環安 報告 核能發電

1. 環安報告核能發電 成員：陳孟郁(4A240096) 程昱豪(4A240098) 陳育翔(4A240078)

2. 核能發電的起源和發展 • 核能發電造成的影響 • 核能發電的優點 • 核能發電的缺點 • 取代能源 • 永續發展 備註： 程昱豪-核能發電的起源和發展.核能發電造成的影響 陳育翔-核能發電的優點.核能發電的缺點 陳孟郁-取代能源.永續發展

3. 什麼是核能發電 一、核能和平用途的新紀元 一般人對核能的第一個印象是原子彈，1945年美國在日本投下的2枚原子彈結束了第二次世界大戰。戰後，許多科學家嘗試利用這種能產生巨大能量的新能源，以造福世人。1953年12月8日，美國總統艾森豪在聯合國大會發表演說，強調「原子能的和平用途」（Atoms for Peace），開啟了世人使用核能的大門，而核能發電是其中成長最快的先鋒。1957年，第一座商業用核電廠就在美國賓州開始運轉。世界上第一部用來發電的核反應器是1954年蘇俄的Obninsk APS，容量僅5 MWe。1956年英國建造完成第一座氣冷式反應器（GCR）Calder Hall 1 號機。1957年西屋公司利用核子潛艇的反應器技術，在賓州的 Shipping Port 興建完成第一座商用壓水式反應器（PWR）核能電廠，容量為60MWe。從此人類進入了商業化核能發電的新紀元，世界各國積極地研核能相關技術，進行大規模的合作事宜。1960年，奇異公司設計的第一座容量 184MWe沸水式反應器（BWR）在伊利諾州的 Dresden 核電廠開始運轉發電。1962年， 第一座重水式反應器（CANDU）在加拿大誕生。法國、日本、西德、瑞典等國亦經由西屋公司及奇異公司的技術轉移而建立了本身的核能工業。輕水式商用核能電廠的容量亦自第一部的60MWe級順利發展到今日的1000MWe、1300MWe、乃至1450MWe級。

4. 二、更安全、更經濟的新型反應器 　新型反應器的發展有幾項重要的特色： a)　系統更安全 新型反應器的安全系統儘可能不使用電力，而以自然重力或對流來導熱，即使電廠所有電源都損壞了，反應器仍然安全。以瑞士的SYSTEM80+為代表。他們的風險比現在電廠低10-30倍。而國內各電廠也紛紛提出新的改善計畫以提升安全性，都有長足的進步。 b)　運轉更有彈性 新型核電廠採用世界最高標準的電腦化自動控制系統，譬如法國N-4電廠、核四廠與日本K6、K7電廠，都已採用全數位化控制系統。不只更安全可靠，也可以隨時視情況調整功率。 c)　效率更高 新型反應器使用新的材料與控制系統，可以大幅提高發電效率，不但比燃煤電廠效率高，而且與天然氣廠相等。譬如歐洲的EPWR效率可達42%、美國主導的PBMR甚至可以達到57%的效率。比目前電廠效率提高30% - 68%。 d)　對環境更友善 新型電廠採用整合式廢料處理系統，每年產生的核廢料只有20立方公尺（相當於2坪的小房間），對於環境的負荷更輕。大概是現有電廠的1/2 – 1/3。此外，排放到環境的放射性物質越來越少、溫排水效應也大幅降低。 e)　更經濟 核能電廠的建造成本佔總成本（含廢料處理）的1/2。雖然比火力電廠貴，但往後的每年燃料成本卻只有火力電廠的1/4 - 1/8。但是新電廠的成本幾乎只有現在電廠的1/2到2/3。施工期只有現在電廠的2/3。使得越來越多的國家願意投資核能電廠，也使得核能發電的競爭力越來越強。

5. 三、可以雞生蛋、蛋生雞的快滋生反應器 鑑於地球上的鈾資源畢竟有限，目前世界各國除改善傳統核反應器外，美、法、英、日、德、俄等核能工業先進國家，更進一步發展出可以產生新燃料的快中子滋生式反應器（FBR），它可將現有反應器無法利用的鈾238，利用高能量中子轉化滋生為鈽239，可續作為核燃料，使鈾燃料的利用率提昇為輕水式反應器的60倍。目前最領先的快滋生實驗反應器有法國「超級鳳凰」（Super Phoenix），日本的「文殊」等，預計10年內可以推出商業機種。

6. 核能發電造成的影響 一、任何發電方式均會對環境造成衝擊： 利用化石燃料發電會造成熱污染、空氣污染同時也會排放二氧化碳；水力發電會對生態及環境帶來更大的衝擊及更久遠的影響。水庫的興建，會淹沒大片的區域，造成附近生態的永久改變；人工湖的形成更有可能影響到水庫週邊，甚至更大範圍的氣象。這些改變都是無法復原的

7. 二、會產生放射性物質，若處理不當，對生態及人體造成傷害：二、會產生放射性物質，若處理不當，對生態及人體造成傷害： 核能發電的熱量並非來自燃燒，所以不會造成空氣污染。但是核能電廠在正常運轉時，仍然不可避免的會將極微量的放射性物質排放到外界環境，而且核能發電會產生中低階的放射性廢料，以及具有高強度放射性的使用過核燃料。使用過核燃料中尚有許多可以回收利用的鈾及鈽元素，在可見的未來均有可能成為珍貴的能源。如果這些放射性物質有機會在環境中擴散，亦會威脅到人類的健康，因此必須審慎處理。一般說來，放射性廢料或使用過核燃料處理的技術己經存在，但是最棘手的問題是因民眾的反對，無法找到適當的儲存場址。

8. 三、產生熱污染，對環境造成一定影響： 由於核能發電的熱效率較火力發電為低，故核能發電的熱污染確實較火力發電為嚴重。提高發電機組的熱效率，需增加相當多的設備。設備的裝置費用，可以由因熱效率提高而節省下的燃料費中獲得補償。核能發電的燃料成本較低，故提高核能電廠熱效率所需的設備增購費用，可能無法由節省下來的燃料費中賺回來，故不值得投資。核能電廠熱效率的提高，將使電廠的設計變得非常複雜，複雜的系統必定較易故障。核能電廠的建廠投資成本非常大，任何設備發生故障，均會使電廠無法發電，將會對電力公司帶來較大的財務損失。因此從技術層面來說，核電廠的熱效率絕對可以提高，但從經濟層面考量，則不值得如此做。

9. 核能發電的優點 • 核燃料體積小，所以儲存空間小。 • 不會造成空氣污染。 • 燃料鈾的蘊藏量尚豐且價格合理。 • 核反應所放出的熱量比燃燒化石燃料所放出的能量高（相差約百萬倍）。 • 營運的成本低。 • 核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中，因此核能發電不會造成空氣污染。 • 核能發電不會產生加重地球溫室效應的二氧化碳。 • 核能發電所使用的鈾燃料，除了發電外，沒有其他的用途。 • 核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座1000百萬瓦的核能電廠一年只需30公噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送。 • 核能發電的成本中，燃料費用所佔的比例較低，核能發電的成本較不易受到國際經濟情勢影響，故發電成本較其他發電方法為穩定。

10. 核能發電的缺點 • 核能電廠會產生高低階放射性廢料，或者是使用過之核燃料，雖然所佔體積不大，但因具有放射線，故必須慎重處理，且需面對相當大的政治困擾。 • 核能發電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環境裏，故核能電廠的熱污染較嚴重。 • 核能電廠投資成本太大，電力公司的財務風險較高。 • 核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運轉。 • 興建核電廠較易引發政治歧見紛爭。 • 核電廠的反應器內有大量的放射性物質，如果在事故中釋放到外界環境，會對生態及民眾造成傷害。 • 建造核能發電廠的成本比一般發電廠昂貴許多，電力公司的財務風險必然也是高出許多。

11. 核能發電所排放的大量廢熱 可能引起熱污染，造成海洋生態浩劫。 核能發電廠會排放出比一般石化燃料電廠更多的廢熱，釋放到環境中造成較嚴重的熱污染，如：核能發電二廠在排水口附近曾出現秘雕魚；核能發電三廠，排放出溫水使附近海域的水溫升高，並讓四週的珊瑚死亡，也就是所謂的珊瑚白熱化，這些都是難以挽救的問題，對於保育海洋生態來講有很大的負面影響。 • 放射性核廢料的儲存及去處 核能發電會產生高低放射性廢料和使用過的核廢料，具有強烈的放射線，所以不妥善處理對周遭的環境都會構成嚴重的威脅，且核廢料的存放地點也是另一項重大的爭議，包括環保人士的反對、附近居民的抗爭、還有一些政治問題等。 • 核反應爐的安全問題 雖然說核能發電廠號稱是最為乾淨、低成本的發電工具，然而一旦發生嚴重的意外事故，大量核能外洩將會導致輻射污染與輻射傷害，受到感染之四周生物發生病變不說，遭受輻射污染的土地，必須歷經數百年甚至萬年污染才可能消失。況且，一旦生物遭受輻射污染改變其基因，所造成的異常也往往遺害數代，其代價不可謂不高。如此一來，無疑對核電安全投下一枚更具威脅的不定時炸彈。

12. 取代能源 1.太陽能發電 　環保，永續，乾淨，減碳。在光照充足的地區(例如:太空向陽區、海洋、海岸、空曠岩地...等)，太陽能的供應源源不斷，生產過程不會產生環境污染，又不會消耗其他地球資源或導致地球溫室效應。太陽能能源取自於太陽，來源源源不絕，太陽能為良好能源如同水力或風力，各處皆積極發展太陽能。太陽能設施可採取立體式設施，如同風能設施，可保護許多陸地和生態。

13. ２.風力發電 風力發電廠(Wind Farm)，簡稱風電廠，係利用風來產生電力的發電廠，是屬於可再生能源發電廠的一種。目前，由於聯合國《京都議定書》減少溫室氣體排放協議的關係，世界各國相繼將發展再生能源列為重要目標，而在此情形下，風力發電廠也就成為各國首選的能源發展重點。 　在風力發電廠裝置容量上，現階段世界最大風力發電廠不過30多萬瓩，相較於水力或火力甚至是核能發電機組動輒50萬瓩以上，對大多數國家而言，風力發電廠的裝置容量對整體供電影響不大，對於急需用電的國家而言，風力發電廠顯然並不是一個好的應急發展項目。此外，由於風能無法被控制，風力發電廠幾乎無法時時刻刻都處於滿載發電狀態，雖然提高了裝置容量，卻無法使發電量有效增加，使得風力發電廠幾乎都被當成輔助電力來增加供電可靠度，並無法像核能、火力發電廠來當成基載電力使用。 　在附加價值方面，風力發電廠除了可供給電力外，亦提供了寓教於樂、觀光休憩、環境美化等各項功能。

14. ３.水力發電 水力發電（英文：Hydroelectric power）是運用水的勢能和動能轉換成電能來發電的方式。以水力發電的工廠稱為水力發電廠，簡稱水電廠，又稱水電站。 　水的落差在重力作用下形成動能從河流或水庫等高位水源處向低位處引水，利用水的壓力或流速沖擊水輪機，使之旋轉，從而將水能轉化為機械能，然後再由水輪機帶動發電機旋轉，切割磁力線產生交流電。而低位水通過吸收陽光進行水循環分布在地球各處，從而回復高位水源。 　在電力工業角度來說，水電是調節性最好的電源之一。由於只需一開閘門就立刻可以發電，水電通常在輸電網路中可以扮演承擔調峰、調頻、事故備用等角色。在調節性能這一點上，能夠與水電媲美的只有石油及天然氣發電。 　水力發電相對太陽能及風能等可再生能源，相對穩定，但並不及火力發電及核能發電，原因是水源、流量等會隨季節、氣候改變

15. 永續發展 　永續發展，是指在保護環境的條件下既滿足當代人的需求，又不損害後代人的需求的發展模式。「可持續發展」這個術語使用由布倫特蘭委員會創造已成為最經常被引用的可持續發展的定義：「既能滿足我們現今的需求，又不損害子孫後代能滿足他們的需求的發展模式。 可持續發展不簡單的等同於生態化或者環境保護，一般認為它由三方面內容構成。

16. 可持續發展的三要素 • 環境要素（Environmental aspect） 指盡量減少對環境的損害（Environmental Impact）。儘管這一原則得到各方人士的認可，但是由於目前人類科學知識的局限性，對於許多具體問題就會產生截然相反的認識，例如核電站，支持人士認為它可以減少溫室氣體排放，是環保的，反對人士認為核廢料有長期放射性污染，同時核電站存在安全隱患是不環保的。 • 社會要素（Social aspect） 指仍然要滿足人類自身的需要。可持續發展並非要人類回到原始社會，儘管那時候的人類對環境的損害是最小的。 • 經濟要素（Economic aspect） 指必須在經濟上有利可圖。這有兩個方面的含義，一是只有經濟上有利可圖的發展項目才有可能得到推廣，才有可能維持其可持續性；二是經濟上在虧損的項目必然要從其他盈利的項目上獲取補貼才可能收支平衡正常運轉，由此就可能造成此地的環保以彼地更嚴重的環境損害為代價。