核能發(fā)電的經(jīng)濟效益課件

核能大綱一、核能發(fā)電的原理二、臺灣的核能電廠三、核能發(fā)電的特性四、核能發(fā)電的經(jīng)濟效益五、核能電廠的安全六、核能發(fā)電的國際趨勢七、各類能源發(fā)電的比較一、核能發(fā)電的原理核能發(fā)電的原理和水力、火力發(fā)電廠有同樣的共通點，就是設法使渦輪機（turbine）轉(zhuǎn)動，以帶動切割磁場，將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生電能。其中主要的不同點在於推動渦輪機所用的動力來源。水力電廠以大量的急速流動水（例如由水壩或瀑布引出）直接推動渦輪機，而核能電廠與火力電廠則利用大量高溫、高壓之水蒸氣推動渦輪機，其中核能電廠是靠核分裂所釋放出的能量、火力電廠則是靠燃燒煤炭、石油或天然氣等化石燃料以產(chǎn)生蒸汽。

一、核能發(fā)電的原理核能發(fā)電利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應所產(chǎn)生的熱，將水加熱成高溫高壓，核反應所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬倍），比較起來所以需要的燃料體積比火力電廠少相當多。核能發(fā)電所使用的的鈾235純度只約佔3%－4%，其餘皆為無法產(chǎn)生核分裂的鈾238。一、核能發(fā)電的原理核能發(fā)電與核子武器完全不同，主要差別在於：1.核能發(fā)電藉著控制棒來控制能量釋放的速率，使能量慢慢釋放出來；而原子彈要的就是不受任何控制的瞬間爆炸。打個比方，核能電廠就像比VOLOV更重視安全、有7重煞車(註)的高級房車能跟一輛沒有煞車橫衝直撞的貨櫃車相提並論嗎？2.核能發(fā)電用的是3-5%濃度的核燃料，與原子彈使用濃度90%的鈾235，後果當然不同！比方來說，淺酌一杯冰啤酒能消暑解渴，如果喝一杯濃度90%的藥用酒精，恐怕就得送醫(yī)急救了。(註)核能發(fā)電的7重安全煞車，包括：低濃度核燃料、控制棒、先天安全的反應度設計、厚達30公分的反應器爐體、緊急硼液注入反應器、6套緊急爐心冷卻系統(tǒng)、厚達2公尺的圍阻體。一、核能發(fā)電的原理核能發(fā)電簡圖（與火力發(fā)電一樣，只是產(chǎn)生水蒸氣的方法不同）二、臺灣核能電廠目前我國有3座運轉(zhuǎn)中的核能電廠，供應全國民眾高品質(zhì)、安全穩(wěn)定與清潔的能源。核能發(fā)電是我國電力供應鏈中不可或缺的一環(huán)。全國發(fā)電能量（又稱裝置容量）約為32,000仟瓩，其中核能發(fā)電佔16%容量，竟發(fā)出22%的電力。天然氣發(fā)電有19%容量，卻只發(fā)出14%的電力。所以核能發(fā)電的效能，不只是天然氣的1.8倍，也是所有發(fā)電方式之冠?？梢姾四馨l(fā)電的競爭力遠在各種發(fā)電方式之上。三、核能發(fā)電的特性核能是最安全的發(fā)電方式

核能電廠有7重安全裝置，可以把事故發(fā)生機率降到最低。核能電廠的安全度遠遠超越其它人為及天然意外事故，100座核能電廠發(fā)生事故造成死亡的機率和慧星撞擊地表造成傷亡機率一樣低。2.核能是最尊重生命的發(fā)電方式

世界能源協(xié)會（WEC）統(tǒng)計1970至1992的22年間，全球發(fā)生了2次重大核能事故，即美國三哩島事件與蘇聯(lián)車諾比爾事故，共有31人死於這些事故。三、核能發(fā)電的特性「分析1969-1996年發(fā)生的1,943次重大能源事故，其中與石油有關(guān)的死亡為15,000人、與煤有關(guān)8,000人、與水力有關(guān)5,000人?！埂Ｈ绻容^單位電力供應造成人員傷亡，火力與水力發(fā)電都超過核能百倍以上。3.核能是對環(huán)境最友善的能源

外部成本（ExternalCost）是評估能源使用對於環(huán)境衝擊大小最客觀的量化基礎，所有權(quán)威的外部成本分析結(jié)論都指出：核能在主要能源中外部成本最低，燃煤發(fā)電是核電的10倍以上、天然氣發(fā)電也是核電的4倍。三、核能發(fā)電的特性4.核能是目前唯一具有經(jīng)濟效益的永續(xù)能源

相對於石油在40年、天然氣在60年內(nèi)耗盡，核能可以多種燃料供應，幾乎取之不盡用之不竭。而且可以最經(jīng)濟的方式供應全人類無盡的水資源與氫能源，成為真正的永續(xù)能源。5.核能是最經(jīng)濟的能源

根據(jù)臺電與美國能源部分析各種能源發(fā)電成本（內(nèi)部成本），核能遠低於其他發(fā)電方式，每年為臺電淨賺232億。三、核能發(fā)電的特性假如要以其他火力發(fā)電取代，單7年的代價高達4,000億到1兆。相當於我國每位國民每年損失4,800–7,800元（每戶每年損失19,000–31,000元）、2-4倍於行政院「擴大就業(yè)基金」規(guī)模，或10-18倍於健保虧損。6.核能是我國實踐二氧化碳減量目標的唯一希望

溫室效應造成的全球氣候變遷是人類文明最嚴峻的考驗，二氧化碳減量是必然的國際義務。核能發(fā)電每年為我國減少3,000萬噸排放，20年間，總共為臺灣減少6億噸排放。幾乎減少的13%的CO2的排放。不止每年替社會節(jié)省3,940億的碳稅，如果少了核能，我國不可能達到減量目標。三、核能發(fā)電的特性美國經(jīng)驗顯示，二氧化碳減量貢獻，有40%要靠核能、其他所有電力的改善加起來只有10%；要靠再生能源（4%）與節(jié)約能源（9%）來達成目的，簡直是癡人說夢！7.核能是最穩(wěn)定的能源

根據(jù)美國分析各種發(fā)電方式的容量因素（即每年能發(fā)電的時間比例），核能平均高達91%，燃煤只有68%、燃氣與風力都只有30%。如果要用風力來取代核能，必須投資3倍的機組。只有核電廠像7-11永遠為您提供最穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟的服務。三、核能發(fā)電的特性8.核能是國家安全的基礎

核能燃料只需1架飛機就可供應18個月運轉(zhuǎn)所需。如果使用天然氣取代核電，每2天需要3萬噸的天然氣船供應；萬一停運，只有全國限電一條路。全國工商生產(chǎn)、每天上百億的經(jīng)濟活動，居然放在一、兩艘天然氣船的供應上，您安心嗎？四、核能發(fā)電的經(jīng)濟效益核能發(fā)電是最經(jīng)濟的能源，無論是營運的內(nèi)部成本，或是代表環(huán)境負擔的外部成本。

從內(nèi)部成本（InternalCost）來看，核能發(fā)電的確是最經(jīng)濟的能源，所有核能使用國家都贊同。我國各種主要發(fā)電方式成本如表。根據(jù)資料，臺電核能部門發(fā)電量佔23%，卻替該公司淨賺232億元，佔該公司當年稅後盈餘的94%！能源消耗成長率壽命終期時間（年，以2001年為基準石油煤炭天然氣維持0%成長3821661維持2%成長288138維持3%成長256634維持5%成長204827四、核能發(fā)電的經(jīng)濟效益外部成本（ExternalCost）是評估能源使用對於環(huán)境衝擊大小最客觀的量化基礎，所有權(quán)威的外部成本分析結(jié)論都指出：核能在主要能源中外部成本最低，燃煤發(fā)電是核電的10倍以上、天然氣發(fā)電也是核電的4倍。（關(guān)於各種發(fā)電方式的外部成本分析結(jié)果，無論內(nèi)部成本與外部成本，核能都是最經(jīng)濟的主要能源。)四、核能發(fā)電的經(jīng)濟效益溫室效應造成的全球氣候變遷是人類文明最嚴峻的考驗，二氧化碳減量是必然的國際義務。核能發(fā)電每年為我國減少3,000萬噸排放，幾乎減少的13%的CO2的排放，相當於每年替社會節(jié)省3,940億的碳稅。更重要的是，口口聲聲要善盡國際義務的我國，不知道拿什麼可以在2010年達到京都機制的減量目標？

四、核能發(fā)電的經(jīng)濟效益化石燃料是地球幾十億年累積下來最珍貴的資產(chǎn)，更是現(xiàn)代人類文明的基礎，他們枯竭，人類文明也不可能發(fā)展。在化石燃料那麼廣泛的用途中，為了發(fā)電而燃燒化石燃料其實是最愚蠢、效益最低的一種。英國石油公司估計，全球煤只能供開採219年、石油是41年、天然氣64年，不過這只是用現(xiàn)在的消耗率來計算。世界能源協(xié)會分析，未來20年全球能源需求年成長率約為2%。但因為各國採用天然氣做為CO2減量措施，使得其消耗成長率高達3%。五、核能電廠的安全核能電廠安全顧慮

核能電廠運轉(zhuǎn)時，反應器內(nèi)不斷進行核分裂反應，並產(chǎn)生放射性分裂產(chǎn)物。如果這些放射性物質(zhì)外釋，可能會污染環(huán)境。因此如何防止這些放射性物質(zhì)外洩，就是核能電廠在安全設計上最主要的考量。至於反應器是否會像原子彈爆炸、會不會發(fā)生類似車諾比爾電廠的核能災變事故，其實都是不可能的。五、核能電廠的安全為了防範放射性物質(zhì)外釋，核能電廠從設計、施工到運轉(zhuǎn)，甚至於意外事故的處置，都必須嚴格遵循相關(guān)的法規(guī)要求。整套安全措施設計理念建立在「深度防禦」的哲學-將放射性物質(zhì)置於層層防護屏障中，阻止放射性物質(zhì)與外界環(huán)境接觸。其的目的就是要把發(fā)生核子事故的機會及影響均降到最低程度。圍阻體是西方核能電廠（如我國）與俄國核能電廠安全措施相當大的差異處。1986年，車諾比爾事件（Chernobylaccident）發(fā)生石墨大火時，就是因為沒有圍阻體的設計，所以放射性物質(zhì)隨火勢而直衝雲(yún)霄，造成大面積污染。1979年，美國三哩島事件（ThreeMileIslandaccident）結(jié)果就完全不同，儘管有20%核燃料受到損毀，卻因為圍阻體發(fā)揮功能，幾乎沒有放射性物質(zhì)外釋到環(huán)境中。五、核能電廠的安全五、核能電廠的安全據(jù)統(tǒng)計，美國人每年自然罹患癌癥的死亡率約為1/500，而死於意外事故的機率約為1/2,000。據(jù)此換算，電廠的爐心損壞頻率為1萬分之1。這就是早期核能電廠安全性的設計基礎。但事實上，我國電廠的爐心熔毀機率都遠低於此。譬如核四廠，就是這個限值的1/30以下。根據(jù)這個數(shù)據(jù)，核四廠運轉(zhuǎn)了40年，對70,000民眾致癌的總風險只增加了0.17人，這個數(shù)字是該區(qū)自然癌癥機率的1/3,000,000（3百萬分之1）。六、核能發(fā)電的國際趨勢全球核能發(fā)電

自1957年起，人類第一座商業(yè)運轉(zhuǎn)的核能電廠誕生以來，至今在全球32個國家，有439座核反應機組在商業(yè)運轉(zhuǎn)中、計畫與興建中的電廠高達60座提供全球16%的電力。美國是消耗最多電力的國家，總發(fā)電量佔全球發(fā)電量的1/3，由於地大物博，核能在美國僅佔了20%。近年美國的確沒有新建電廠，這是因為在1970年代盲目擴張電廠所致。美國能源資訊管理局(EIA)統(tǒng)計十多年來，美國電力需求年成長率只有1.96%，但核能成長率卻高達2.94%，遠超過火力發(fā)電。六、核能發(fā)電的國際趨勢但美國電力過剩被1999年加州發(fā)生限電大危機終結(jié)，正因為加州偏好天然氣發(fā)電，供氣又不穩(wěn)定，躉售電價在1星期內(nèi)暴漲30倍。美國終於體認到天然氣發(fā)電的不可靠。電力不足的窘境使核能電廠的交易價格在1年內(nèi)狂漲46倍。展望未來美國人口快速增加，10年後，將增加相當於一個加州的人口(3,400萬)。故美國核管會決定將核能電廠使用年限延長再20年，明年將有20座電廠通過延壽計畫，在2005年，可能會新建幾座電廠。

六、核能發(fā)電的國際趨勢在歐洲，大部分的國家都倚賴核能發(fā)電為主要電力來源，像是立陶宛有81%，法國有78%，整個歐洲有1/3的電力來自核能發(fā)電。2002年5月，芬蘭政府終於打破反核神話，宣布建造新的第5座核能機組。瑞典也無限期延後關(guān)閉該國核能電廠計畫。義大利也考慮重新啟動關(guān)閉的核能機組；瑞士更在2003年5月以公民投票方式，正式否決提前關(guān)閉核能電廠與非核政策。六、核能發(fā)電的國際趨勢

1997年的京都協(xié)定，使世界先進國家必須在2010年前大幅削減二氧化碳產(chǎn)量。而歐洲國家因為有1/3電力來自核能，日本核電比例更高達40%，所以達成減量目標不是問題；相反的，美國只有1/5電力來自核能，減量目標就成了MissionImpossible，所以美國必須暫時擱置京都機制?？梢姾四軐抖趸紲p量的重要程度。六、核能發(fā)電的國際趨勢核能發(fā)電的趨勢–核能進化論核能是目前唯一具有經(jīng)濟效益的永續(xù)能源（SustainableEnergy），多樣性的潛力使得核能的發(fā)展無可限量。核能發(fā)展的趨勢可以分成4種方向：

1.持續(xù)改進現(xiàn)有核分裂（Nuclearfission）反應器，朝向更安全、運轉(zhuǎn)更有彈性、效率更高、更經(jīng)濟、對環(huán)境更友善的方向大步邁進。六、核能發(fā)電的國際趨勢2.開發(fā)快滋生反應器（FastBreederReactor），大幅提升能源使用效率，奠定永續(xù)能源的基礎。

3.人類的永續(xù)發(fā)展不是只有能源供應，水資源與氫能源的拓展更形重要，核能應用於產(chǎn)生氫能源（Hydrogenenergy）與海水淡化（SeawaterDesalination）有積極重要的貢獻。

4.核融合（Nuclearfusion）是人類能源的最終解決方案（Totalsolution），也是最有善環(huán)境的永續(xù)能源。七、各類能源發(fā)電的比較環(huán)境影響指標

(以核能為常規(guī)化基準)發(fā)電方式核能燃煤燃氣水力風力太陽能空氣污染CO2生命週期排放量(核能倍率)1.063.332.00.51.14.4CO2生命週期排放量(萬噸/年)573,6101,8242761251SOx排放量(萬噸/年)0.010.06.50.00.00.0NOx排放量(萬噸/年)0.05.10.20.00.00.0七、各類能源發(fā)電的比較環(huán)境影響指標

(以核能為常規(guī)化基準)發(fā)電方式核能燃煤燃氣水力風力太陽能空氣污染外部成本（核能倍率）1.012.34.80.42.00.3外部成本（億元/年）106

9883693923635土地成本電廠用地(平方公里)14446,1004,875773環(huán)境影響指標

(以核能為常規(guī)化基準)發(fā)電方式核能燃煤燃氣水力風力太陽能土地成本植樹造林面積(平方公里)28518,0509,1201353051,255總土地成本(平方公里)29918,0549,1246,2355,1802,028總土地成本(核能倍率)1.060.430.520.917.36.8水資源消耗(萬噸/年)2129864665,60