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财团法人海峡交流基金会

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两岸合作推动核电安全 文╱潘钦《交流杂志100年6月号第117期(历史资料)》

前言

  日本东北外海于二○一一年三月十一日下午发生规模九‧○大地震,并引发福岛第一核能电厂地区十四公尺大海啸,导致该厂七级核灾,造成大量放射性物质外释。日本政府撤离该核电厂半径二十公里的居民,以确保其健康与安全。福岛核灾后,核电厂安全更受到大家的重视。原子能委员会即限时要求台电公司对各核能电厂进行安全总体检,运转核能电厂的台湾电力公司已依原能会要求及世界核能发电协会建议,积极检视运行中与在建中的核电机组,相信可再进一步提升国内核电厂机组的安全。
  值此之时,海峡对岸的大陆亦积极发展核电,其东南沿海靠近台湾的浙江、福建与广东省,目前有十一部机组运行中,十六部机组在建中,其安全同样受到国人的重视。因此,提升核能安全,保障民生福祉即成两岸共同追求的目标。本文首先回顾我国核电的发展现况及大陆核电的建设,进而对两岸在核安合作的方向提出建言。

一、我国的核电发展回顾与现况

  一九五三年十二月八日美国艾森豪总统在联合国大会以原子能和平用途(Atoms for Peace)为题发表专题演讲,之后美国也启动原子能和平用途的计划,提供核能技术与材料给世界上没有核能技术的一些国家,发展从事原子能和平用途研究。
  在美国的协助之下,我国亦于半世纪前开始原子能和平用途的研发,首先于一九五五年成立原子能委员会,研究与发展原子科学与技术,并负责国内核子设施与辐射作业场所的安全监督,确保核能与辐射应用的安全。接著,一九五六年国立清华大学于新竹复校,设立原子科学研究所,并筹建清华水池式反应器。该反应器于一九六一年四月首次临界,开始我国原子能新纪元。之后,清华大学先后成立核子工程学系及研究所,以及原子科学院。再之后,原科院又扩充成立辐射生物研究所及原子科学系,培育核能人才并从事核能安全与辐射应用与防护相关的研究。
  为进一步协助台湾电力公司的核能发电计画培育人才,原科院更自一九六八年开始,成立核能发电建厂与维护营运人员训练班,培训台电公司从火力部门所招募的工程人员为核能工程师。从一九六八年至一九七八年,总共培训了五百三十四人(注1)。
  有了这些优秀人才为基础,核能一厂于一九七一年兴建一、二号机,分别于一九七八年的十二月与一九七九年七月顺利商业运转;核能二厂则于一九七四年开始动工,一、二号机分别于一九八一年的十二月及一九八三年的三月商转;核三厂于一九七八年动工兴建,一、二号机分别于一九八四年七月及一九八五年五月完工商转。六部运转中的核能机组,核一厂与核二厂采用沸水式反应器,核三厂则采用压水式反应器。三个核电厂六部机组之总额定功率为五‧一四四百万瓩(GWe),二○一○年提供全国大约一九‧三%的电力,达四百亿度。
  核能一厂一号机组于一九七八年商转至今已超过三十载,最后商转之核能三厂二号机组亦已运转超过二十五年。二十余年来,运转中的六个机组之安全绩效逐年显著提升。图一及图二显示,六个机组的异常事件与非计画性停机(即一般所谓的跳机)从一九八九年至二○○九年大致呈指数的递减,异常事件从一九八九年三个电厂约两百次减少至二○○九年的约十次;非计画性停机亦从一九八九年令人疑虑的二十余次减少到二○○九年的一次,二○一○年更减到零次。
  此外,原子能委员会效法美国核管会核能电厂安全绩效红绿灯制度的各种视察与绩效指标,亦皆呈现无安全顾虑的绿灯,如图三所示。安全绩效的提升亦反映于运转绩效的提升。的确,六部运转中的机组发电量与容量因素亦逐年提升如图四所示。二○○九年发电量达三九九‧八亿度,容量因素达九二‧一七%,在国际核工协会(Nuclear Engineering International)的运转绩效评比排名第四。二○一○年更突破四百亿度,容量因素创下九二‧三二%的新高。在低放射性废弃物减容方面,在采用原子能委员会核能研究所的固体废弃物减容技术后,废弃物之桶数亦呈指数递减,如图五所示,这是台电公司另一项傲人的绩效。
  我国核能安全与绩效之提升,除了核能电厂严谨与良好的设计之外,下列的因素亦有重要的影响:
  1.核电的法规与架构日趋完善。因此,管制的原子能委员会可以更合理而周全的管制核能电厂;电力公司也致力于自我的安全管理。
  2.核安文化的建立。电力公司及管制单位均以安全为最优先的考虑,尤其电力公司训练员工安全优先、尊重程序,并针对事件之发生或设备的故障等进行肇因分析,不让相同错误或故障重复发生。
  3.国内研发能力的提升。国内核能研发与教学单位安全分析能力的提升,协助电厂安全分析工作的进行,因而提高安全运转的绩效。
  4.国际合作。原子能委员会与美国核能管制委员会针对核能管制议题合作,台湾电力公司亦与世界核能发电协会(World Association of Nuclear Operators, WANO)及美国核能运转协会(Institute of Nuclear Power Operations, INPO)合作机组营运,透过同业评估、技术支援与人员派驻,提升核电厂的安全及可靠度。台湾电力公司也参与美国电力研究院研发专案,引进新的检测技术或评估方法,使其技术水准与世界同步,确保核能安全。此外,台美每年举办民用核能会议,台日每年举办核安会议,从事交流并互换安全与运转资讯,亦有助于核能安全的提升。
  5.资讯透明与全民监督。原子能委员会与台湾电力公司均依法将核能资讯透明化,让全民了解核能管制与核电厂运转与安全的资讯,形成全民监督,有如民间的原子能委员会(注2),有利于核能文化的落实,并提升核能安全。
  6.培育优秀的核工人才。学术单位,如国立清华大学,在我国核能发展各阶段所培育的优秀核工人才,成为管制单位、研发及营运单位的骨干人才,对于核能安全的维护亦非常重要。
  这些提升核能安全与绩效的作为值得与海峡对岸分享。

二、大陆的核电发展现况

  由于大陆煤源丰富,其能源结构以煤为主,达六八%;油次之,占一九%;天然气占四%;再生能源与核能则占九%(注3)。燃煤会放出大量的二氧化碳及其他的污染物质。燃煤发电每一度电会排放九七五克的二氧化碳,再加上大陆经济的成长,大陆温室气体排放成为国际注目的焦点。
  近年来,大陆积极发展再生能源与核能发电,二○○六年,大陆修改其核能政策从「适度发展」到「积极发展」。胡锦涛主席更于二○○九年联合国气候高峰会承诺,大陆于二○二○年时,非化石能源将达一五%。这与现在的九%相比,核能与再生能源仍有很大的成长空间。因此,大陆发展再生能源与核电的脚步非常快,直到最近日本发生福岛核灾,才暂缓新核电机组的审批。
目前大陆有十三座核能机组运行之中,额定功率为十一百万瓩,提供全国约二%的电力。这十三部机组分别是中国广东核电公司(China Guangdong Nuclear Power Holding Co., CGNPC)运转之广东大亚湾核电站两部,广东岭澳三部;中国核工业集团(China National Nuclear Corporation, CNNC)之浙江秦山核电站第一至第三期共六部,以及江苏田湾第二期的两部。这些机组包括法国与大陆自行设计的压水式反应器(Pressurized Water Reactor, PWR)机组,加拿大设计之CANDU-6反应器机组,以及俄罗斯设计的VVER反应器机组(注3)。
  为达到二○二○年非化石能源达一五%的目标,大陆原规划于二○二○年时,核电的装置容量达八十百万瓩,提供全国约五%的电力。目前建造中的核能机组共二十四部(国际原子能总署的统计则为二十七部),总额定功率为二七‧二百万瓩,是目前全球最积极从事核电建设的国家。
  这二十四部在建机组,包括CGNPC的广东岭澳二期一部,辽宁红沿河四部,福建宁德四部,广东阳江两部,广西防城港一部共十二部机组(以上皆为大陆自行设计的CPR 1000),以及广东台山的两部(法国Areva之EPR),CNNC之浙江秦山二期扩建一部,浙江海盐方家山(秦山扩建)两部,浙江三门两部,海南岛昌江一部,福建福清两部(其中三门两部为西屋公司提供之AP 1000,其余为压水式反应器)共十部机组,再加上中国电力投资集团(China Power Investment Corporation)于山东海阳核电站兴建的两部AP 1000。大陆运行与在建中的核电机组分布如图六所示。
  浙江、福建与广东共有十一部机组运行之中,十六部机组在建之中,比例甚高。这些机组与台湾的距离较近,其核能安全与台湾息息相关。目前运转中与在建中的机组额定功率接近大陆二○二○年的初步目标,但离八十百万瓩的最终目标仍有段距离,未来将增建更多机组。福岛核灾使大陆放慢脚步,暂停审批,但相信会在检视各厂安全之后,再恢复核电厂建设,并进一步向内陆扩散。
  大陆原订的目标是二○三○年,运行与在建核电机组达两百座;于二○五○年时,运行与在建机组达四百座,将成为全世界拥有最多核电厂运行的国家。此外,他们也注意到核燃料的限制及铀资源的有效使用,最近宣布完成用过核子燃料再处理,并开始研发快滋生反应器,目前北京近郊已有实验快滋生反应器运行之中。
  大陆的核电营运者也强调核安文化。以中广核为例,该公司的核心理念是「安全第一,品质优先,追求卓越」,提供「深度防御」为其安全管理的特色,并建立团队精神。的确,中广核营运的核电机组,如大亚湾一号机、岭澳一、二号机与法国同型电厂或美国的机组之绩效评比皆有突出的表现(注3)。大陆的核电管制单位(即环境保护部之核安全局)的资讯也相当透明,其网站提供丰富的资讯,包括近几年的年报,提供大众参考。
  此外,为了因应大陆蓬勃的核电计画所需之核工人才,传统有核工系的学校如上海交通大学与西安交通大学都扩充原来的学系为学院,增加招生名额;也有许多学校增设核工或核科学系所或学院,如中国科技大学、广东中山大学与厦门大学。根据统计,大陆最近增加核工或核科学系的学校已由传统之北京清华大学、上海交通大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学扩充至三十余所大学。然而,核工学系的师资有其特殊性,师资之培育需要时间,这些新增或扩充的核工学系普遍有师资不足的困扰。因此,如何培育充足而优良的核工师资,对于大陆核工教育品质保证与未来核电永续发展相当重要。

三、两岸可能的核安合作

  提升核电安全,保障民生福祉是两岸共同追求的目标。两岸发展核电的历史不同,但目前两岸核电的安全与运转绩效良好。两岸应可透过积极的合作,进一步提升核电安全。我们建议的作法如下:
  1.效法世界核能发电协会的运作,建立两岸核能发电合作平台,其宗旨是透过两岸积极合作,经由相互支援、运转经验分享、核能资讯交换、甚至共同研发,以提升两岸核电机组的安全与可靠度。台湾目前采用的反应器包括沸水式及压水式反应器,大陆采用的反应器则为不同设计之压水式反应器,包括大陆自行设计者,亦有法国、俄罗斯、加拿大及美国设计者,其安全设计机制与原理虽相近,但安全系统的设计却有很大的不同。两岸的积极合作即可增进对彼此核能系统的深入了解,共同支援与紧密合作才可行,两岸核电安全更可进一步提升。
  2.核电事故时,建立机制共同减少事故的后果。本次福岛核灾显示,核灾发生时,资讯的透明与及时的相互支援将可显著减少事故的后果。因此,两岸的核能发电合作平台亦可建立机制,彼此即时交换核安与辐射侦测资讯,并设立核安支援中心,储备重要支援物质或设备,如硼液、大型吊车、备用发电机、水泵、热交换器等等,以为应急救灾之用,显著减少甚至消弭事故后果。未来该中心亦可以扩充为东亚区域核安支援中心。
  3.国际原子能总署(IAEA)在核子保防及保安与核能安全均扮演重要的角色。然而,我国并非联合国会员国,无法参加IAEA正式会议、获取核能资讯或援助。基于核安无国界的理念,大陆不仅不应阻挠,更应协助我方参与IAEA的活动,以提供建言并获取相关核能资讯与援助。相信,这对于两岸核安的提升将有很大帮助。
  4.两岸合作培育核能师资。优秀核能人才是确保核安的第一道防线。大陆因应核电计画的扩张,需才孔急。大陆各大学增设的核工院系所如雨后春笋,然却苦于师资不足,难以确保教育品质。惟师资培育不易,在最近一次两岸核能教育论坛,上海交通大学的杨燕华教授曾倡议成立核能教师培育中心。两岸的清华大学核能师资相对充足且富有经验,可以合作带头进行是项任务。

参考文献与附注


1.国立清华大学原子科学院策划整理,黄钧铭主编,原子能与清华,第一及十一章,国立清华大学出版社,台湾新竹,二○一一年。


2.行政院吴敦义院长二○一一年四月二十一日于原子能委员会举办之「核电厂紧急事故整备与应变公听会」致词时的用语。


3.Wenquan Hu, "Fulfill China's Commitment on Energy Savings and Emission Reductions. Enhance the Safety and Nuclear Power Campaign.", Pacific Basin Nuclear Conference, Plenary Talk, Cancun, Mexico, October, 2010.

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