作者｜蔡宗翰（國立臺北科技大學機電所碩士班）
編按 : 核能這個關係到科學、經濟、社會、健康等等的跨科際議題，日漸受到關注，臺灣日前才舉辦的反核大遊行，聚集了幾十萬名人民走上街頭。SHS計畫電子文庫特此推出環境核能專題，冀能透過多方面觀點讓大家更了解此重要議題。
臺灣在3月時曾發起幾十萬人參與的一場反核大遊行。（圖片拍攝：Jessie Ou）
引言
在開始講現今核能概況之前，筆者希望談一點臺灣電力起始的來龍去脈，如會先描述一點臺灣電力的過往，接著談論現今核電之於臺灣以及一點基礎概念，最後是原能會、臺電對311福島核災後所作的總體建概述，這也是在談論核能安全時，大家所關心的焦點之一，希望看完這篇的讀者能對臺灣電力、核能發電有一些基礎認識。
臺灣電力過往
臺灣電力的起源最早可追朔到清光緒年間（1888年），臺灣巡撫劉銘傳在臺北創立「興市公司」，以蒸汽燃煤發電機提供照明，到了日治時期（1904年），新店建置了臺灣首座水力發電廠，且於西元1919年成立「臺灣電力株式會社」，第一項工程即為日月潭水力發電工程，戰後民國35年（1946年）中華民國政府接收「臺灣電力株式會社」，改組後成立「臺灣電力公司」，之後多以水力發電為主，火力發電次之，到了民國51年（1962年），火力發電量首次超越水力發電，而核能發電在臺灣的誕生，乃是因為1970年代兩次全球性的石油危機，臺電開始進行發電多元化政策，才開始建置核能發電廠，並於民國70年左右陸續商轉了現在的三座核電廠。
核電之於臺灣
我們對核電的存在感，最直接相關的就是它到底佔了臺灣多少發電量呢?我們真的需要它嗎?核電在近10年占總發電比約為18%~20%左右，也就是佔臺灣電力供應的1/5左右，核能發電在去年（民國101年）佔總發電量約為18%，比例最高的是燃煤30%，其次是天然氣約23%以及18%的民營電廠，而這些比例每年都會有些許改變。
每一座核電廠皆有兩個機組，機組最關鍵的就是反應器，也就是核分裂連鎖反應的地方，在此先不細說各反應器廠商、型式與裝置容量(千瓦)了。臺電為了讓核電運轉資訊更加普及，在網站上開放了「核電廠即時運轉資訊」，資料每五秒會更新一次，提供運轉狀態、功率（%）、發電量（MWe）的資訊，通常我們可以看到運轉狀態是「發電運轉」，而因為核電廠需要定期填補燃料棒與維修期，也有可能看到「機組大修」的說明，運轉狀態的說明也包括顏色，綠色是發電運轉、白色是機組大修、灰色是檢修或故障……等因素，而功率通常是100%，但發電量會有細微差異，小到不會影響功率大小。
而國際上是以什麼標準評論核電廠的好壞呢?核電廠運作狀態的好壞評比有一個重要指標——「跳機次數」。核電廠會因為異常現象跳機，最常見的異常諸如溫度、壓力超出運轉範圍。以壓力來說，反應器在設計時會有操作壓力與設計壓力之分，操作壓力是正常工作下的壓力，而設計壓力是這個裝置所能接受的最高壓力，工程師以此判斷機組的安全狀態。不管是哪種發電方式，工程設計都會為了安全而有保守估計，就像風力發電，不會設計成風愈大愈好，而是有機組所能承受的風速範圍，風速過大就會停止轉動。回到跳機次數來說，臺灣核電廠近十年來的跳機次數普遍來說是愈來愈低的，民國94年有三次跳機，去年有兩次跳機，而民國99年和100年則是零跳機紀錄。
除了臺電本身是營運單位之外，其他單位包括管制、研發，也有學會在運作。原子能委員會，簡稱原能會，屬於管制單位；核能研究所，簡稱核研所，屬於研發單位。原能會對臺電有安全監督的職責以及法規的訂定，而核研所並不只是研究核能，現今研發領域相當廣泛，舉凡各種工程領域，土木、機械、材料、工業工程、醫學……等，早已不是以前刻板印象只做核能研究。另外還有中華民國核能學會、臺灣核能級產業發展學會(TNA)，前者較無繼續更新資料，後者則有持續更新各方面的資訊，由於核電廠各種零件都強調「核能級」規範，TNA的成立主要是希望臺灣能有自主認證的權利，而不需要臺灣製造國外認證。而管制全球核電廠的單位稱為國際原子能總署(IAEA)。
核安總體檢概述
有鑑於福島核災，臺灣出現很多反核聲浪。（圖片拍攝：Jessie Ou）
接著我們來看看福島核災後，臺灣在核能安全體檢的內容與改變。民國100年3月11日發生了全球矚目的福島核災，原能會要求臺電對核電廠進行核能安全總體檢，其實除了臺灣，各國的核電廠也都在體檢自家的各個核電廠，原能會於去年(民國101年)8月完成了「國內核電廠現有安全防護體制全面體檢方案總檢討報告」，其宗旨就在於「不讓福島事故在臺灣發生 lessons learned from Fukushima」，方案內容包括「核能電廠安全防護措施」與「輻射防護及緊急應變機制」，報告亦參考了福島電廠之經驗回饋以及美國、日本、歐盟之重要資訊。
首先我們要知道福島事件的成因是規模9級地震導致超過14公尺高的海嘯，此海嘯高度已遠超過其設計的5.7公尺，結果使緊急柴油發電機失效，也就是發電機泡水了不能用，而其後的各項決策程序與操作也直接影響了核電廠的救援，最終導致爐心熔毀、灌入海水用以冷卻爐心，放棄救援的可能，所以原能會要求臺電強化的重點就在地震、海嘯及洪水危害的設計基準評估，以及長期喪失電源之應變能力。
筆者需要強調一點，福島事故的元兇來自地震引發的海嘯，而非受地震本身，電廠的土木結構並未受到地震重創，因此應付海嘯的能力成了這次總體檢的首要項目，雖然根據設計，各電廠廠址的設計高度皆高於歷史最高海嘯，但保險起見，所有安全設備都加裝水密門與防海嘯閘門，此法作用在於如果海嘯高度真的超乎預期，至少不會沖入安全設備和廠房。而在耐震方面，核電廠房基礎在建設時就已經直接打到岩盤上，打到岩盤的作用是當地震來臨時，核電廠可有效降低搖晃程度，且機組皆有自動急停設定，遇到地震時就會自動停止運轉，福島電廠在遇到311強震時即有自動急停成功，目前核二核三的防震設計值皆為0.4g，至於是否將核一廠的0.3g提升為0.4g，原能會已對臺電做出要求，臺電預期在民國103年6月完成評估，目前依補強範圍，預估了改善費用大概是200億臺幣。
更重要的是，這次福島事故肇因於失去緊急用電來源，才導致後續一連串的事故，所以緊急用電是為非常重要的一環，臺灣核電廠每部機組都配有兩部緊急柴油發電機，作用是在維持冷卻系統需要的緊急外部供電，福島事故就是因為無法緊急外部供電，導致爐心熔毀。臺灣一個核電廠有兩部機組，亦即兩個反應器，所以一個核電廠就有四部緊急柴油發電機，另外再搭配第五部緊急柴油發電機，以及在高處還有兩部氣渦輪發電機，總共就有七部，雖然已有這麼多緊急發電方式，但為了預防設備在緊急時刻出現狀況，電廠還配有備用電池，且於核安總體檢後再擴充電池容量，從八小時提升到二十四小時，並額外增加活動式電源車與移動式電源設備，緊急時可供應72小時電力。
還記得上面提到福島電廠最後以海水灌入反應器，如果臺灣的核電廠不幸發生類似事故，臺電在核電廠附近的高處備有緊急冷卻水，緊急冷卻水是數萬噸的大型水池，必要時直接以重力的方式注入反應爐，也就是說不需要額外電力讓水注入，只要閥門一開，淡水就會直接灌入反應爐，所以水池的耐震結構相當重要，否則地震振壞水池，那緊急冷卻水沒了，就有可能重蹈福島事故，因此在水池與反應爐、用過燃料池的連接上有加建軟性水管，大大降低被振壞的可能。
此次也著重「機組斷然處置」，也就是在核電廠發生嚴重事故時的操作程序，到時候將不會考慮經濟效益，全力防止爐心熔毀，臺電在參考311福島核災後，將處置分成三個階段，事故發生第一小時內就必須備妥緊急水源與緊急電源、8小時內電源車引接待命與用過燃料池補水、36小時內達復原狀態，這項程序啟動後等於放棄了核反應器，但至少不會發生爐心熔毀、輻射外洩的擴大災害事件發生。
結語
要了解臺灣現今的核能概況，就一定要了解面對福島事故，我們的管制單位是如何看待國內核電廠的安全性，以及如果沒有核電，那有多少比例的供需需要調度。至於龍門電廠（核四）、核電廠的延役以及臺灣在面對減碳的標準上，各項能源又扮演什麼樣的角色等議題，有機會再以另外的專文與讀者分享。
