【【【 隨機首頁 】】】

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| 能源利用與選擇的思考 |

地球上可利用的能源,大致上可分為再生能源與非再生能源兩種。
再生能源有太陽能、風力、溫差、潮汐、地熱、水力等,非再生能源又分為兩種,一為化石燃料,如煤炭、石油、天然氣等;另一為核燃料,如鈾、釷等。
人類的歷史也可說是一部能源消耗史,至十九世紀前半為止,人類社會主要利用再生能源中的木材與農產原料,其後煤炭的消耗急遽增加,進入所謂煤炭文明時代。及至20世紀後才開始大量利用石油,而20世紀期葉以後,核能發電才開始被採用。
隨著文明的進步,全世界的能源消耗持續在增加中;以電力消費來說,愈是高度發展的國家,其國民平均每人消耗的發電量也愈高,而因各新興國家的逐步開發,世界能源需要量顯然仍呈增難滅的趨勢。由能源供給方面來看,目前能源的主流石油,可確定的存量約為一兆桶,每年消耗量約為二百三十億桶,若維持這樣的石油消耗率,40年多後,石油將開始開採殆盡,何況每年的消耗量都在成長。即使將成長率壓得很低,到了21世紀所剩的可開採存量也極為有限。
當石油存量逐漸枯竭時,石油的其他用途,如交通、石化工業原料等,將會比用來發電更重要。目前如何由石油轉換到其他能源是很重要的課題。太陽能、風力、溫差、潮汐、地熱、核融合等新能源,很多國家都在進行研究,具有很大的潛力能力,但是要發展到有經濟規模的階段,短期內不易實現。在此情況下,「核能」被視為是一種非常良好的替代能源。
世界各國為因應其能源供給問題,皆根據其資源與政經背景訂有能源供給政策。大抵如台灣、法國、日本及韓國等倚賴進口能源的國家,為確保能源供給,都採取分散進口能源種類及來源多元化政策,適度以核能、煤炭及天然氣等替代石油,以分散能源供給風險。
因此,發電能源亦以尋求水力、燃油、燃煤、天然氣及核能等各類發電適當分配比例組成為重要考量。
載至西元1999年年底,全世界已有卅二個國家擁有核能發電。
在運轉中的核能機組計有431部,發電量約佔全球總發電量六分之一;每年代替了30億餘桶的石油並減少數量可觀的二氧化碳排放量,對抑制全球溫室效應惡化有其正面功能。各國由於本身擁有資源的情況與科技能力不同,發電結構組成的發展也不盡相同。
如自產能源豐富,其發電能源即以本國資源為主,像加拿大的水力發電、美國、德國的燃煤火力發電等;而資源不豐須倚賴進口的國家,如法國、比利時、韓國、日本等,依靠核能發電的比例也較高。
可見對於自產能源不足的國家來說,核能發電是相當重要的發電方式,可以說是一種「準自產能源」。

各種能源發電對環境的影響

各種能源發電對環境的影響,主要包括:酸雨問題、二氧化碳問題、放射性廢料問題等。
壹‧問題能源為國民生活必需,不可一日或缺,為解決能源不足問題,如何有效調配使用各種能源〔煤、石油、水力、天然氣、核能〕而且不致引起嚴重的鬟境污染,已是世界各國關切的問題。電力為未來能源需求的主要型式,但不論採用那一種能源發電,多少都會影響生態環境,確實值得大家比較探討。
明顯地,核能、火力電廠均為利用熱能的發電方式,根據熱力學原理並無法避免溫排水的產生,而各種火力電廠最主要的影響環境問題,是會排放出大量的空氣污染物,如二氧化硫、氮氧化物,這些污染物是形成酸雨的主要來源;由於酸雨降至地面,湖泊、河川的水質開始酸化,使水域生態遭受破壞;而土壤酸化的結果,樹木、植物也將開始枯萎;大自然生態系統將因此無法平衡,人類生存面臨考驗。為什麼恐龍在二億三仟萬年前出現後,在一億年後滅亡。值得大家深思。
貳‧二氧化碳問題另外還有二氧化碳問題,二氧化碳是造成地球溫暖化現象的主要原因之一。根據全美科學院的預測,由於人類不斷地燃燒各種化石燃料〔煤、石油、天燃氣〕,大氣中的二氧化碳濃度不斷地增加,到西元2030年,地球表面附近的溫度將因溫室效應的影響而升高1.4度至4.5度〔在過去10000年間,地表平均溫度也不過上升攝氏2度而已〕。
到時候全球氣象會發生很大的運動;地球部份地區將急速沙漠化,南北極冰山也會溶解,造成海平面上升,世界各國主要大都市大部份區域可能被海水淹沒,嚴重影響人類的生存空間。因此,為減低地球溫暖化現象造成的影響,各式各樣的發電方式正被考量研發中。
參‧放射性廢料問題至於核能電廠呢?它的運轉對環境帶來長期的影響,因為核分裂作用將產生一些放射性廢料,但為了避免放射性廢料排放到環境裡,造成幅射污染,故對放射性廢料的處理均須採取嚴密措施,並做長期安全之貯存。以目前的工程及科學技術而言,放射性廢料的處置及酸雨問題較易解決,但是對於因二氧化碳產生的全球溫升,則是難處理,除非減少使用煤、石油、天燃器等化石燃料。

最後,我們再來討論關於放射性廢料的處置問題。放射性廢料處置已有完整規劃,正分段實施中放射性廢料的處理與貯存技術已有多年的安全使用經驗,而在最終處置方面,也是應用「來自大地,歸於大地」的概念,在自然界已找到許多長期安全的例證。
核能電廠是使用從地下鈾礦提煉加工製成的核燃料來發電,過去科學家對一些鈾礦區的研究發現,放射性物質在經過幾億年的漫長時間後,仍滯留在礦區內,證明在適當岩層中掩埋放射性廢料,可使它與人類生活環境適當地隔離。因為放射性廢料的放射性有隨時間而減弱的天然特性,經過適當包封後,壽命比較長或放射性較高的就埋深一些;反之,可以埋淺一些,都可以達到長期安全的要求。

低放射性廢料處置

台電在各核能電廠都建有廢料濃縮、固化及貯存設施,另建有減容中心,以減少廢料的體積和數量;此外,台電正積極規劃最終處置場,由於低放射性廢料所含核種之壽命較短,經隔離處置後即不再對人類及環境有所影響。
國際上廣為採用的方法是利用多重障壁的概念,藉著人為的工程結構及配合天然氣的地質條件,將核廢料安置於何人類生活環境適當隔離之處所。由人類過去的經驗,現有工程技術確實可以安全處置低放射性廢廖,美、法、英、日、瑞典、西班牙、芬蘭等國,已有這一類的處置設施多處,均以安全順利的成為低放射性廢料的歸宿。

高放射性廢料處置

在具有高放射性的用過核燃料方面,台電各核能電廠都建有水池以接收冷卻剛從反應爐退出的用過核燃料,經數年冷卻後再移至目前規劃中電廠內用過核燃料中期貯存設施,預計存放約40年,使它的放射性充分減弱,這些貯存技術在國際上已有多年的安全使用經驗。
對於用過核燃料的安全處置,國際上係採深層地質處置方式,將核廢料掩埋在地下300至1000公尺處之適當岩層中,配合工程障壁,構成層層保護,使放射性物質不會返回到人類日常生活環境中。
依據經濟合作開發組織在西元1991年發表之報告,用過核燃料之處置及安全分析技術均已具備。各核能國家之處置場正積極規劃中,將相繼於西元2000年至西元2030年間啟用。台電自1986年開始進行用過核能燃料最終處置之研究,依初步地質調查結果,台灣具有結晶岩、頁岩、泥岩等適合之岩層,預定於西元2016年選定場址,並以2032年完成最終處置場之建造為目標。
高放射性廢料掩埋所需之地下空間甚小,以我們的產量而言,只需要一平方公里左右的面積。處置場啟用前,用過核燃料都將安全存放在各核電廠的貯存設施內,使它充分冷卻。

區域合作考量

除了在台灣規劃核廢料地質處置場外,台電亦尋求國外其它地區合作的方式處置核廢料,如國外其它地區的處置地質條件優於我方,而政治、技術及經濟均可行,也是一值得考慮的選擇方案。因區域合作有不確定性因素,我們並不因此而產生依賴的想法,為使國內產生之核電廠有一個妥善、安全、自主的去處,我們仍應積極規劃最終處置場。故不論區域合作是否可行,均不致影響現有計畫之進行。
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對了,小畢我也不是什麼「大師」,只是一個在農村長大的「庄腳崧」;小畢我也不是「花豹」,而是一個獨來獨往的「台灣虎斑犬」,喜賭成性,哈哈哈^^


》小 畢 陪 您 閱 讀 生 活 中 的 好 文 章《