核三廠一號機於7月27日停機除役後,目前核電占比只剩3%,最後一部核三廠二號機也將在2025年5月17日停機,屆時台灣將正式邁入「核電歸零」的能源新時代。
但在今年(2024)上半年立法院會期中,國民黨、民眾黨立委相繼提出「放寬核電廠延役限制」的修法提案,使得核電延役──尤其核三是否有機會延役,成為能源議題焦點。
一座核能反應爐可以使用多久,國際上並沒有定論,必須視核電廠的實際狀況判定。根據《2023年世界核能工業狀況報告》(The World Nuclear Industry Status Report 2023),截至2023年7月1日,全球407座運轉中的反應爐,有111座反應爐運轉超過台灣法定的有效運轉累積期限40年,其中又有13座運轉超過50年。核能大國美國與法國如何審查老舊核電廠延役的核安風險?近來基於斷層風險與安全標準駁回敦賀核電廠重啟運轉申請的日本,能給台灣哪些啟示?與日本同樣位在斷層帶的台灣,反應爐有延役的條件嗎?延役與否會對台灣帶來什麼風險?
賴清德總統召開的「國家氣候變遷對策委員會」首次會議剛落幕,氣候變遷與能源政策已是台灣迫在眉睫的重大挑戰。《》將針對相關議題進行長期性報導,首先探討的是近日立法院出現相關提案的「核電廠延役是否可行」議題,未來我們將陸續推出其他報導。
在長期報導的同時,《》也將與長期推動公民參與的學者、團體和機構合作,以審議式民主方式舉辦多場氣候變遷與能源政策討論會,並完整報導審議式民主多元對話過程,期盼能夠促進社會溝通、深化公民教育,藉由理性討論來尋求台灣社會交集與共識。
美國核管會官網指出,《原子能法》(Atomic Energy Act)以40年為營運標準,不是因為核電廠壽命只有40年,而是經濟及反壟斷的原因,防止單一核電廠壟斷電力市場,但也因這個年限,部分核電廠內的結構或零組件會以40年的使用壽命進行設計。
在歐美國家,核電廠多為民營,經濟效益是核電廠運作的重要考量,大多數反應爐關閉不是因為使用執照到期,而是因為經濟與政治因素,或發生重大事故等其他原因。
在美國有15座反應爐因經濟因素提前關閉,有些運作不到20年。例如加州蘭喬賽可核電站(Rancho Seco Nuclear Generating Station)的壓水式反應爐,1975年4月啟用後,發生多起操作事故造成龐大財務損失,加上當地居民抗議,1989年6月就因經濟因素關閉,僅使用不到15年;1976年啟用的俄勒岡州特洛伊核電站(Trojan Nuclear Power Plant),也因為核電廠設計缺失與居民抗議,僅使用16年就提前關閉除役。
根據美國核管會的反應爐許可證更新規定,若核電廠在40年期滿還要繼續運轉就必須提出延役申請,並沒有限制一定要在許可證到期前5年提出申請,但若提前在許可證到期前5年提出,則可適用「即時更新」(Timely Renewal)規定,即在延役審核期間仍可持續運轉。
例如,印第安角二、三號反應爐(Indian Point Nuclear Generating)原本許可證分別在2013年及2015年到期,其營運公司在2007年提出申請,因此在延役審查的11年間皆可持續運轉,直到2020年與2021年才正式停機。
當核電廠業者向美國核管會提出申請後,需提出核電廠老化技術分析報告,包含核電廠內的金屬元件、焊接和管道、混凝土、電纜和反應爐壓力容器的審查,以及如何管理或減輕這些老化影響;核管會的審查委員必須確認,核電廠的老化影響是否獲得妥善管理,確保核電廠延役不會對公眾的健康和安全造成不當風險。
根據核管會現行規定,反應爐許可證展延原則上會在22到30個月內完成審查,但實際上審查時間差異很大。阿肯色州核電廠(Arkansas Nuclear)一號機在2000年2月提出申請,隔年6月即獲得准許延役,僅耗時1年4個月,是最快通過審查的反應爐;而紐約州印第安角核電廠在2007年4月提出申請,審查了11年多,直到2017年時任紐約州州長古莫(Andrew Cuomo)宣布印第安角核電廠於2021年停機除役,才中止審查。
目前,台灣針對核電廠的延役採取與美國類似的管理做法,但不同於美國在執照到期前5年提出申請,可享有審查期間持續運轉的「優惠」,台灣現行法規則是強制運轉執照屆滿前5~15年就要提出申請,若未取得換發執照,就必須在執照到期時停止運轉。至於在延役審查時,到底需不需要環境影響評估,歐美規範也不盡相同,而台灣法規也沒有明文規定。
美國核管會規定反應爐延役時必須進行環境影響評估,評估核電廠對環境的影響;而法國則未強制規定核電廠延役需進行環境影響評估,引起環保團體綠色和平批評。
由於歐洲有許多國家緊密相鄰,且核災影響的範圍並不受國界限制,部分歐洲國家認為,核電廠延役時應適用聯合國《跨國環境影響公約》(Convention on Environmental Impact Assessment in a Transboundary Context),進行環境影響研究並將資料提供給鄰國進行審查。
至於國內,環境部環境保護司簡任技正呂雅雯表示,依照「開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標準」,核能電廠興建、添加機組工程或其核子反應器設施除役,都需進行環評,雖然目前環評認定標準不包含「延役」,「但這不代表反應爐延役免經環評。」
呂雅雯表示,目前核電廠延役與否只是在民間討論,尚未形成具體政策,因此環境部沒有討論過延役是否需進行環評,若核電廠真的要延役,必須看主管機關經濟部屆時是以什麼方式提出延役申請,才能判斷是否需進行環評。
對核工學者而言,核子反應爐延役的技術並不困難。清華大學核子工程與科學研究所特聘教授李敏強調,台灣核電廠40年的使用許可制度是參照美國法規,而美國有40年使用執照的設計,不是因為反應爐的壽命只有40年,而是考量到核電廠的成本效益,是避免一座核電廠壟斷市場的規定,與反應爐的安全壽命無關。
不過,綠色公民行動聯盟專員林正原指出,美國核管會的反應爐延役審查過於寬鬆,長期遭到外界批評,更不該為台灣參考。他說,由多名科學家共同組成的美國憂思科學家聯盟(Union of Concerned Scientists)20多年前就質疑美國核管會的延役審查不夠完善,因為核管會的核安標準是參考核工業既有的操作經驗,但很多設備老化的核安問題都要等到實際發生了,才會被納入標準中。
林正原批評,美國能源部與核管會在制度設計上相當鼓勵業者延役,因為只要核電廠還沒有除役,能源部就不需要面對核廢料的問題,甚至在延役審查過程中也沒有考慮到核廢料與許多核安問題,讓人們身處在風險之中。
- 壓力容器:反應爐的核心,無法更換,由高強度金屬製成,因需承受中子撞擊,長期使用可能有輻射脆化風險,能透過檢測內部的「試片」確保安全性。
- 圍阻體:反應爐的外殼,無法更換,由鋼筋混凝土製成,主要功能為防止輻射外洩,長期使用有劣化風險,目前可定期透過儀器檢測是否有裂隙與洩漏。
- 蒸氣產生器:由數百根熱交換金屬管組成,可將水加熱為水蒸氣,推動氣渦輪機發電,長期使用可能會有老化風險,影響發電效率,可以進行更換。
麻省理工學院核工系教授布安喬諾(Jacopo Buongiorno)也曾在受訪時指出,反應爐的壓力容器與圍阻體,是決定核電廠能使用多久的關鍵。首先,反應爐的壓力容器,包含反應爐堆芯及冷卻系統,就像是核電廠的心臟,必須確保爐心處於高溫高壓狀態不會發生洩露;再者,必須透過圍阻體確保緊急情況下能將放射性物質阻擋在反應爐內。這兩個構造對於核電廠能否安全運作至關重要,而且原則上無法更換,因此當核能監管單位在審核延役許可時,最關切的就是這兩個部分。
對此,李敏則說,反應爐在興建時就有考慮到壓力容器老化的問題,因此所有反應爐內部都會有「試片」,它的材質跟反應爐壁一樣,在反應爐安檢時會定期將試片取出進行測試,不會等到40年才檢測,而是會定期檢測確保壓力容器的安全性。
林正原認為,「金屬試片」檢查有其極限,但很多反應爐老化事故都是隨機性、難以預期的,中子在反應爐中的撞擊位置也是不規則的頻率,幸運一點剛好都打在試片上,才能即時檢測出壓力容器有問題,但有時中子可能不幸都撞擊在其他位置,導致試片檢測時沒有問題,但壓力容器卻已有某處變薄,甚至裂隙、破損。
國際上對於核電廠老化、中子輻射破裂的研究正處於初步階段,在核電大國美國都沒有詳細觀測數據的情況下,使用試片只是檢測的方法之一,國際上也有用超音波檢查,目前無法詳細了解中子脆化機制,故而無法可靠地預測由於操作輻射而導致的材料特性退化。若能就除役核電廠的壓力容器進行破壞性測試,或許可為反應爐壓力容器脆化的假設提供數據。
林正原說,與其借鏡為人詬病的美國延役審查制度,台灣應該要參考德國的廢核經驗,因為德國政府明白核能安全本身就是一個充滿未知的領域,老舊核電廠的風險存在很高的不確定性,因此在無法完全保證反應爐的運作安全性下,最終決定邁向廢核之路。
李敏認為,德國之所以能廢核,是因為其電網跟歐陸串連,德國廢核後仍有使用法國等國家的核電,跟台灣的獨立電網截然不同,「台灣沒有非核家園的條件。」他說,廢除核能反而增加火力發電的碳排及空氣汙染,也提高發電成本。
李敏也說,台灣反應爐的設計跟美國的反應爐一樣,既然美國大多數的反應爐可以延役,台灣也能夠延役,只要確實進行安全檢測、完善的維護,就可以確保核電廠的安全性;相較之下,燃煤電廠每天都在製造碳排、釋放空汙,對民眾所帶來的健康安全風險絕對不亞於核電廠,「每個發電方式都有風險,就是看你想要面對哪種風險。」
綠色和平2014年曾委託十多位歐洲學者分析歐美各國核電廠延役情形,並發布《?舊核電廠延役:進入風險新時代》報告,指出反應爐系統、結構及元件都有壽命,隨著使用時間愈長,這些元件長期處在高溫、高壓、高輻射情況,可能出現腐蝕、脆化、裂隙等老化問題,容易導致設備故障或安全性降低。
報告指出,核能反應爐展延年限需要進行全面性的零件更換,可能會導致新舊元件不相容的問題,而且許多老舊核電廠要更換主要元件,需要鑿洞、穿過圍阻體的水泥鋼筋才能進行更換作業,將會嚴重弱化圍阻體和鋼筋結構的安全性。
例如,美國佛羅里達州的水晶河核電廠(Crystal River Nuclear Plant)為更新失敗的案例之一。該核電廠有一座860MW的壓水式反應爐,於1968年動工、1977年併網,原訂可運轉到2013年。2008年底該電廠向核管會提出延役申請,並進行更新工程。
當時為了更換蒸氣產生器,施工單位在水泥圍阻體上開鑿一個大洞,當更換完成、將圍阻體修復後,卻發現圍阻體出現剝離、裂隙、結構受損,且難以修復,當時估計修復成本超過30億美元(新台幣近1,000億元),最終核電廠放棄延役,提前停機並於2013年啟動為期60年的除役程序。
此外,加州的聖歐諾弗瑞核電廠(San Onofre Nuclear Generating Station)原訂於2013年屆齡,為了延長使用壽命,2001年耗資6.7億美元(約新台幣215億元)進行蒸汽機更新工程,並於2011年完工,原本預計可延役20年,卻在更新完工一年後發生冷卻水管線洩漏的問題不得不於2012年停機、2013年啟動除役。
綠色和平的報告指出,核電廠零件老化的情況很複雜,包含結構疲勞、輻射脆化、氧化,機械磨損、銲接開裂等,且老化情況會受到最初材料使用、設計、施工過程而有差異,因此很難全面評估老化情形,也具有高度不確定的風險。
同樣由西屋電氣(Westinghouse Electric)興建的美國加州魔鬼谷核電廠(Diablo Canyon Power Plant)時常被拿來與核三比較。該電廠曾於2009年提出延役申請,但2011年311大地震引起核災後,當地反核聲浪高漲,魔鬼谷核電廠半徑8公里約有2.6萬人、半徑80公里約有50萬人,且核電站距離斷層不到5公里,引起反核團體憂心。該核電廠管理公司太平洋瓦斯與電力公司(PG&E)於2016年停止延役申請,兩部機組將於2025年如期除役,也將是加州最後一座除役的核電廠。
但隨著停機時間迫近,加州各界開始擔心核電站關閉後將出現電力缺口,也可能導致加州使用更多化石燃料、溫室氣體提高。因此2018年加州議會通過一項法案,要求州政府必須保證核電廠除役後,溫室氣體不會增加,否則州政府將構成違法行為。憂思科學家聯盟的報告指出,若核電廠關閉後,沒有以再生能源滿足電力缺口,加州可能會在2030年有增加1,550萬噸碳排放的風險。
拜登政府上任後,美國能源部認為,關閉核電站將會影響美國的氣候目標,願意提供核電廠延役所需要的資源。2022年8月,加州州長蓋文紐森(Gavin Newsom)提出14億美元經費(約新台幣450億元),擬將核電廠延役5到10年,讓PG&E決定繼續進行停擺的延役申請。
2023年12月加州公用事業委員會已准許核電廠在延役許可審查的過程中,可持續運作到2030年,且核管會也認為,因為魔鬼谷核電廠曾於2009年即提出延役申請,適用「即時更新」規定,審查期間亦可持續運轉。
2023年11月核電廠管理公司PG&E向美國核管會提出延役申請,依照核管會資料,將經過為期約兩年半的安全性審查及環境影響審查,預計可於2025年8月完成延役申請。當地環保團體批評,該核電廠鄰近海底斷層,也面臨老化風險,延役成本高達120億美元(約新台幣3,900億元)相當浪費資源,PG&E則估計延役經費約83億美元(約台幣2,700億)。
不僅延役成本高昂,憂思科學家聯盟也對魔鬼谷電廠緊鄰斷層感到憂心,在風險未知的情況下讓魔鬼谷核電廠持續運轉,無疑是讓周遭居民身處於高度核災危害中。美國核管會則澄清,已有要求魔鬼谷核電廠根據地質調查資料進行耐震補強,經過改善後的魔鬼谷核電廠在耐震、海嘯防護上符合安全標準。
對於斷層擔憂並非杞人憂天,太平洋另一頭的日本,核電廠也面臨緊鄰斷層的風險。2011年日本發生311大地震,引發海嘯導致福島核災,當時有16萬人被迫逃離家園,13年過去官方統計的「避難者」仍約2.6萬人,其餘遠走他鄉的人不計其數。
2015年後,日本開始依照新的安全標準重啟部分核電機組,截至2023年,日本已有12座反應爐重啟運轉,另外有21座正在申請重啟,其餘有21座反應爐則進入停機除役階段,核電占比目前為5%。
值得注意的是,雖然日本走在「核電復興」的路上,但他們對於位在斷層帶的反應爐態度謹慎。即便日本反應爐管制法規並無明確指出位於斷層帶的反應爐無法重啟,但地質資料與斷層仍是重啟審查的一大重點。
位在福井縣的「敦賀核電廠」二號機在福島核災後停機至今,有意申請重啟,但原子力規制委員會8月2日以無法排除核子反應爐正下方存在活斷層、不符合新安全標準為由否決重啟,也是2013年新安全標準上路後,第一個否決重啟的反應爐。
台灣的核三廠就位在恆春斷層上,台電核能發電處副處長張安維表示,核電廠反應爐興建於岩盤之上,地震發生時的晃動會比地表小二分之一到三分之一,且只要偵測到震度5的地震就會自動安全停機。
全球核子風險評估小組(INRAG)的科學家指出,過去認知的「核能安全」很可能是基於核災還沒發生、檢測技術不足所產生的假象,例如過去在福島核災發生前,沒有意識到海嘯對核電廠的危害,過去斷層探測技術不成熟,也無法完整調查核電廠周圍的地震風險。
隨著知識增加和測試?法改進,核電廠的缺陷也不斷被發現,證明既有核電廠設定的安全標準,與實際風險仍有落差,INRAG表示,以現在來看,老舊核電廠當時設計的「安全」只是一種虛無的安全標準,「是假設什麼災難都不會發生的安全標準。」
INRAG強調,由於核安標準提高,目前興建新的核電廠幾乎無利可圖,但正是因為各國放寬對於老舊核電廠延役的安全標準,才讓核能業者會投入延役工作──延役的成本較低是因為安全標準較低,卻讓所有人身處在核安風險中。
全國廢核行動平台發言人、綠色公民行動聯盟祕書長崔愫欣說,核電廠延役並非這麼容易,要花時間審查、環評,不是說修法就能展延,還有很多現實層面要考量。根據2018年台電估計,核三延役要進行新購燃料、新增乾貯空間、老舊設備維護等,費用約需300億元,但崔愫欣認為,這個數字可能被低估。
她指出,老舊核電延役的成本沒有外界所說的這麼便宜,以日本福井縣的美濱核電廠為例,當時延役耗資新台幣450億元進行設備改善,美濱核電廠三號機組於1976年併網,原訂2016年到期,2020年取得20年延役,可運轉到2036年;位於福井縣的高濱核電廠,於1974與1975年併網的一號機、二號機,則耗資新台幣622億元進行安全強化工程,才在2023年重新啟用。
清華大學核子工程與科學研究所教授葉宗洸指出,核電廠要延役,除了要進行壓力容器的檢測,也可能要更換反應爐發電設備中的蒸氣產生器,因為蒸氣產生器是由數百根熱交換管組成,使用久了會有阻塞的情形,會影響到反應爐的發電效率,這是全球反應爐都有的問題,可以視情況進行清理或更換,若更換的話成本會較高,但仍具有經濟效益。
針對環團質疑,核三延役要花費上千億預算,葉宗洸則說,應該要以台電估算為準。根據2014年的報導,台電當時就曾評估核一、核二、核三6座反應爐延役20年,設備更換的費用須350億到400億元,其中核三因要更換蒸汽產生器需要150億元,葉宗洸認為,「即使加上通貨膨漲,延役成本也不可能突然大幅成長。」
談到斷層帶通過核三廠,李敏也說,在發現斷層帶後,核三廠已經做過耐震補強工程,耐震能力已達1.3g,若真的發生如此嚴重的地震,整個南台灣都會有嚴重災情。他也說,魔鬼谷核電站也鄰近斷層,同樣也透過耐震補強持續運轉、申請延役中。
葉宗洸則說,核三不僅有加強防震設計,在福島核災後也將海嘯風險納入評估,加高了核電廠的海嘯牆、提高柴油發電機的高程,也有設置防震洞能進行遠距控制,並提出斷然處置程序,確保災害發生時不會發生爐心熔燬的情況,核能安全經得起檢驗。
針對核廢料問題。李敏指出,目前除了北歐國家有找到最終處置場外,其他所有使用核電的國家都是用乾貯的方式處理核廢料,然後持續尋找最終處置場所,這是舉世皆然,核廢料的問題只是政治問題,而非技術問題,核廢料可能是把問題留給100年後的後代子孫,但火力發電產生的汙染跟碳排,卻是把問題留給明年的後代子孫。
國際能源總署的報告指出,過去50年來,核電減少大約550億噸的碳排放,相當於全球一整年能源相關二氧化碳排放量的兩倍。由於再生能源的發展不如預期,且許多核電廠陸續屆齡,若不進行延役或開發替代能源,將會導致開發中國家更加依賴火力發電,預計到2040年碳排放將會增加40億噸。
葉宗洸透露,核一及核二廠過去都有意要申請延役,台電內部也曾做過延役的評估工作,只是後來非核家園的政策而讓整個計畫中斷。他說,延役雖然需要進行檢測跟設備更新與維護,但台電原本就有在做這些工作,若法規及政治問題可以解決,技術上應沒有太大的困難,核電延役也具有經濟效益。
李敏認為,核電廠延役並不是為了要解決3年內的短期能源問題,而是要邁向未來淨零碳排的重要能源,因為目前台灣有高達8成都使用火力發電,造成大量的碳排放,加上再生能源發展也跟不上減碳路徑,導致台灣的碳排放居高不下,中南部的空氣汙染也愈來愈嚴重,反核的人只看到核安風險,卻沒看到巨大的空汙危害。
崔愫欣指出,台灣人口密集、位處地震帶,恆春斷層更是直接穿過核三廠廠址,面對核災風險比美國、歐洲更高。且核三廠自運轉以來有多次故障紀錄,發生49起異常事件報告、19起違規事項以及7次緊急停機。核三廠方圓30公里內有60,000人,一旦發生核災將難以疏散。
林正原表示,由於反應爐的檢測非常困難,因此許多延役的反應爐實際情況如何並不清楚,延役的風險仍是未知。正是因為風險不明,促使德國等國家走向廢核,但台灣現在又要延役,就好像是我們看不到未來的路會怎樣,卻還是想繼續往前走,將會讓民眾身處在核安風險之中。
在核廢料問題無法解決的情況下,崔愫欣認為,繼續使用核電是一種不負責任的行為,且由於至今仍未找到高階核廢料場址,因此核一、核二、核三的用過核燃料都只能暫時放在反應爐爐心無法取出。
全國廢核平台在反對放寬核電延役的連署中強調,在老舊核電廠的核安疑慮未釐清、核廢料尚未有解決路徑前,核電不應延役,若要討論核電延役,行政院、經濟部、核安會應先提出核電安全分析、地質風險評估等報告,向社會充分揭露延役的風險與成本,立法院也應該啟動核廢料處置立法程序,提出核廢料處理對策,才能夠討論核電延役與否。
長期以來,核能發電因低汙染、低成本而受到能源業者的青睞,但因為技術複雜性而有資訊不對等的情形,且一次又一次的核災,讓愈來愈多民眾質疑核電廠的安全性。民調顯示,每當核災發生,反核的民意就會高漲,但隨著核災的時間遠去,擁核的聲音又會重新浮現。
沒有完美的發電方式,每一種能源都有缺點,相較於火力發電的碳排與空汙,核能發電確實具有低碳排、低空汙的優點,但同時也存在難以承受的核災風險,用過核廢料更要存放上萬年;再生能源雖然碳排低,卻有間歇性的問題。身處在地狹人稠的台灣,不僅要思考多元的發電方式,更要正視節能節電的重要性,若用電無止盡的成長,無論哪種發電方式,這座島嶼可能都難以承受。
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