發電方式 ＼ 核能發電廠

士中核能發電是目前國內次要的發電方式，發電量遠低於火力發電。2017年，台灣電力公司的發電結構，核能發電占9.3%，火力發電占82.6%。台灣共有四座核能電廠，分別是核一廠（新北市石門區）、核二廠（新北市萬里區）、核三廠（屏東縣恆春鎮），和核四廠（新北市貢寮區）。核一廠、核二廠，和核三廠在興建完成後，陸續加入發電的行列。過去台電公司的發電結構紀錄中，核能發電曾是台灣最主要的發電方式，在1985年達到最高，占52.4%，當年火力發電占34.5%。核四廠目前是封存不使用的狀態。

原理
士中核能發電是利用鈾分裂反應所產生的能量來發電，利用控制棒控制分裂的速度，藉由連鎖反應產生巨大的熱能，把水加熱變成蒸 汽，再推動汽輪機、發電機來發電。目前核能發電有兩種：壓水式和沸水式，核一、核二廠是「沸水式核能電廠」，核三廠是「壓水式核電廠」。兩者原理相同，但「壓水式核電廠」系統較複雜。

手繪圖

現況
◎核能發電的優點：
1.營運成本低。
2.適合作為基載發電。
3.安全存量高。
4.發電過程不排碳及空氣污染物

◎核能發電的缺點或挑戰：
1.興建成本高(112,584元/kw)。
2.建廠工期長(約13年)。
3.核廢料須後續處理，場址難覓。
4.大眾對核能安全有疑慮。

台電北部展示館
士中我們在2018年11月27日從學校乘著專車，到核二廠旁的台灣電力公司北部展示館參觀。北部展示館的導覽員鄧小姐先為我們介紹戶外展示的核電廠零件機轉子，再帶我們入館參觀，一路為我們解說核電廠的運作方式、台灣電力事業的發展簡史，最後還接受我們的個人專訪。
士中戶外的汽輪機轉子是核二廠的機組淘汰下來的，重量有139公噸，大概是兩三千人加起來的重量。機組運作時，蒸 汽會推動機轉子的葉片，轉速非常快，一分鐘可以轉1800次。核電廠內總共有三組汽輪機轉子，兩組低壓汽輪機轉子和一組高壓汽輪機轉子，目前戶外展示的是低壓 汽輪機轉子。

士中北展館內有核子反應爐的縮小模型，是實體縮小8倍，比例尺是1/2，真正的實體有7層樓高。核二廠是沸水式反應爐，原理就像燒開水，水燒開時蒸 汽會衝上來，用這股力量來推動發電機發電。反應爐中間是爐心，爐心裡有燃料束（核燃料），反應爐裡有624束的燃料束，燃料束內的燃料棒可以用4年半到6年。下面十字型的是控制棒，反應爐裡有一百四十幾支，控制棒上升或下降能控制核分裂的速率，核分裂的速率會影響蒸 汽量，最後就會影響發電量，所以控制棒能控制發電量。另外調整反應爐再循環泵的轉速也可以控制發電量。

士中自動偵測裝置會感應地震，如果發生地震，地震達到一定級數，控制棒就會自動升上來，只要3秒鐘反應爐就會停機。如果控制棒全部都在下面，就是滿載運轉 。

士中爐心裡的水經過核分裂加熱煮沸，蒸汽往上升到汽水分離器，把蒸 汽跟水分離，蒸汽繼續往上升，水透過汽水分離器再回到爐心。蒸汽上升到蒸汽乾燥器，再把水份過濾，最後乾燥的蒸汽推動汽輪機轉子，再帶動發電機發電。反應爐爐心裡的燃料會超過攝氏1000度，蒸 汽是264度，反應爐需要用水來冷卻燃料，避免燃料溫度過高。

核能一廠
士中因為北部展示館旁的核二廠正在進行大修和人員訓練，所以我們參觀完北部展示館後就前往核一廠的模擬控制中心，我們先在一樓聽規劃組經理林南宏先生的簡報，之後進行Q and A時間，和訪問模擬中心主任黃英俊先生，最後則是參觀二樓模擬控制室。

◎簡介
士中第一核能發電廠在1971年開始興建，1978年開始商轉，一號機運轉執照到2018年12月，目前進入除役階段。台電公司的平均電價是一度電2.8元，核能發電一度電的成本是1.25元，所以核能的營運成本是相對較低的。

最近幾年核一廠發電狀況 (台電公司提供)

士中最近幾年，從96年到106年期間，核一廠有持續發電。之前每年發電量，兩部機可以發到100億度的電。圖中可以發現104年和106年發電量明顯有變化。104年大修期間一號機燃料把手脫落，從那時候起，一號機就停止發電。106年的六二水災，二號機的輸電線出問題，於是停機。加上二號機的週期也快結束了，所以現在兩部機都沒有在發電。一號機計畫在2018年12月6日除役，二號機是2019年7月16日除役。
士中依照核管法的規定，除役前三年就要提出除役的申請，所以核一廠在104年11月已經提出除役申請。目前規劃核一廠除役過程，總共二十五年，分成四個階段。第一階段是 除役過渡階段（8年），第二階段是除役拆廠階段（12年），第三階段是最終狀態偵測階段（3年），第四階段是廠址復原階段（2年）。
士中目前核一廠面臨的困難是用過的燃料無法依規劃的時程移除。燃料池已經滿了，要進入除役階段時，卻沒有辦法把反應爐清空，所以沒辦法進入除役 過渡階段的後期。在國外，他們只要六個月就可以把反應爐的燃料清空，目前核一廠雖然已經有乾式貯存設施，但是新北市政府因為水保問題沒有核准核一廠使用，所以除役的流程就停住了。

目前反應爐無法清空 (台電公司提供)

士中乾貯設備基本上是裝燃燒過的燃料的桶子，一個桶子可以裝56束的燃料束，裝完以後，用水泥屏蔽，放在平地。乾貯設備會有層層監控、防護，隨時監測溫度和輻射狀況，資料會連線到 一號貯存庫操控室、總公司「核能看透透」網頁，以及原能會核安監管中心。目前核一廠要等新北市政府發下使用許可，就能把反應爐的燃料清空，正式進入除役 過渡階段後期。

乾式貯存設備 (台電公司提供)

◎模擬控制室
士中核一廠為了提供模擬器訓練場所，蓋了模擬中心。模擬中心的模擬器目前已經換到第三代，第三代特別之處是它在102年更新以後能透過網路連結。模擬器有一組電腦，和兩個講師操作台，去控制硬盤和軟盤，進行人員訓練。要操作機組運轉必須有 執照，因此要考執照的人要在這裡訓練，已經有執照的人每年也都要回訓，還有技術經理和課長也會在這裡受訓。

士中我們參觀模擬控制室時，看到核一廠的控制室團隊，為我們解說的是值班經理兼任講師吳琮琤先生，另外還有兩位反應器操作員。值班 主任站在後方，負責整個機組的操縱與掌控，以及指揮，站在前面的是反應器操作員，負責反應爐爐心的操作，還有一個反應器附屬設備操作員，負責 操作輔助設備。我們依序看了模擬颱風後斷電，以及地震的緊急因應狀況。

士中控制室內燈光忽然暗下來，警報聲大作，值班主任指揮操作員控制眼前複雜的面板。當停電喪失外電的情況下，會啟 動緊急柴油發電機，十秒內就可以自動提供緊急電源。在福島事件後，控制室也會模擬地震後緊急柴油發電機失去作用的因應措施。看完演練，我們才明白原來一座電廠的正常運作，要有這麼多專業人士參與，平時也要針對許多緊急狀況作演練，真是不簡單！

參觀結束大合照

Q and A
士中以下是由模擬中心主任黃英俊先生回答我們的提問。

Q1：核電廠會用海水來冷卻汽輪機作完功的蒸汽，這些熱水會排放到海裡，會不會對海洋造成什麼影響?
A1：台灣所有的核能發電廠都蓋在海邊，因為要用海水冷卻作完功的蒸汽，電廠的效率大概是三分之一，也就是反應爐產生的能量有三分之一轉變為電能，其他三分之二會變成無法利用的熱能，所以需要大量的冷卻水，通常是用海水。冷卻水進 到低壓汽機下方的海水箱，蒸汽冷卻成水，但海水的溫度會升高，大約增加10度，經出水口 排出。排出的海水溫度要受到監測，控制室可以直接看到監測溫度。政府有法規限制，避免電廠影響海洋生物。核一廠的排放水都符合政府規定 。
Q2：核電廠使用的放射性物質跟原子彈還有核動力潛艇有什麼差別？
A2：使用的原料都是鈾，最大的差別是兩者的濃縮程度。核電廠使用的濃度大約是5%，而原子彈是95%，就像啤酒和高粱酒的差別。核電廠低濃度的鈾，自己不會分裂，必須在反應爐裡面經過反應，才會產生連鎖反應發電。而原子彈是把鈾急速壓縮，造成超臨界反應，能量在短時間內釋放。兩者原料相同，但是能量產生的方式完全不同。核電廠是在人類的控制之下，將原子核裡面的能量釋放造福人類，而原子彈是武器，兩者的用途有很大的差別。

Q3：核電廠對於放射性廢料最終處理方式為何？
A3：放射性廢料跟一般的廢料不同，因為它有放射性。放射性看不到、聞不到，但用儀器能量測到。目前低階放射性廢料放在蘭嶼，蘭嶼的廢料場的監測器測量值比台北市的量到的輻射值還小。在政府的管控下，蘭嶼廢料場監測器量到的值對人體是無害的，在自然範圍內。對放射性廢料的處理，最好是在一個地方集中管理，就像家裡的垃圾，沒有處理就隨便亂丟，會造成環境汙染。核能發電廠和相關部門，會謹慎處理放射性廢料。在處理上，會考量地理條件，像是要有30萬年的穩定地質，台灣也有這樣的地點。不過面臨政策，還有反核團體，狀況就很複雜。台電有規劃，但面臨很多挑戰。目前核電廠的廢料，都放在廠區內，我們在這裡工作沒有受到影響，也沒有影響到周圍民眾的生活。在 核能發電廠工作的人，都會做好防護措施，政府有一套的標準，監測我們的工作情形。

台電網頁可查詢輻射監測報告