该文档讨论了能源科学教育、全球能源结构以及台湾的能源现状，特别关注核能的安全性与经济效益。同时，文中也提到了可再生能源的局限性和核电的公众接受度问题，强调理性讨论的重要性。最后，文档分析了美国核能的发展和安全提升的历程。

1. 1
水木清華，源遠流長
誠正勤樸，萬古流芳
感謝
清華大學工程與系統科學系
清華大學核子工程與科學研究所
臺灣師範大學物理學系

2. 2
能源科學教育研討會
新知識、新希望、新願景
FACT versus OPINION
PERCEPTION versus REALITY

3. World Demand
3

5. 多元的能源與環保
江仁台
美國電力研究所顧問
Cultures that are able to change, adjust, and learn endure.
窮則變，變則通，通則久。
5

6. 86% of World’s Energy Produced by Fossil Fuels
1%
35%
26%
25%
6%
6%
Source: EIA 2004 Data
* Other (1.4%) Includes geothermal, solar, wind
Petroleum
Coal
Natural Gas
Nuclear
Hydro

7. U.S. Electricity Production Costs
1995-2011, In 2011 cents per kilowatt-hour
Production Costs = Operations and Maintenance Costs + Fuel Costs. Production costs do not include indirect costs and are based on FERC
Form 1 filings submitted by regulated utilities. Production costs are modeled for utilities that are not regulated.
Source: Ventyx Velocity Suite
Updated: 5/12

8. 8 8
台灣電力系統結構
101年裝置容量 101年發購電量
各區用電及發電分佈比例
核四計畫完成供電，除可以提供穩定可靠的電源外，
更可以幫助紓解北台灣的用電需求。

9. 台灣能源近況
 2012年台灣電力為40.7%燃煤、30.2%燃氣、2.5%燃油、
3.4%太陽能與風力、3.4%汽電共生 18.4%核能和1.4%抽蓄
水力。
 台電每度電的發電成本，核能0.69元，天然氣發電是核能
的4.7倍，而每度電成本高達5.96元的燃油，更是核能的8.6
倍，台電因此盡量利用核能，而閒置其他發電機組。
 在台灣，由於天然氣須加液化費及長途運費，無論美國產
地的天然氣費用多低，加液化和長途運費後，天然氣在台
灣的價錢比美國就高出許多。
 台灣是島國，還有短期儲存量(約一週)和戰時運輸的關鍵
問題。
 太陽能、風能等各類再生能源，發展受制於氣候和土地條
件，發電有間斷性，且難以大量開發，實際應用上各有先
天限制，勉強只能做到輔助角色。

10. 有限的燃料
資源種類 2006 年消耗量 證實儲存量 可用年
原油（Gtons） 3.90 145.0 37
天然氣（Tm3
） 2.85 147.0
煤（Gtons） 6.20 1,000.0 160
鈾礦（Mtons） 0.078 3.2 40

11. 各種發電方式所產生的二氧化碳 (CO2)、
二氧化硫 (SO2)、氧化氮(NO,NO2)量
These emissions can lead to smog, acid rain, and haze,
green-house effect.
發電方式 CO2(磅/瓩小時) SO2(磅/瓩小時) NO,NO2(磅/瓩小時)
燃煤 2.249 0.013 0.006
燃石油 1.672 0.012 0.004
燃天然氣 1.135 0.0001 0.0017
核能 0 0 0

12. CO2 Levels in the Global Atmosphere

13. 台灣溫室氣體的總排放量
 1990年--138.3百萬公噸二氧化碳當量
 2010年--274.7百萬公噸二氧化碳當量
 約計成長98.6%

14. 再生能源
太陽能
風能
水力發電
地熱能
海洋能
潮汐能
生物燃料
生物能

16. 風力發電
16
優點 缺點
可再生 不穩定
清潔、技數成熟 成本高
不生CO2 占地大
基建期短、投資少 噪音

17. 太陽能發電
 直接使用太陽能電池板
convert light into electric current using photovoltaics
(photoelectric effect).

18. 間接使用聚光太陽能熱發電
 use parabolic mirrors to focus sunlight into a concentrated beam,
 use heat to boil water
 use steam to generate electric power.
 Use tanks of molten salt to store solar energy so that it can
continue generating electricity even when sun isn't shining.

20. Oil Rig Explodes Off Louisiana Coast; 11
Missing and presumed dead
IT SUNK
Leaking 200,000 to 4 million gallons/day

21. Allentown pipeline explosion
revives natural gas worries

22. Mountaintop Removal Coal Mine in
Southern West Virginia

23. 能源風險比較
 全球變暖已經影響到世界各地，包括增長損壞的珊瑚礁，
冰川融化，更持久的乾旱，更糟糕的事情是海平面上升、
動植物種的喪失和農業產量的萎縮。
 在歐洲，每年死於煤、油及天然氣工業的事故超過500人
。全世界每年死於因燃燒煤導致呼吸道疾病者，超過170
，000人。
 製造太陽能板是一個涉及十分劇毒的過程，釋放出多種對
人體健康有害的汙染物。安裝太陽能板也牽涉到兩種最危
險的行業，屋頂作業以及電路作業。統計屋頂作業及太陽
能板安裝作業數據，發現在這行業裏，每10E12瓦小時
(TWh)的發電量，會造成兩人死於自屋頂掉落。
 核能發電每TWh的發電量，只造成0.05人死亡(含括所有的
原因，甚至爐心熔解)

24. Coal Ash Is More Radioactive than Nuclear Waste
 1978 McBride at Oak Ridge National Lab. Studied
uranium and thorium content of fly ash from
coal-fired power plants in Tennessee and Alabama.
 Radiation exposure comparison between coal plants,
BWRs and PWRs.
 Estimated radiation doses ingested by people living
near coal plants were equal to or higher than doses for
people living around nuclear facilities.
 Radiation level: fly ash 5.8 pCi/g, bottom ash 3.5-4.6
pCi/g

25. 60年來核電運轉，全球有三次嚴重核電事故
 三哩島二號機事故，沒有造成人員死亡，而且附
近民眾並無任何可察覺到的健康問題，因此三哩
島一號機仍在正常運轉
 車諾比核電廠是俄式，台灣核電廠是美式車諾比
式核災不會在台灣發生
 福島事件中，沒有一個人因為輻射照射而死亡，
2013年世界衛生組織《健康風險評估》指出，99%
居民的外部劑量低於10毫西弗，99.9%居民的內部
劑量低於 1毫西弗。因此，電廠附近的人會有輻
射健康問題是微乎其微的。

26. Fukushima Daiichi
Over 25,000 dead and
missing
>$300B in damage

27. 27

28. After earthquake
(before explosion)
Before earthquake

29. 29

30.  福島電廠(老式沸水反應爐)被海嘯損害了安全設備
，引起核子事故，主要原因是運轉員在第一時間
沒有引進海水用以冷卻爐心。
 沒有採取這項措施，是因為日本核電業界大部分
不暸解核電大事故的嚴重性，而缺乏此項應變的
能力。
 細研讀日本國會調查福島事故報告，其結論清楚
指明，起因不是地震和海嘯，完全是人為的失誤
。

31. 核電廠的輻射與餘熱源
 核分裂產物 核活化產物
H2 + n1  H3 t1/2=12.4 yr beta decay
31

32. 32

33. 核電與輻射線
 核電的安全是可以控制的
 核廢料是可以處理的
 核電的發電成本是最便宜和穩定的
 核電不會排放二氧化碳
 人體對微量輻射線的傷害，有抵抗和修補
的能力。
 人體外放射源造成的低輻射劑量，對人體
不但無害，對抵抗癌症還可能有益。

34. 34 34
GE BWR-6 985 MWe × 2
商業運轉 壹號機 1981.12
貳號機 1983.05
核能二廠
龍門(核四)電廠
GE ABWR
1,350 MWe × 2
建造中
核能一廠
GE BWR-4 636 MWe × 2
商業運轉 壹號機 1978.12
貳號機 1979.07
核能三廠
Westinghouse PWR
951 MWe × 2
商業運轉 壹號機 1984.07
貳號機 1985.05
台灣核能發電現況

35. 核一、核二、核三電廠
 商轉的安全紀錄良好
 當年，核一(67、68年) 、核二(70、72年) 、
核三(73、74年)都是台灣成功的大建設
 當年，經國總統說︰今天不做，明天後悔
 三十多年來，三座核能電廠所發的廉價電
力，對促進台灣的經濟發展貢獻良多。

36. 36

37. 37
核電廠安全系統
•Reactor Core Isolation Cooling
1 Steam turbine driven pump; Pressure range: 160-1189 psi
•High Pressure Core Flooder
2 pumps-- Flow at 102-1175 psi
•Low Pressure Core Flooder/Residual Heat Removal
3 loops Flow at 40 psi (1 atm = 14.7 psi)
•Automatic Depressurization 自動降壓
Number of relief valves 8
•Reactor Building Cooling Water
3 loops for LOCA (decay heat at 2% FP: 81 MWt)
Heat removal duty per loop (LOCA), 30 MWt
•3 loops Service Water
•2 Hydrogen Recombiner
•2 Standby Liquid Control Pumps

38. 38

39. 龍門進步型沸水式反應爐的安全功能
 反應爐提高了爐內泵的性能，同時省略了大型外
循環泵。
 全數位化反應爐的保護系統，確保高水準的可靠
性和簡化了安全檢測和應變能力。
 全數位化反應爐控制系統使得控制室可容易的、
更快速的控制電廠的營運和流程。
 改進緊急爐心冷卻系統，提供了對預防事故發生
一個非常高水準的保障。
 在嚴重事故時，提供不須電力的自動(passive)深度
防禦。

40. 40
Oyster Creek
KRBDresden 1
ABW R
Dresden 2
ESBW R
SBW R

41. 全數位化控制的優點– 使操作更容易和更安全
 More reliable, accurate, stable, and easier to calibrate.
 Perform self-diagnostics to aid in maintenance.
 Much more fault-tolerant than analog control systems and
can be designed to continue to operate with one or more
failures.
 Present information depicting state of plant to operators
through a live graphical user interface.
 Accept logical commands from a touch-screen or mouse-
driven interface, and make it relatively easy to set up
complex control strategies quickly and accurately.
 Enable much improved alarm management.
41

42. ABWR安全度評估（PRA）
 嚴重事故後，反應爐將立即停機。衰變熱將被餘
熱移除系統排出，緊急爐心冷卻系統將啟動。
 萬一電廠停電，進步型沸水式反應爐可完全自動
化解沒有冷卻水的事故（LOCA），而且運轉員
可以三天不需操作。
 三天後，運轉員必須及時補充緊急冷卻系統供水
。這些改進使反應爐明顯的比以前更安全。
 GE公司的安全度評估（PRA）顯示，爐心損壞事
件發生的或然率不超過600萬年一次，進步型沸水
式反應爐爐心損壞機率為1.6×10-7。
42

43. 龍門(核四)進步型沸水式反應爐的優點
 龍門進步型沸水式反應爐比金山沸水四式反應爐
和國聖沸水六式反應爐更安全。
 龍門進步型沸水式反應爐之發電功率（1350MW）
比國聖沸水六式反應爐發電功率（985MW）與金
山沸水四式反應爐（636MW）能提供更充裕的電
力供應。
 滿足台灣北部高電力的需求。
43

44. 大眾對核電接受度的探討
 核電瞭解須許多知識
 影響核電接受度的因素:
1. 恐核病 (對輻射線傷害的恐懼)
2. 偏見
3. 扭曲
4. 政治利益衝突
5. 誤導
44

45. 大眾對核電接受度的探討
 核電是高科技—知難行易。
 隔行如隔山。不瞭解核能，而去反對核電，容易
說錯話。
 不合理的事，須不斷的改。
 臺灣民眾在同條船上， 須同舟共濟。
 雙贏建議:
1. 理性無偏見 (No prejudice)
2. 利益衝突不能有損國家利益
3. 遵守規則與禮節
4. 服從多數，尊重少數
45

46. 美國核電概況
 美國在三哩島事故後，初期民間反核聲浪很高。
 經核管會、能源部、美國核能學會與核電工業界
30多年共同努力下，核能安全大幅改善，民間反
核聲浪漸平息。
 即使在最近發生福島嚴重事故後，美國核電運作
一切如常。
 核電廠增加功率及延役，成本很低；在美國能源
部、國會及總統的支持下，核管會核准核電廠增
加功率及延役，是促進美國經濟持續成長，造福
美國大眾的德政。

47. 47

48. • 美國核管會自1997年以來，共批准了超過140件增加功率
(Power uprate) 的申請 ，合計6500百萬瓦(MWe) ，最高的
增加百分之二十的功率。 此外，美國核管會共核准了超過
70座核電廠將使用期由40年延長至60年，並考慮接受延壽
至80年的申請。
• 核電廠增加功率及延壽，成本非常低。在美國能源部、國
會及總統的支持下，核管會的核准核電廠增加功率及延壽
，是促進美國經濟持續成長，造福美國大眾的德政。
• 目前，美國核電公司很賺錢，多家核電公司股價持續穩定
成長。
48
美國核電的紅利

49. 台灣核電的檢討
• 受「非核家園」思維的影響，目前核一、核二和核三廠所有
的六部機組，計劃在運轉發電四十年後，全部不再延壽。
• 技術上，各機組延壽二十年的商業運轉，毫無問題。不再延
壽，完全是為了達成「非核家園」的政治決策。
• 若延役20年以6部機組平均每年發400億度電估計，可以替臺
灣額外創造至少2兆新台幣的利益。
49

50. 「非核家園」的檢討
• 「非核家園」必須用火電取代核電，火力發電燃料成本高
，並會大量排放二氧化碳，造成空氣污染與地球溫室效應
。水力發電成本雖低，但有局限性。太陽能發電、風力發
電等再生能源，也有局限性，無法大規模的發電。
• 所有台灣核電廠的核反應爐都是美國製造，美國可建新核
電廠，美國的核電廠能延壽20年，台灣為什麼不能？
• 民國91年公布的「環境基本法」第23條文︰「政府應訂定
計畫，逐步達成非核家園目標…」明顯已過時。
• 建議「環境基本法」第23條文應改為︰「政府應執行知核
計畫，維持合理比例的核能發電，減少火力發電二氧化碳
的排放量，以保護環境，降低氣候變壞的風險。」
50

51. 世界核能檢討
 福島核災喚起世界各國對核能安全的高度重視，也有少數
國家轉而採取減核政策…但廢核政策並未成為世界趨勢。
 美國、俄羅斯及日本等曾經發生過核災的國家，皆於事後
繼續發展或使用核能，
 以日本為例，福島核災後，該國陸續暫停核電機組運轉，
並大量從國外進口天然氣，結果出現30年來罕見的貿易逆
差，電價也大幅上揚，因此，安倍晉三首相上任後即扭轉
相關政策，目前已逐步恢復核能使用。
 臺灣98％的能源仰賴進口，就能源自主性與多元化的角度
而言，『任何一種能源都不能輕言放棄』。

52. 未來能源與環保需求
 為避免排放溫室氣體造成地球溫度危險上升，未
來四十年內，需要減少80%二氧化碳排放，但同
時又面臨二至三倍全球的能源需求。
 需要能產生大量「零碳」排放的廉價能源
 目前看起來核能是唯一辦得到的能源。

53. 供電危機
 近期全國用電量持續攀升，7月7日用電高峰更破歷年紀錄
，該日下午1點41分瞬間用電量高達3485.73萬瓩，已打破
民國102年8月9日的歷史紀錄3436.19萬瓩，多了將近一部
大型火力機組的發電容量，整體供電餘裕僅剩222.35萬瓩
。供電隱憂將因用電居高不下而加深
 該日尖峰時段各能源別的發電占比分別為天然氣37.2%、
燃煤29.54%、核能14.75%、燃油8.36%、汽電共生4.6%、水
力5.25%、風力及太陽能等再生能源約0.3%。
 我國基載電源不足，近期用電居高不下，不僅是核能、燃
煤等基載機組不敷需求，連每度發電成本近4元的燃氣機
組及成本近7元的燃油機組也得長時間運轉，高昂的發電
成本造成台電非常沉重的財務負擔。

54. 電費漲價的共業、誰來擔 陳文茜
 台電落入財務窘境，有兩個重大背景︰
 第一：台灣電價在亞洲幾乎最便宜。但這並非台電非漲不
可的唯一因素。1998年台電尚餘資產1兆6000億元台幣，到
了2003年我當立委審查預算，台電資產只剩3000多億元。
10年變成倒負債1兆3000多億元，我一點也不驚訝。
 第二： 1998年立院通過民營電廠設置條例。那是黑金政治
的高峰，打著「電業自由化」大旗，惡法變相逼迫台電必
須以高於市場售電價格，向民營電廠購電；而且「保證收
購價格」，一次簽約「25年」。
 於是台北企業圈從那一刻起，奔相走告，有一個只賺不賠
的行業出現了；而台電反成冤大頭。例如燃煤，保證價格
2.13元至2.5元之間，隨國際煤價波動；天然氣發電一度約
4.5元。而台電向老百姓徵收的電費僅2.6元台幣，這裡還
包括輸配電成本、各家戶收費營業成本、購電後統籌成本
。

55. 結語
 為避免排放溫室氣體造成地球溫度危險上升，未來四十年
內，需要減少80%二氧化碳排放，環保減碳需要核能。
 臺灣98％的能源仰賴進口，就能源自主性與多元化的角度
而言，『任何一種能源都不能輕言放棄』。
 就能源安全、經濟發展和環保減碳三方面綜合考量，臺灣
的能源與環保政策，在加強核電安全監督的原則下，宜參
照美國的能源與環保多元化，理智而且負責的維持適度的
核能發電。
 將國家的能源與環保政策的目標，由「非核家園」改為「
知核家園」。
 不封龍門核電廠，讓核四早日商轉，並將核一、核二和核
三廠延壽二十年的商轉，以提高臺灣的競爭力。