蔡富豐
台灣電力公司核能發電處處長
一、前言-福島事件始末與目前狀況說明
日本福島核能一廠 (Daiichi) 共有 6 部沸水式機組，除了每部機組各配置有一座 用過燃料池（ Spent Fuel Pool ）外，尚有一座共用的用過燃料池及用過燃料乾式貯 存設施。 311 地震發生時， 1 、 2 、 3 號機正在運轉中； 4 、 5 、 6 號機則在大修中；其 中， 4 號機所有燃料均已自爐心移至用過燃料池貯存； 5 、 6 號機爐心已完成燃料裝 填，用過燃料池僅貯存永久退出燃料。
圖 1 、日 本 311 大地震源相與 福島核能一廠 對位置圖
2011 年 3 月 11 日，日本東北地方太平洋近海發生規模 9.0 強震，地震震央與 福島核能一廠相對位置如圖 1 所示，強烈地震引發日本宮城海嘯，初生的海嘯巨浪 最高高度約 5.2 公尺，並未超出日本福島核能一廠海嘯防範設計基準 5.7 公尺，由 於地震時間持續長達 2 分鐘，主震過後發生至少五十起餘震，不同海域發生的海嘯 抵達福島一廠沿岸時，發生設計時未料想到的疊浪效應，海嘯疊浪及溯上規模達到 約 15 公尺，超出其設計基準，海嘯沖毀或淹沒了福島一廠的緊急救援設備 ， 包括 緊要海水泵與緊急柴油發電機等等 ，福島一廠同時面臨兩種最嚴重的情況 ：
1. 「喪失最終熱沉事件 ( 喪失海水冷卻 ) 」與
2. 「全黑事件 ( 喪失所有交流電源 ) 」。
雖然事件發生時反應爐因控制棒插入而急停，但反應爐裡的核燃料因餘熱無法 藉「餘熱移除系統」移除，爐水汽化，反應爐裡的核燃料失去液態水的淹蓋，核燃 料餘熱迫使核燃料持續升溫超過 1000 ℃ ，作為燃料護套材料的鋯金屬在 1000 ℃ 高 溫下與水蒸汽進行激烈的化學氧化反應 ( 鋯、水反應 ) 並產生大量氫氣；由於福島一 廠在嚴重天災襲擊後，工作人員未能依「緊急操作程序 (EOP) 」及「嚴重核子事故 指引 (SAMG) 」進 行三階段搶救，不但導致福島一廠 1 、 2 、 3 號機爐心 熔 毀，且爐 心 熔 毀後繼續熔穿反應器壓力槽底部，過程中因延遲排氣洩壓，也導致圍阻體的完 整性失效，洩漏氫氣，最後 1 、 3 、 4 號機反應器廠房頂部因氫爆而炸毀，放射性物 大量外洩，圖 2 為福島一廠核災事故前、後之鳥瞰圖，圖 3 為福島事故情節照片。
圖 2 、福島一廠 1 、 2 、 3 、 4 號機反應器廠房核災事故前、後之鳥瞰圖
福島核一廠 4 號機反應器廠房在 2011 年 3 月 15 日發生爆炸與 3 月 16 日發生 火災，當時因為用過燃料池冷卻水系統失效，反應器廠房輻射劑量 過高，使得搶救 人員無法得知內部情況，故懷疑燃料池有乾 涸 現象，燃料高溫產生氫氣引發火災， 但事後經過攝影檢查，發現 4 號機燃料池本體、燃料皆無明顯受損現象，日本東京 電力公司 ( 東電 ) 已排除 4 號機用過燃料池燃料發生鋯水反應產生氫氣爆炸的可能 性，由於 3 號機與 4 號機共用排氣煙囪，故推斷 4 號機氫氣爆炸之氫氣來自於 3 號 機； 圖 4 為福島一廠 3 號、 4 號機反應器廠房燃料池災後照片，雖可見廠房爆炸之 水泥塊散落燃料池內，但燃料池水質化驗結果顯示 燃料完整性良好 。
圖 3 、日本福島一廠 311 事故情節照片
圖 4 、福島一廠 3 號 ( 左 ) 、 4 號機 ( 右 ) 反應器廠房燃料池照片
目前東電已著手進行福島一廠除污與除役工作，除污與除役所需的中期至長期 計畫書已由日本「經濟產業省(METI) 」管轄的「自然資源和能源廳(ANRE) 」以及 「核能工業安全廳(NISA) 」等政府機關部門所批准，預計約需30至40年的時間 執行完成。
「 步步淨化措施 」 也已在廠址內實施，東電計劃在 2012 年 3 月以前，完成福 島電廠 1 、 3 號機之廠房包覆工程 ( 如圖 5 所示 ) ，並將已熔穿的反應爐底部孔洞密 封，阻止爐水繼續滲出；避免受污染的地下水滲到大海 的屏蔽水牆則必需在 2014 前完成設置 ( 如圖 6 所示 ) ，接著會以水淹蓋反應爐壓力槽內部，待水淹蓋反應爐上 方 Cavity 後，可打開爐蓋並進行壓力槽內部狀況檢視；在 2015 年 3 月底開始調查 由 1~3 號機反應爐滲出的污染水流向，並進行反應器廠房內部設備之除污工作。東 電的目標是減少公眾和工作人員之輻射曝露量，並同時致力於減少廠外輻射劑量， 將廠址邊界外的有效劑量保持在每年 1 毫西弗以下。
圖 5 、福島電廠 1 、 3 號機之廠房包覆工程正持續進行中
圖 6 、東電目前正將 109 片水泥板放 置在海水取水 口，以防範污染用水 洩漏至外海，該水泥板厚達 32cm ， 重約 4.5 噸
東電福島一廠除污與除役工作計劃分成三個主要階段：
1. 第一階段：將1~4號機的四個用過燃料池的燃料移出
2. 第二階段：從1~3號機三個爐心熔毀的反應爐進行燃料爐渣移除
3. 第三階段：1~4號機電廠設施的除污與除役
東電預定在2013年開始的十年內依序進行4號機、3號機、1號機、2號機燃 料池之燃料移除；在這段時間，東電將決定使用何種後續處理措施和何種廢料貯存 方法來進行未來核電廠的除役工作。
二、311福島事件之教訓與經驗學習：
（一） Ma rk I 型圍阻體歷經改善，用以增強嚴重事故因應能力的必要性得到印證：
圖7、福島核一廠 Mark I 圍阻體設計與反應器廠房佈置
在1960年代，奇異（GE）公司完成Mark I型反應器圍阻體設計(如圖7所 示)，此種設計擁有：建造容易，體積較小、成本較低的優點；奇異並據此開始建 造BWR3、BWR4沸水式反應爐核能電廠。日本福島一廠的6座反應爐中，1~5號 機都是Mark I型設計；圖7為福島核一廠Mark I圍阻體設計與反應器廠房佈置； 圖8為福島核一廠Mark I型核電廠發電流程與壓力容器及圍阻體示意圖。
由於Mark I型圍阻體早期曾被質疑體積過小，延緩事故惡化的能力不足，GE 公司遂針對所有Mark I型圍阻體提出強化圍阻體排氣系統之改善建議，以便在反 應爐過熱的狀況下執行釋壓及注水時，不致破壞圍阻體完整性。
台電公司核一廠採用Mark I型圍阻體，針對Mark I型圍阻體設計缺點，也根 據美國核管會1982發行的「NUREG-0661－Mark I型圍阻體長程安全評估計 畫」，已於1990年前完成全部評估與改善，包括強化抑壓池連通管、增裝排氣硬 管(Hardened Vent)、圍阻體於運轉時充氮等等。福島一廠亦有排氣系統，可惜由於 決策太慢，喪失全黑狀況下開啟閥門所需氣源，以及高輻射環境對人員救援的阻 礙，才造成圍阻體過壓及氫氣累積與氫爆。
圖8、福島核一廠Mark I型核電廠發電流程與壓力容器及圍阻體示意圖
本次 311 日本嚴重核子事故發生後，台電公司除擬訂手動釋壓操作程序， 與 備妥移動式操控動力外，更進一步制訂斷然處置措施，避免爐心燃料 熔毀及 圍阻 體完整性受到破壞，這些措施包括 :
1. 於發生類似福島事故時，藉由開啟反應爐釋壓閥及一次圍阻體排氣，將反應 爐餘熱間接且快速釋放至大氣，不會企圖將反應爐餘熱限制在一次圍阻體 內，避免反應爐餘熱大量累積，衝擊 Mark I 圍阻體結構設計；
2. 嚴重核子事故發生 第一時間內，維持爐心隔離冷卻系統持續注水，以維持反 應爐水位 (使用高、低壓注水)；
3.事故發生1小時內，利用預先規劃的後備注水管路與水源，並藉電源車緊急 電源完成注水準備，必要時進行廠內後備水源注水；
4.事故發生1小時內，利用消防車或生水池被動式重力驅動，藉由規劃中的管 路完成注水準備，必要時進行廠外水源注水；
5.一次圍阻體乾井區平常運轉中充有氮氣或裝設氫氣點火裝置，排除圍阻體氫 爆可能，氮氣或點火電源可經由已規劃的途徑補充。
（二） 日本核電廠原設計並無充足的淡水水源佈置，緊急應變計劃仍以注入海水作為 思考，大型淡水蓄水池未被列入考量；台電公司核電廠備有大型生水池，淡水 水源不致於匱乏。
（ 三 ） 發生較長期之全黑時，廠區無額 外緊急電源或氣源提供動力，反應器壓力槽無 法即時洩壓，導致消防車等低壓力注水設備延遲對爐心注水。台電公司吸收經 驗，已以移動式電源車、柴油發電機、空壓機、氮氣瓶等機動設備，來增強應 變防禦能力。
（四 ） 緊急電源部署失當
東京電力雖曾緊急要求並調度約 50 輛電源車，但因接線器不相容，導致無 法在第一時間派上用場。
台電公司每部機組原設計已配置 2 台水冷式及加裝 1 台氣冷式的 4.16kV 緊 急柴油發電機；每個電廠並額外配置 2 台氣渦輪機 ( 支援 2 部機組 ) ；福島事件 後，另依各廠需求將增購共 6 部 1500kW 4.16kV 電源車、 26 部 200~500kW 480V 移動式柴油發電機；對移動式電源供應器備妥相容的接線箱，並從接線箱 規劃緊急的線路至必要的設備。
（ 五 ） 運轉員未認知的黃金救援時間
依電腦模擬評估，嚴重事故發生後，蒸汽驅動的高壓補水系統會優先起 動，一方面消耗蒸汽 ( 餘熱 ) ，一方面補水至爐心，自動控制的設計應可至少維 持 8 小時運行 ( 目前台電已改善至 24 小時 ) ，必要時可輔以手動操控；但一旦反 應爐在爐心隔離冷卻系統停止運轉後 30 分鐘，爐心就會開始裸露，爐心裸露 2 小時後開始 熔毀塌陷。
反應器壓力槽底部有控制棒、儀器穿越管存在，是反應器壓 力槽的脆弱 點；熔融爐心從掉入壓力槽底部開始，到壓力槽水份蒸乾約需 4~5 小時，熔融 的爐心融渣溫度可達 2500 ℃ ，水份蒸乾後 10 分鐘，爐心融渣即可能熔穿底部 穿越管。福島 1 、 2 號機在爐心開始 熔毀後 5 小時左右即熔穿底部穿越管，故燃 料裸露後，必須依「嚴重事故指引 (SAMG) 」，緊急灌水至一次圍阻體，水位 應達爐心有效燃料底部高度或以上，避免反應器壓力槽溫度上升而熔穿，而福 島事故中，救援人員未即時進行類似緊急救援處置。
台電公司除對運轉人員及相關緊急應變人員均定期施以應變訓練外，福島 事件後已再補強嚴重事故的物理現象認知 訓練。
（ 六 ） 福島一廠運轉人員顯然對「緊急運轉操作程序 (EOP) 」與「嚴重事故指引 (SAMG) 」訓練不足：
福島事故中，救援人員在全黑狀況下，未及時依嚴重事故指引 (SAMG) 進 行三階段救援 :
第一階段目標 ： 爐心水位救援，避免爐心 熔 毀；
第二階段目標 ： 同時對反應器壓力槽內部與圍阻體內部灌水，避免反應器 壓力槽底部熔穿或圍阻體完整性失效；
第三階段目標 ： 輻射外釋量降至最低
台電公司對運轉人員定期辦理「緊急運轉操作程序 (EOP) 」與「嚴重事故 指引 (SAMG) 」演練，並透過各種技術交流或研究發展不斷審視更新這 些程序 與指引；新制定的「斷然處置措施」 ( 如圖 9 所示 ) ，則是以減緩並轉化「事故 (Accident) 」為「事件 (Event) 」的概念 ( 如圖 10 所示 ) ，全力避免爐心 熔 毀；其有 效性也由核研所及清華大學利用電腦軟體驗證，並列為本公司「核電廠壓力測 試」的演練測試項目，相信本公司運轉人員可正確處理類似事故。
圖9、斷然處置措施流程
圖10、斷然處置措施使嚴重事故成為事件
（七） 福島事故中，由於失去全廠與控制室照明，運轉人員在黑暗中產生極端的恐 懼，所以緊急運轉 程序書、嚴重事故管理指引及其相關程序書，應將儀器、照 明、電力等之可能不可用，以及包含電廠狀態不明和高輻射場等異常情況之心 理恐懼因素之消除，納入考慮。
（八） 本次福島一廠 1 至 3 號機事故期間，因延遲排氣，圍阻體過壓洩漏，氫氣嚴重 累積於反應器廠房，並引發後續氫爆；更有甚者， 3 號機與 4 號機因共用同一 個排氣煙囪， 3 號機氫氣被排至 4 號機，導致 4 號機反應器廠房發生氫爆，無 端受害。是以，除圍阻體排氣功能外，氫氣的消除或防範氫爆的措施，以及排 氣過程過濾留滯輻射物質之能力，已為業界探討方向，當然這些均為事故後的 備援措施，重點仍 須放在避免爐心 熔 毀而產生難以處理的大量輻射物質與氫 氣。
三、台電公司於福島事件後之作為
福島核災事件讓核能發電淪為反核人士眼中的洪水猛獸。台電 公司除了忙於回應 外界的質疑，更積極地總動員，第一時間展開核能電廠的「安全防護總體檢」，以負 責任的態度，謙卑的心情，依福島經驗，檢視電廠因應超大天災的能力。從自訂的八 項體檢項目，到併入世界核能發電協會（WANO）的四項建議，最後結合原能會的要 求，演化為短程12大項（64細項），中程1項（4細項）的「全面總體檢」(如表1所 示) ，公司方面並成立「用過燃料池冷卻功能評估專案小組」、「防海嘯評估專案小 組」及「耐震評估專案小組」，來協助處理複雜的議題。
表1、台電於311事件後，自訂的中程一項及短程十二項體檢項目
圖11、台電核電廠5道額外防禦佈置圖
2011年5月初，台電公司交出了運轉中電廠的初評報告，原能會也在當月底發佈 「評估結果確認我國三座核能電廠目前並無重大或立即安全顧慮」的新聞，除肯定台 電公司的努力外，亦有安定民心的效果。的確，國內核能電廠的設計，相較於福島一 廠，除了多擁有五道防護優勢外(如圖11所示)，藉由該事故的教訓，台電公司透過總 體檢，更增加多項的縱深防禦措施，包括額外水源及電源的準備，緊急應變訓練的加 強，耐震及防海嘯能力的提升等等，表2為國際核能組織建議核電廠安全防護總體檢 檢查項目與台電執行項目比較，尤其在陳董事長貴明及徐副總經理懷瓊的運籌帷幄 下，制定「斷然處置程序指引」（URG，Ultimate Response Guideline），建立超過設 計基準事故下，核能電廠完整的防護體系，確保不致重蹈福島事件的覆轍，圖12為台 電人員對嚴重核子事故進行演練。
「斷然處置」在於危機發生之始，立刻執行第一階段的準備，經由明快的決策， 執行降壓、注水、排氣的行動，以確保核燃料不致於因失水而融損。其運作方式，是 讓當值的值班人力，即足以完成第一時間的救援佈置，經由已核准的流程與決策機 制，為了保障民眾健康與安全，在必要時斷然執行「寧可放棄電廠」的行動。「斷然 處置」措施，不但獲得海內外專家一致的肯定，在國際會議報告時，也引起廣泛的興 趣與討論。
表2、國際核能組織建議核電廠安全防護總體檢檢查項目與台電執行項目比較
此外，原能會要求比照歐盟實施的「壓力測試」（Stress Test），也正在辦理中， 預定2012年2月底交出中英文報告，並準備接受外界的視察。
圖12、人員訓練-嚴重核子事故演習
四、釐清福島事件引發的爭議
（一） 爭議論點一 : 福島事件證明核電廠【多重防禦設計】是無效的，台電核電廠也 無法抵擋類似福島事件的天然災害：
圖 13 為 核電廠多重防禦設計概念，但這些設計在福島事件中並沒有有效 遏阻放射性物質外洩， 本次福島事故 實際上 曝露了其核電廠選址的盲點，也就 是低估複合式外部事件可能發生的事故最大規模與頻度， 尤其未能將歷史紀錄 納入其設計考量，殊為可惜。早期的核電廠設計基準亦有盲點，例如 未考量嚴 重外部事件可能導致的共因失效（ Common Failure M ode ），外部事件可能是海 嘯、大洪水等等，讓核電廠不同的救援設備因同一原因而同時失效，這些都成 為福島事故後各核能電廠必須審視的議題。
行政院國科會已於 2011 年 8 月 19 日公布可能襲擊台灣之海嘯震源計 22 組 數據，這些數據經二維海嘯模擬分析，初步結果顯示：各海嘯源對於台灣各核 電廠之最大影響分別為核一廠 2.8 公尺、核二廠 2.5 公尺、核三廠 10 公尺、龍 門廠 3.4 公尺；相較於國科會以 海溝及斷層 錯動來考量海嘯，台電則額外納入 不明原因的歷史紀錄海嘯來設計各核能電廠高程，評估的海嘯溯上高度分別為 核一廠 10.73 公尺，核二廠 10.28 公尺，核三廠 11 公尺，龍門廠 8.07 公尺，而 決定各核電廠位處高程分別為核一廠 11.2 公尺、核二廠 12 公尺、核三廠 15 公 尺、龍門廠 12 公尺，確保海嘯不致對廠區造成溢淹，影響電廠安全運轉。
圖13、核電廠多重防禦設計
核電廠的佈置應基於「確保乾廠址觀念」（ Secure Dry Site Concept ），作 為對抗電廠海嘯、洪水、土石流的一項縱深防禦措施，以及重要安全系統的實 體分離部署和備援的多樣性，並應建立主動式的海嘯警報系統及運轉員面臨海 嘯警報的立即行動導則。
核能電廠 也應將其他複合式外部事件放入電廠的安全分析中加以考量，特 別是有幾種事故會有嚴重而長期的後果者，例如 ： 【核能電廠爐心失水事件 (LOCA) 與全黑事件 (SBO) 同時發生】 、 【沸水式核能電廠爐心失水事件 (LOCA) 與控制棒不能插入事件 (ATWS) 同時發生】、【控制室大範圍失火】；對於這 些事故，有必要發揮想像力，推演事故情節，找出弱點並改善，防止嚴重事故 發生的可能。
（二） 爭議論點二 : 台灣如果發生嚴重的核子事故，依日本 311 經驗，將使台灣人口占 三分之一的北部地區人民被迫撤離：
圖 14 左為福島事故發生後於 4 月 29 日量 測地表輻射劑量分佈情形，在超 過 30 公里的範圍 ( 從內圈數來第 2 圈之外 ) 仍可量到較高劑量的輻射；圖 14 右 為附近居民撤離規劃， 20 公里區域內為【計畫的緊急避難區域】， 20 公里 ~30 公里區域為【計畫的避難準備區域】；如果曝露劑量率超過 20 mSv/yr ，則無 論處於何種避難區域，都被要求離開進行避難，在此原則下，日本官方於是規 劃「依曝露劑量決定之變形計畫性避難區域」，避免疏散人員與幅員過大，社 會資源無法承擔，此種規劃需結合氣象與擴散分析軟體支援。
台灣原能會依據日本經驗回饋，假設台灣同一電廠兩部機組均發生爐心 熔 毀嚴重 事故，但圍阻體與反應器廠房沒有受損，經嚴重事故安全分析，結論顯 示：核一、二廠周遭需疏散之區域範圍，均小於 5 公里，核三廠則小於 7.5 公 里；但在以民眾安全為首要考量下，原能會擴大緊急計劃區域為 8 公里，即可 保守避免廠外民眾受到超過法規規定之輻射劑量；如果反應器廠房與圍阻體也 因氫爆受損 ( 機率極低 ) ，台電公司也可結合氣象與擴散分析軟體，建議主管單 位採行輻射實際分佈情形之變形計畫性避難區域，即可避免疏散人員與幅員過 大，而社會資源仍可承擔。
圖14、福島事故地表輻射劑量分佈情形與避難區域
（ 三 ） 爭議論點三 : 高放射性廢棄物 ( 用過核子燃料 ) 無法處置，遺害萬年
對於高放射性廢棄物的最終處置，國際間一致採行「深地層處置」的方 式，以多重障壁的設計，將用過核子燃料置放於地下數百公尺的穩定地層中， 利用廢棄物體、包封容器、工程障壁及周圍岩層等構成層層保護，使其與人類 生活圈完全隔離（如圖 15 所示）。
經濟合作暨發展組織核能署 (OECD/NEA) 之放射性廢棄物管理委員會，在 2008 年發表地質處置共同聲明，認為透過地表及地下實驗室調查研究，對不同 地質組成或工程材料進行廣泛試驗，累積所得的驗證數據及可靠的模擬分析結 果， 顯示地質處置在技術上之可行性，已是全球性的科學共識，亦認為基於世 代正義，地質處置是為當代人的責任，應予積極執行。
各核能國家之處置場正積極規劃中，其中芬蘭已選定高放射性廢棄物最終 處置場址，目前正進行安全評估等相關建造申請作業，預定於 2020 年開始處 置作業；瑞典亦已選出 Forsmark 高放處置場預定場址 ( 如圖 16 所示 ) ，規劃於 2010 年提出環境影響評估及安全分析報告， 2025 年開始先期處置作業。另美國 新墨西哥州 WIPP 長半衰期放射性廢棄物 ( 含鈾、鈽等超鈾元素 ) 處置場亦已於 1999 年 3 月 26 日開始接收長半衰期放射性廢棄物，顯示應用現代科技是可以 將高放射性廢棄物與人類生活圈永久隔離。
圖15、用過核子燃料之最終貯存概念
圖16、瑞典Forsmark用過核子燃料之直接最終貯存實驗坑道
1. 台電公司對高放射性廢棄物 ( 用過核子燃料 ) 營運規劃：
台電公司對用過核子燃料營運，係參照 國際間的做法，做整體規劃，分 水池冷卻、乾式貯存、直接處置或再處理三階段營運方式辦理，其營運現況 如下：
(1) 第一階段：用過核子燃料之水池貯存
用過核子燃料的水池貯存技術，在國際上已有 50 年以上的安全使用 經驗。台電公司核能電廠所產生的用過核子燃料，目前都貯存於各 電廠內的水池中進行必要之冷卻 ( 如圖 17 所示 ) 。
圖17、用過核子燃料之水池貯存
(2) 第二階段：用過核子燃料之乾式貯存
將經水池充分冷卻的用過核子燃料移至乾式貯存設施，以提供核能 電廠運轉 40 年之需。台電公司已規劃在核一廠及核二廠廠區內興建 乾式 貯存設施，圖 18 為美國用過核子燃料之乾式貯存。
圖18、美國用過核子燃料之乾式貯存
(3) 第三階段：用過核子燃料處理的長程規劃
至於用過核子燃料處理的長程規劃，按照台電公司多年來進行地質 調查所獲得的資料評估，台灣地區具備結晶岩、泥岩等適合的潛在 最終處置岩層，後續將於民國 106 年提出技術可行性評估報告，確 定國內適合之細部調查區域及處置技術之建立； 2055 年完成高階核 廢料最終處置廠。
雖然用過核燃料可以再處理、利用，或許是未來人類不得不賴以倚靠的 能源，惟目前基於成本及防恐考慮，仍以直接最終處置 為考量主流，吾人若 以「文明必然之惡」的眼光視之 ( 如同空污、垃圾 ) 或可釋懷。
（ 四 ） 爭議論點四：德國可以宣佈廢核，日本 54 部核能電廠也幾乎都已停機進行強化 措施，台灣目前備載容量偏高，代表台灣也可立即廢核 ?
福島災變後，德國政府下令將 7 座老舊核電廠停機，再加上 1 座因為改善 投資過鉅問題已經停機的反應器，目前仍有 9 座反應器在運轉中；德國政府決 定等核電廠屆齡，就不再延役，並不是現在立刻全部都廢掉。德國本國產有可 觀 的 有褐煤，電力不足時還可以輕易從歐洲大陸之電網輸入電力； 2011 年 4 月，德國停止運轉 8 座核電廠，法國電力的 輸出因此比去年同期增長了近 43% ； 2012 年 2 月強烈寒流橫掃歐洲大陸，累計至 2 月 8 日，北歐已經有 389 人死於酷寒，報載德國政府也因為寒流來襲，用電量暴增，被迫重新啟用已停 止運轉核子反應爐發電，德國表示：未來將保留已停機的核電廠，平常處於冷 停機備用狀態，短期內不進行除役，專作為德國緊急供電缺口時使用。
日本到目前為止 (2012/01/24) 全國 54 座核反應器，已有 51 座停機中，核能 發電 30% 的國家占比，改由全國電力用量管制政策來因應，公共用電、工商業 與家庭必須嚴格遵守用電配額管制的節約政策，否則將面臨高額的 罰金；核能 發電的停止與節電配額管制使得日本電力公司面臨鉅額的虧損與經濟成長的顯 著衰退，今年夏天停機中的核能電廠如果不能在完成「壓力測試」後獲准起 動，將使日本限電危機面臨更嚴峻的考驗。
台灣現有 3 座運轉中核電廠，去 (100) 年總供電量達 405 億度 ( 如圖 19 所 示 ) 、減碳效益超過 3,400 萬公噸、發電容量因數 93 ％，全年無跳機 ( 如圖 20 所 示 ) ，都創下台電最佳紀錄。在日本歷經核電廠重大災難下，台灣核電廠卻能提 供全島安全、價廉與減碳的用電，功不可沒，實無法輕言廢除，而台灣是孤立 的電力系統，又沒有自產能源，不能立即採取 廢核政策。
圖19、台電核能電廠歷年來發電量與容量因數統計
圖20、台電核能電廠歷年來跳機次數統計
（ 五 ） 爭議論點五： 核電廠爆炸等同核彈爆炸；核燃料等同核子彈是錯誤謬思
核燃料絕不是核彈，商用型輕水式核能電廠所使用的核燃料根本不可能發 生類似原子彈般的爆炸，雖然有些早期核子彈 ( 如廣島核爆 ) 和目前使用的核燃 料都含有可分裂同位素鈾 - 235 ，但兩者的濃縮度相差非常大；核子彈如果使用 鈾 - 235 當引爆原料，濃縮度必須高達 85% 以上，而核燃料濃縮度在設計上法規 限制必 須小於 5% 以下，用過後退出的核燃料內的鈾 - 235 濃縮度更降至 1% 以 下；核燃料濃縮度的限制與鈾 - 235 特殊的物理特性 ( 核分裂後延遲中子的比率偏 高 ) ，使得核燃料 即 使在超臨界的情況下，其功率倍增時間很長；而功率倍增時 間長，代表在最嚴重的情況下，燃料只會發生融化的現象而不會發生爆炸；我 們用一個淺顯的例子作比喻說明，這就好比高梁酒和啤酒一樣，高梁酒因酒精 含量高 (58%) 可以被點燃，而啤酒的酒精含量低 (6%) ，所以根本不可能被點燃 的道理是一樣的；福島核一廠的爆炸是氫氣爆炸，而非核子爆炸，用核彈來形 容核能電廠是錯誤的。
五、福島核災事件後各國核能發展趨勢
（一） 核能工業強國
1. 美國
在美國，發展核能仍是政策優先要務，是歐巴馬政府「多元化能源組 合」的一部分，與太陽能、風力、再生能源發電之重要性並列。美國政府在 日本核災後已加強全國 104 座反 應爐的檢查，並宣布安全無虞，短期內無需 改變核能政策；但美國電力 公司，則對核能高投資風險開始有疑慮，將放緩 興建新核能電廠腳步，而美國頁岩天然氣的蘊藏量極為豐富 ， 已成為廉價且 可靠的自產替代能源，且可為核能發電帶來競爭優勢的碳權並未立法通過， 這些因素都將 使 美國電力 公司重思新的投資方向。日本福島 事件後，觀察家 認為美國「核能復興」可能再次延後； Vogtle 和 V.C. S ummer 可能是僅存的 新核電廠興建計劃。唯截至去年 3 月底，美國有 20 個電廠已向政府申請延 役，另有 15 個計畫申請，美國核管會過去已發給 64 個電廠延役執照；美國 核電業者往「延役」方向邁進，沒有因為福島事件而改變。
2. 日本
對受創最深的日本來說，核災已動搖東京對核能的信心；到目前為止全 日本 54 座反應器，已有 51 座停機中。按照政府的規定，大修完成的機組必 須先通過壓力測試，再向地方政府申請恢復運轉。
福島事件前，日本原先規劃在 2030 年前把核電占比由目前之 30% 提高 到 50% ，事故後則已暫時 維持原狀 ，並準備鼓勵發展太陽能和風力等再生能 源；市場專家說，數座核電廠停止運轉已使日本面臨嚴重的缺電問題，未來 日本將轉向石油和天然氣以彌補短缺的電力供應，並致力節約能源；但出乎 意料的是，日本野田新首相上任第一天即表示：拯救日本經濟「離不開核 電」。日本內閣於 2012 年 1 月 18 日公佈多項確保核能安全相關之法案，日 本目前對其 54 部機組並沒有運轉年限的法規限制，新法案將強制設定核能 電廠使用年限為 40 年，但得申請延長至最多 60 年；惟新法案還需要國會同 意。
日本政 府表示， 311 福島災變後，估計每一座核能機組平均需要花費 2.52 億美元進行改善，提高核電廠對抗天災的能力。核能發電的興建成本評 估將增加 5% ，以 1200MWe 機組為例，每一座核能機組造價約需 56 億美 元，核電廠延役政策將會取代新建核電廠的規劃。
3. 法國
儘管 311 事件後，關於核能的存與廢在歐洲爭論激烈，但核能技術處於 世界領先地位的法國，拒絕放棄發展核能計劃。法國總統薩科齊表示，法國 將繼續捍衛自己的核電工業。據法國媒體 2012 年 1 月 5 日 報導 ，法國電力 公司已宣布，準備投資 100 億歐元用於強化核電廠的安全；法國國 營電力公 司也表示將就全部現有反應爐由 40 年延壽至 60 年進行評估；並規劃更換所 有的蒸汽產生器，核電廠延役政策不變。
（ 二 ） 崛起中之核能大國：中國、印度及俄羅斯
4. 中國
原先根據 UxC 顧問公司基本情境 (base case) 之預測，未來 10 年內中國核 能裝置容量將增加 7 倍，由 2010 年的 10GWe 增加至 2020 年之 80GWe 。但 福島事件後， 2011 年 3 月 16 日中國宣布暫停核准新建電廠計畫，並在完成 興建中核電廠之安全檢查後，才會再核發新建電廠之許可。根據北京最新提 出的政策，可能將原先核能占比 5% 的規劃，降到接近 3 % ， 2020 年可能完 成的核能裝置容量可能放緩至 50GWe ；但中國仍將推動其核能計畫，只是放 慢腳步，同步加強核電廠之安全性，尤其對興建在海岸邊之核電廠的安全性 更為重視。此外，並將依福島事故所習得之經驗更新其核能安全法規。
未來中國核電廠計畫反應器設計之選擇，將會更積極地選擇更先進的第 3 代反應器設計，如 AP 1000 ，取代第 2 + 代反應器設計。
5. 印度
印度政府明白表示其核能計畫將不會受日本福島事件影響，並命令即刻 對該國核電廠進行技術檢查以確保可承受地震及海嘯之影響。
印度表示將進行強化核能安全措施，且仍倡 導核能是清潔 與 環保的能 源，是取代高汙染燃煤的不二選擇；印度計劃到 2030 年把核能占發電比率 從 3% 提高到 13% ，計劃不變。
6. 俄羅斯
俄羅斯政府表示日本福島核廠事件將不影響其核能發展計畫，惟將再研 討日本發生之事件，總理普丁將帶領團隊檢查該國核電廠並分析未來計畫， 此調查已在 311 後一個月內向俄羅斯政府報告，預期俄羅斯國內核能計畫可 能不會受影響，惟根據情勢判斷，俄羅斯將減少其核能技術之出口。
俄羅斯表示：該國仍將尋求於 10 - 15 年內將該國核能發電占比由目前之 16% 提升為 25% 。
7. 南韓
311 福島事件後， 南韓總統指示其政府團隊檢視國內核能機組之安全 性，以及南韓人民所關心之國內安全措施。惟對於南韓興建中 5 部新核能機 組，以及計劃於 2020 年前興建之 4 部機組之政策將沒有改變。
南韓政府表示：經檢查後其國內 21 部核能機組 ( 包括已運轉 33 年的舊古 里 Kori 電廠 ) 皆沒有安全問題。另南韓表示：未來 5 年內計畫支出 1 兆韓元 ( 約 10 億美元 ) 進行核電廠安全設備更新。
（ 三 ） 意見分岐的西歐國家：
1. 德國
德國國會在 2011 年 7 月 11 日正式通過廢核的政策，德國 17 座核子反應 器確定要在 2022 年全部關閉。福島災變後，德國政府下令將 7 座老舊核電廠 停機，再加上 1 座因為技術問題已經停機的反應器，目前僅有 9 座反應器在 運轉中。廢核之後，德國勢必增加天然氣發電廠作為替代，不過德國仍然承 諾將在 2020 年時，減少二氧化碳排放量 低於 1990 年的 40% ；預期德國也將 增加進口電力的機動比率。
2. 西班牙
2011 年 2 月底西班牙通過核能機組延長運轉之法案，在福島事件後該國 對核能政策並無新決議；而西班牙人民黨在 2011 年 11 月 22 日大選正式取得 政權，並宣布將會履行於競選中所承諾的能源政策，即包含核能之多元化能 源使用，不同於 勞 工 社會黨執政時的廢核政策。
3. 瑞士
瑞士上議院在 2011 年 9 月 28 日表決通過廢核政策，將在 2034 年前完全 廢除核能發電。瑞士將以開發水力發電及再生能源來補充不足的電力，必要 時不排除進口電力及重啟 化 石燃料。瑞士電力公司則讚揚政府的務實作法， 採有計畫的逐步減核，而非一次廢除，讓公司有充分的時間因應。
4. 義大利
義大利過去曾有 4 部核電機組，但於 1990 年前陸續停止運轉；義大利 總理貝魯斯柯尼上台後積極推動核電廠計畫，先後與法國及美國訂定合作興 建核電廠的協議，原本計劃 2013 年開始新建四座新核電廠，但福島事故 後，義大利民眾反核聲浪一波接一波，義 大利政府終於頂不過民意壓力，決 定取消在國內新建核電廠的計畫。
5. 英國
福島事件後，英國政府發表了明確的核能政策，致力於核能發展，下一 步要興建新式的反應器機組，這使得英國核能產業相關公司吃下定心丸。英 國能源部長 Charles Hendry 表示：核能發展必須建立在民眾信心上，並藉由 明確的科學證據證實其安全性，交由嚴格及獨立的監督單位控管。如果英國 現階段放棄核能發電，至 2050 年全國能源費用增加多達 65 億英鎊。未來興 建核電廠將有明確的時間排程，接下來的工作為評估 8 處核能電廠預定地 點，及 EPR 、 AP1000 機 組的初期設計評估審查。英國認為過去大力發展太 陽能與風能是一項政策錯誤，太陽能與風能的穩定性與裝置容量都無法滿足 電力的實際需求。
6. 瑞典
2010 年中，右派政府通過取消國內「禁止將老舊且小型之舊反應爐替換 成大型新反應爐」之法案，此政策具爭議性，惟國民仍傾向支持核能電廠。 2011 年 3 月 13 日，瑞典總理宣布上述決定仍將維持。
7. 比利時
比利時政府組閣協商的主要 6 個政黨，暫時同意未來聯合組閣之政府， 不再延長核能發電政策，將採漸進方式廢止核能發電。目前，比利時共有 7 個核電廠，其中最老舊的三個廠將在 2015 年停止使 用，其餘 4 廠則在 2025 年停用。
（ 四 ） 起步中之核能國家
1. 阿拉伯聯合大公國
2009 年阿拉伯聯合大公國與南韓 KEPCO 簽訂 204 億美金契約興建 4 部 APR - 1400 反應爐，將於 2012 年底動工，並預計於 2017 年及 2018 年運轉前 2 部機組，在日本 福島 事件發生後該國仍將持續進行其核能計畫。
2. 土耳其
土耳其因其經濟成長帶動國內能源計畫，該國第一個核能計畫將由俄羅 斯建造，日本福島核廠事件將不會更改其政策，考量日本正忙於救災，土耳 其暫時延緩與日本洽商由日本建造新核電廠。
3. 東南亞國家（越南、泰國、馬來西亞、 印尼、菲律賓及新加坡）
在日本福島事件後，東南亞各國紛紛對計畫中的核能發電踩剎車，但是 從長期的觀點來看，東南亞國家在能源需求快速增加，及 化 石燃料價格增高 的壓力下，終將使核能發電回頭成為東南亞國家選項，即使民眾仍然對核能 具有恐懼的心理。政治人物並未完全排除開發核能的可能性，能源專家認 為，東南亞核能發展大約會遲滯 10 年，但核能發電最後仍然會成為選項。
六、核能發電的價值
（一） 挽救消失中的海岸線 : 核能發電為極低碳能源
自從 1750 年工業革命以來，大氣層中二氧化碳濃度已經增加了 31% ，根 據聯合國政府間氣候變遷小 組（ＩＰＣＣ） 2007 年預測，到了 2100 年，全球 平均地面氣溫將增加 1.1 － 6.4 ℃ ，海平面將上升 0.09 － 0.88 公尺，海平面最終 上升量端視人類採取抑減溫室氣體措施的成效；溫室效應對於整個生態環境及 全球氣候，也將造成深遠而不可知的影響。圖 21 為虛擬台灣因全球溫室效應 持續惡化，海平面上升 3 公尺，可吞噬部份的台北、宜蘭與嘉南平原。
圖 21 、因溫室效應，海平面持續上升，部份台北、宜蘭與嘉南平原將消失
而核能發電是利用一種叫做「鈾」或「鈽」等元素，當作核燃料的發電模 式。 當核燃 料裡面的「鈾 - 235 」或「鈽 - 239 、 241 」同位素受到慢速中子的撞擊 後，原本的原子核會分裂成較小的原子核，並且放出大量的熱能，利用這些熱 能使水變成水蒸氣，帶動發電機，產生電力，供應給大家使用，整個發電過 程，不會產生任何溫室氣體，故核能被視為解決全球溫室效應的重要選擇。
（ 二 ） 核能為準自產能源，可確保國家能源部份供應之安全
世界人口到 2045 年將達 95 億，人類的生存必須倚賴能源，能源供應的安 全在確保整體國家人民生存的安全，而能源供應安全之措施應以 : 「保障經濟體 系正常運作，避免突發性的供應中斷，並能提供社會可 接受之能源價格」為目 標。
我國進口能源依存度已達 99.2 % ；石油依存度達 51 % 且近乎全部仰賴進 口，台電在 2011 年電源裝置容量中，煤占 29 % ，燃氣占 37 % ，燃油占 8 % ( 如圖 22 所示 ) ；而台灣島內石油安全存量只有 60 天、燃煤為 30 天、燃氣則僅 有 7 天，萬一海運中斷超過安全期，社會安全與產業秩序恐難確保。我國目前 核能發電裝置容量占比為 12% ，但實際發電占比達 19 % ，核燃料雖是進口能 源，但因其體積小、能量密度高、運儲方便，填換燃料一次即可運轉 18 個 月，所以我國建立有三年鈾料安全存量及一機組一批次庫存核 燃料，不會受短 期的天災或國際局勢影響，故可視核能為準自產能源；中、韓兩國也都因考量 「能源來源、補給與價格安全性」，持續提高核能發電比例，若我國也能適當 的維持核電比例，將對能源供應安全有極大的助益。
圖 22 、台電電源裝置容量佔比
（ 三 ） 核能供電價格穩定能支持經濟永續發展
台電公司 2011 年，以核能電廠及其他型式電廠的單位電力燃料成本計算顯 示，核電的成本最低，詳表 3 所示，核能電廠燃料成本僅占發電成本 21.3% ； 假設燃料因國際情勢干擾而價格波動，台電公司所有進口燃料成本皆同步增加 1 倍 ，核能發電燃料成本仍可維持在 0.3 元 / 度以內，但天然氣發電成本則暴漲 至 5 元 / 度以上，燃煤發電燃料成本則漲至 2.8 元 / 度左右，核能發電成本相對於 化 石 燃料低且穩定，可以穩定支援經濟的永續發展。
表 3 、 2011 年台電公司各類發電燃料成本分析表
（ 四 ） 核能發電與再生能源、頁岩天然氣比較
很多環保人士提倡再生能源，包括生質能、風力與太陽能 ( 如圖 23 所示 ) ； 以廢棄物生產的生質能技術與產量都有長足的進步，但目前大都還是以液態燃 料型式直接進入能源市場，以發電型式消耗的產量仍屬有限； 而根據美國能源 部委託國家再生能源實驗室 (National Renewable Energy Laboratory, NREL) 評估 發現：「太陽能及風力發電系統因受氣候影響，在沒有儲能設備下，其容量因 數約 20 至 30% ，如果太陽能及風力發電占系統供電比例達 10% 以上，其可靠 度會對整體供電系統產生衝擊，且價格過高之再生能源將被電業自由競爭市場 所淘汰，除非政府以碳稅或其他方式補助」，歐洲少部份國家太陽能及風力發 電比例超過 10% 以上，但整個歐洲大電力網，太陽能及風力發電比例仍然控制 在 10% 以下。
我國風力發電系統在 夏季用電尖峰期時的供電能力比較差，約為冬季容量 因數的一成，風力發電機組明顯無法在我國電力需求高峰的夏季擔當重任。
中國與美國因內陸人口稀少之土地資源豐沛，於是在水資源極度缺乏與工 業化程度較低之地區發展太陽能與風力發電；但是台灣沒有類似的土地資源， 目前台灣雖鼓勵建築物加裝太陽能設備，但是一般家庭之尖峰用電都是在太陽 下山以後，太陽能設備的確受到日照時間限制。
圖 23 、太陽能與離岸風力之利用
再來談談頁岩天然氣，由於科技的進步， 2011 年，一種新的頁岩天然氣商 業開採方法問世，運用水和化學物注 入地下頁岩層，可以將頁岩天然氣順利提 取出來 ( 如圖 24 所示 ) ；估計全球可開採的頁岩天然氣蘊藏量可以供應使用達 250 年。根據國際能源總署（ IEA ）最新的評估報告指出，未來 25 年間將是天 然氣的「黃金年代」，天然氣發電在福島事件後，已成為熱門投資重點，預估 天然氣的需求量將會大幅成長 50% ，到 2035 年時佔全球能源總需求量的 21% 。不過國際能源總署也警告，天然氣雖然相對於煤與石油是比較清潔的能 源 ( 碳排放較低 ) ，但仍然屬於 化 石燃料，會排放溫室氣體，無法降低對氣候變 遷的威脅，而且頁岩天然氣源主要分佈於中國與美國，但對台 灣島國而言，天 然氣仍存有運輸與儲存的限制與困難，頁岩天然氣或許吸引投資者目光，但不 能完全取代核能。
圖 24 、深層頁岩天然氣之分佈與開採利用
或許各種能源在供應安全、環保問題及經濟成本上均各有優劣勢，無法偏重或 偏廢；但從島國國家總體能源發展，核能發電是目前唯一能兼顧「能源供應安 全」、「穩定支持經濟發展」與「低碳無污染環境保護」之最重要電力能源。
七、結語感言：核能從業人員的使命
福島事件後「核電總體檢」期間，台電公司核能從業人員發揮核能一家的精神， 由各部門依所負責的主題，召集電廠同仁共同檢討，取得一致的改進方向，其成果的 完整性，對策的有效性，以及改善行動的迅速性，比起其他國家有過之而無不及，這 是大家以確保核能安全為己任，殫精竭慮、不眠不休，才得以致之。雖然新出爐的政 府能源政策，已不考慮運轉中核能電廠的延役，但我核能從業人員對安全的承諾，不 但不能因此鬆懈，反而因福島教訓，更應恪遵保守性決策，避免人為疏失，做好應變 準備，從預防事故的發生（Prevention），進一步要有能力抑減事故的影響 （Mitigation）。
核能從業人員不必因目前現實環境的反核氛圍而喪志氣餒、妄自菲薄，反而應 諒解民眾的恐慌而更須堅守崗位、克盡職守。台電公司核能人員連續第二年的無跳機 紀錄，以及再次跨越400億度門檻的供電實績，不論對穩定電網，減少公司虧損，或 是減碳的實績，都證明我們已善盡社會責任，對國家作出了重大貢獻。
