率。也因為這樣,工廠用的很多大型馬達或大公司的大型冷氣機也都是三相的。

陳謨星的指控


陳謨星指出,台灣的電力傳輸,大慨有三十五趴是不平衡的。正常的電力傳輸,都是把發電廠的電用變壓器變成高壓。三相傳輸當然是要用三個變壓器,但是台電在很多地方都只用兩個。變成電力的傳輸不平衡。很多的電都在傳輸過程白白消耗掉了。他把這個叫做「丟電」。他認為台灣的「丟電」的量會有三個核電廠的量加起來那麼多!



所以就是沒有核四,只要能夠把那些「丟掉」的電拿回來,會比核四能發出來的電還多。也就是說,只要台電「照步來」,就是沒有核四,台灣的電還剩很多。

陳反對台電漲電價,單單拿回「丟電」,就有可以把成本降下很多。現在卻全民買單,在當冤大頭!

另外他也指出因為三相不平衡,許多工廠的電表讀出的數目比實際用電量還高。所以台灣的用電量並沒有那麼高。

只有這個講法,才能解釋為什麼台灣的工廠搬出了一半,工廠的用電量還會增加200%以上。

陳謨星有沒有可能是在吹牛?可能性應是很小。他在台電有好幾個學生,都保持連絡。他的資訊應該是從他的學生那邊得來的。如果不是這樣,我實在怎麼都無法算出十幾年來的用電量會增加36.7%

台電的牛鬼蛇神在做什麼?

台電為什麼故意弄成「丟電」?

我不禁想起了約十年前的一個往事。

那一次,我在美國應邀做了一個學術演講。演講後,一個台灣同鄉來找我。他是在在GE的工作的核能工程師。很顯然他是開了好幾個鐘頭的車子才到演講的會場。他告訴我,幾年前他們有很多人在核四還沒有開標就開始在美國做臺灣核四的工作。我說,是幾個人吧?他說,不是,是好幾個部門,是很多人。

他問我為什麼還沒有開標的工程就開始動工了?他一直問我怎麼有這個可能?我說我也很想問他同樣的問題。

不過我想這個問題和為什麼要「丟電」是一様,台電裡面應該有人知道為什麼。

至於沒有核四台灣會不會缺電?短期內(五年內)當然不會,應該還會剩很多。

沒有核四,要用什麼替代?

要用什麼替代?我建議還沒有替代發電廠以前應先把人先替代掉。把副總經理以上及負責財務的人全部換掉。相信很多電就會跑出來。

從2000年到2013年,根據台電自己公佈的數字,發電容量從296 億瓦增加到412億瓦。十三年間增加了39%,相當於大約4.3座的核四廠。就是在這13年間,當大家在吵要不要用核四時,台電己蓋好了發電量有4.3座的核四的發電廠!所以要蓋相當於核四發電量的「普通」發電廠,三年就夠了。台電並沒有動用任何的核能,增加發電容量並沒有什麼困難呀!唯一不同的就是這些非核的發電廠比核電廠便宜很多。實在想不出為什麼不能繼續再做同樣的事?

另外台灣也有相當的太陽能產業及科技人材,我們為什麼不花一點心血來扶持自己的工業多發展一些太陽能電廠為年輕人創造更多的機會看看美國和德國,難道我們不能學學?