文.林基興
曾任美國舊金山州立大學校長的語言學家早川雪(Sam Hayakawa)說:「 把閃電當作天怒時,我們只能禱告;但是將它歸類為電時,富蘭克林發明了避雷針。」
國人將核能發電與核廢棄物當妖魔怪物看待時,只想去之而後快;若公平比較各種發電方式的廢棄物,就知該觀點傷害自己更大。
火力發電導致全球暖化 迫在眉睫
冰川漸融、春天提早到、樹木「往北走」、動物活動範圍改變等,諸項證據顯示地球在暖化中,地球在20世紀增溫0.8℃。
19世紀工業革命以來,二氧化碳濃度已經從280ppm增為380ppm。二氧化碳的增加為近來地球暖化的首要原因。
聯合國「跨政府氣候變遷小組」(IPCC)在2007年表示,預估全球溫度在本世紀以前上升2.4-6.4℃。當時二氧化碳濃度380ppm,依其趨勢,2060年前即會增溫4℃。導致氣候變遷最主要禍首是化石燃料用量大增。
2010 年墨西哥灣發生漏油事故 |
全球暖化的後果之一為海洋變暖而擴增體積,冰融入海也提高海平面。若冰島與南極的所有冰融化,海平面將增加60公尺以上。現在是2個冰河期之中的溫暖期,50萬年前,溫度比現在溫暖不到1℃,海平面上升約5公尺。300萬年前,溫度約增加1-2℃,海平面上升超過25公尺。過去百萬年來的資量顯示,地球每增溫1℃,海平面會上升20公尺。
過去30年間,全球平均溫度上升速率大約過去百年的3倍,相當於每百年增加2℃。聯合國跨政府氣候變遷小組表示,2004年全球大氣二氧化碳濃度為385ppm,每年增加2ppm,至2050年達550ppm,大氣溫度增加3.2-4.0℃。國際間目前討論的減量目標,多以維持氣候穩定為目標,亦即二氧化碳濃度維持為350-400ppm,大氣溫度維持增加2.0-2.4℃間。欲達此項目標需大幅降低二氧化碳排放量,需較2000年的排放量減50%-85% ,極具挑戰性。
氣候變遷是個國安議題嗎?
美國國家科學院與其他單位合作出版《科技議題》季刊,2011年春季號有文〈氣候變遷是個國安議題嗎?〉整理美國的顧慮如表1。
2011年11月9日,國科會《台灣氣候變遷科學報告2011》指出,台灣在本世紀末溫度將上升2-3℃,且極端高溫的情形會較為嚴重,低溫事件發生機率減少。雨量方面,推估未來冬季雨量減少3-22% ,夏季雨量增加2-26%,且降雨強度增加。台灣近30年(1980-2009)氣溫的增加明顯加快,每10年的上升幅度為0.29℃ ,幾乎是百年趨勢值的2倍,與跨政府氣候變遷小組第4次評估報告結論一致。在海平面上升方面,1993-2003年間,平均每年上升0.57公分,速率為過去50年的2倍。
2006年4月,中央研究院院長李遠哲在「國家永續發展會議」指出,全世界二氧化碳排放量一直在增加中,台灣每年每人二氧化碳平均排放量是12.4噸,僅次於美國的19.95噸、澳洲的19.1噸。二氧化碳的減量是當務之急,核廢棄物與核能安全問題並不嚴重,核二、核三廠應延役,核四也應繼續興建。結果,引起環保者回應:「核廢棄物就搬到中研院好了」。
因為在1972年發表著名報告《增長的極限》,羅馬俱樂部(The Club of Rome,非營利世界組織,志在找出人類關鍵問題,並與最重要決策者和大眾溝通)的動向頗受世界注意。該組織原批評核能,近來因為關切全球暖化而支持核能。歐盟新能源政策於2007年3月公布,開宗明義提及核能發電功效,贊成核能發電對於減少二氧化碳的排放會有貢獻。
表 1. 氣候變遷與國家安全 |
美國超過600個燃煤電廠每年排放二氧化碳量,約等於3億輛車排放值,根據美國「清淨空氣委員會」報告,美國排放的二氧化硫,燃煤電廠排放64%、氮氧化物26%、汞33%。美國103個核電廠助益每年減少排放7億噸二氧化碳。
碳存在於所有碳氫燃料(煤、石油、天然氣),因此,燃燒它們時會釋放出二氧化碳。相對地,非燃燒能源(風、陽光、水力、核能)就不產生二氧化碳。碳稅是針對排放二氧化碳而徵收的環境稅,二氧化碳是造成全球氣候變暖的主要原因,通過徵稅手段,抑制排放二氧化碳,從而減緩氣候變暖進程。
國際原子能總署估算各類型發電方法「生命週期中,每度電的二氧化碳排放量」,核能為9-21公克、太陽能光電池100-280公克、風力10-48公克、燃煤966-1,306公克。為因應全球暖化危機,先進國家將加強產品標示「碳足跡」(製造該產品所產生二氧化碳的量)。依據2009年全國能源會議資料,我國競爭對手韓國核能發電比例約為40%,其2007年電力碳強度(每度電排放的二氧化碳量)為445克,台灣為570克。
全球零售業龍頭沃爾瑪(Walmart)將在2014年起,要求上架產品必須配合提供「碳足跡」(碳標籤;產品生命週期的碳排放數據),也進一步要求「 碳關稅」。台灣電子業的採購大廠惠普(HP),要求70%以上的初級供應商必須配合揭露溫室氣體排放量,這對台灣業者影響很大,因為台灣的電力排放係數較外國競爭者高。
氣候變遷影響農業的產出能力和全球糧食供應的穩定度。氣候變遷造成許多地區降雨規律的大幅變異。2012年,英國慈善組織「樂施會」(Oxfarm)報告指出,極端氣候的熱浪乾旱與暴雨洪災已造成糧價上漲,過去18個月來已使得億萬人成為赤貧,加劇糧食安全問題。
酸雨
酸雨(酸性沉降)分為「濕沉降」(氣狀或粒狀污染物隨著雨雪霧雹落到地面)與「乾沉降」(無雨時從空中降下來的落塵所帶的酸性物質)兩大類。「酸雨」來自人為酸性污染物的影響,主要是硫氧化物(化石燃料等)、氮氧化物(工廠高溫燃燒過程等)。
酸污染對人類直接影響就是呼吸方面的問題,包括哮喘、乾咳、頭痛和眼睛、鼻子、喉嚨的過敏。間接影響包括溶解有毒金屬而被水果、蔬菜和動物的組織吸收,導致累積的汞可能傷及腦和神經。酸性會沉積在建築物(橋樑等)和雕像上,造成侵蝕。1967年,美國俄亥俄河上的橋倒塌,造成46人死亡,主因為酸雨的腐蝕。酸雨會影響植物葉子,溶解土壤中的金屬元素而造成礦物質流失,導致植物吸收問題。酸雨影響河川或湖泊而傷及水產。形成酸雨的物質,會形成光化學煙霧的物質,導致能見度下降。
酸雨產生的政治問題包括美國中西部產生酸雨傷及加拿大,英國產生酸雨傷及北歐與德國。
空氣污染
世界衛生組織指出,全球每年約3百萬人因空氣污染問題死亡,30-40%的氣喘(全球約有1億5千萬氣喘患者)及20-30%的呼吸系統疾病,也由空氣污染所致。每年美國有3萬名幼兒因火力發電廠污染死亡,數十萬人因而有氣喘、心臟及呼吸道毛病。我國2百萬名氣喘患者中,每年約有1,380人死亡,以聯合國計算30-40%的氣喘患者由空氣污染所引起,概估我國約70萬人因空氣污染而成為氣喘患者。
2011年9月26日,世界衛生組織公布全球空氣污染數據,測量小於10微米(PM10)的懸浮粒子,會導致嚴重呼吸道問題,該組織的建議濃度上限為每立方公尺20微克,其主要是來自發電廠、汽車排煙、工業化的二氧化硫和二氧化氮。全球一年有134萬人因空污早逝。
2012年1月13日,彰化台中地區6個環保團體陳情,堅決反對龍風火力發電廠及彰工火力發電廠開發案,並要求現有的台中火力發電廠不予擴建或增設機組,且由燃煤改為燃燒天然氣。環保團體指出,中部因有台中火力發電廠,空氣品質污染程度是全國第一。空氣污染物中,細懸浮微粒對人體心肺功能危害頗大,根據環保署2008年發布的數據,台中地區細懸浮微粒平均濃度為35-40微克,高於15微克的管制標準。
在1988-1999年間,台電賠償公害36.7億元(1979年大林電廠與煤場污染… )。台灣燃煤電廠(燃煤和油)一年排放硫化物159,217噸、氮氧化物83,571噸。
燃煤發電每年害死多人,是已解問題嗎?
反核者稱核廢棄物為「萬年無解」難題,是核能發電的「罩門」。其實,比起其他大產業的廢棄物,核廢棄物實在是「特小巫見特大巫」。燃煤電廠釋放的化學致癌物則比核廢棄物超過約5千倍,燃煤的污染與其廢棄物處理正傷害許多人,卻沒人說那是無解難題。放射性廢料在200年後將(衰變)失去98%毒性,和土壤中一些天然礦物相當。這樣的情況比諸汞、砷、鎘等有毒化學物好多了,因為它們的毒性永遠存在(不會衰變)。
美國工程院院士科恩提到「在美國,不論5百或10億年內,固化深埋核廢棄物導致的民眾死亡均比燃煤廢料少千倍以上,核廢棄物的處理常被渲染成『未解問題』,而燃煤廢料導致空氣污染每年害死上萬人,是個『已解問題』嗎?」
反核者眼中只有核廢棄物,「視而不見」其他毒物其實更多、更傷人。環境汙染及迫在眉睫的氣候變遷,與化學、生物、食品、人為因素造成的災難,為何沒引起更大的反思呢?燃煤電廠釋放巨量( 約每分鐘15噸)溫室氣體二氧化碳、酸雨與空氣污染成份二氧化硫與氮氧化物、懸浮粒子煙灰、致癌有機化物、金屬鉛與鎘等、放射性釷與鐳等。比較燃煤電廠與核電廠的廢棄物有2大差異:(1)在體積方面,核廢棄物小幾十億倍;在重量方面,核廢棄物小5百萬倍;一年的核廢棄物約重1.5噸。(2)燃煤廢料的健康效應為化學作用,比核廢棄物的輻射作用更傷害人體。
因為衰變作用,核廢棄物隨著時間而減少毒性,但是化學品則否。一些化學品的致死劑量為硒化物0.01盎司(28.35公克)、氰化鉀0.02盎司、三氧化二砷( 砒霜)0.1盎司。砒霜為除草劑與殺蟲劑成分,散布在生產食物的各地,也噴灑在蔬果上,又存在於土地中的自然礦物質。
核廢棄物在600年後只剩下1%毒性。在幾百年內,地上人事建物或會有變化,但在地下300公尺岩層中的存放物質,不至於有變動。核廢棄物作成玻璃狀態(熔解成玻璃迅速冷卻而形成非晶形固體),存放在不銹鋼容器中,往外為安定劑層、鈦合金保護層、防腐蝕層、結構套層、回填層(遇濕會膨脹)、岩層。這些層層防護使得輻射外洩非常困難。
另外,用過核燃料的放射強度很高,但絕大部分屬於非常短命的分裂產物,輻射強度會快速地降低。如果剛從反應爐退出來的核燃料總活度是1,30天之後剩下1/16(6.4%);1年後,剩下1/75(1.3%);10年後,就只剩下1/454 (0.22%)。至於鈽239,只占高放射性廢棄物總活度的1/500,000。
用過核燃料的97%可再處理而成明天的能源。如果把用過核燃料中鈽、鈾等元素萃取出來,經3、4千年,廢棄物總活度就與鈾礦天然背景輻射相同。自用過核燃料萃取出的鈽與鈾可以重新製造成燃料再利用,從降低廢棄物總活度或資源利用效率來看,廢棄物再處理都是最好的策略。
每年漏油7.6億公升,有解嗎?
2010年4月20日,墨西哥灣外海,英國石油公司「深水地平線」的鑽油平臺爆炸,導致漏油,11名工作人員死亡、17人受傷。燃燒約36小時,於4月22日早上沉沒、開始漏油,直到7月15日停漏;估計全部約漏490萬桶原油,覆蓋海面6,500-180,000平方公里。約8百公里海岸線受到污染。英國石油公司成立一個200億美金的基金來處理事故,英國石油公司因為墨西哥灣漏油事件,損失費用高達400億美元。
全球每年約在海洋上漏油7.6億公升,這包括沒上新聞的油輪漏油和各式船舶的艙底油漏油(5.18億公升)。不只在海洋上,在陸地上也有漏油;美國每天約100次漏油,約3/4發生於陸地,其餘在海上。例如,2011年7月,埃克森美孚石油在黃石河的輸油管破裂,漏油16萬公升。依據「國際油輪主污染聯盟」分類,油輪漏油7,600公升以下(次數約為八成)為「小漏油」。其實,有些地方每天一直漏油,例如,在墨西哥灣有美國泰勒能源公司油井,從2004年9月16日起,每天漏油約0.04噸。
億萬年才形成的化石原料在幾十年內燒完,這是耗盡資源而不留子孫吧?諸如乙烯、苯等化學原料為現代生活的基本原料,舉凡食衣住行育樂與衛生保健均會用到,而這些原料大致上來自石油、煤、天然氣等化石原料,因此,均為可貴的資源;若拿來燃燒而發電用和讓交通工具「 燒掉」,實在浪費與可惜。但是鈾幾無其他用途,拿來當做核能發電原料正是適得其所,又可免去當原子彈原料(減少核彈風險),實在善盡其用。何況,不使用鈾原料,它會自然衰變掉。增加核電就可減少浪費化石原料、減少全球暖化、減少酸雨等污染,就如法國所為。
核能發電與核彈的關係很遠
原子彈燃料有2種,一是鈾-235( 天然鈾礦只含不到1%,需經同位素分離以便濃縮),二是鈽(從鈾反應器中經過再處理濃縮)。鈽彈的原理包括2階段,首先是「內爆」,以化學炸藥將鈽壓縮,接著產生中子(引發連鎖反應)的「爆炸」;所有程序必須精準地在百萬分之一秒內完成。例如,若爆炸早於內爆完成前,則鈽彈威力大大減低。因此,防衛鈽彈的一法為使用中子在其內爆前作用而使該彈失效。
鈽燃料(鈽-239)來自核反應爐中的鈾-238,但是若鈽-239留存在反應爐中太久,它會變為鈽-240,會產生太多中子而使鈽彈失效,不適合當核彈原料。在美國,燃料在核反應爐中通常放3年,結果,鈽-240偏多。因此,反應器級鈽的威力差,又不可靠,也難以設計和製造。
相反地,武器級鈽來自核反應爐中30天內即「取貨」。若想從美式核反應爐中30天內拿出鈽,則非常不切實際,因為移開燃料需要30天停機,並且緊密形狀的核燃料製作相當昂貴。務實的作法是另建產生鈽的反應爐,其架構方便與迅速取出燃料,因此為攤開形狀,燃料製作費便宜,因為常壓低溫下反應,使用天然鈾(而非核電用的昂貴濃縮鈾),產生的鈽量也更高(4倍)。產生鈽的反應爐的建造費用只有核電廠的1/10 ,也可更快速完工。除了前蘇聯(例如車諾比),所有的核武鈽均這樣生產。另一生產鈽的方式為使用研究反應爐(醫農工輻射應用),其設計有相當彈性與空間,不難用來生產鈽。
目前的核電廠在高溫高壓下運轉,需要產生與處理蒸氣與電,因此體積龐大、相當複雜;只有少數幾個國家有此能力建造;世界組織也容易介入檢查( 沒轉移誤用鈽)。至於生產與研究反應爐,則體積較小與容易隱蔽,無高溫高壓蒸氣與電力設備,又不必受外界檢查。可知,要建造核彈者實在不會走核電廠的方式生產鈽。因此,核電廠與核武之間的連結實在微弱而不可思議。但是反核者自身不懂,誤導民眾已久,民眾誤會已深。
放射性廢料數量遠少於其他有毒廢棄物
英國的統計顯示,放射性廢料的產生量(約1%)遠低於其他工業設施所產生的有毒廢棄物(約99%);其中高放射性廢料的產生量只占全部放射性廢料總量的4%。
放射性廢料的產量較少,且其所釋出的輻射較易監測,再加上其危害的程度會隨時間衰減的特性,因此放射性廢棄物的處理與管制,較其他有害廢棄物容易。
根據立法院2003年永續會報告,我國廢棄物年產量為「有害廢棄物162萬公噸、一般事業廢棄物3,990萬公噸」,而環保署管控的量為「有害廢棄物95萬公噸、一般事業廢棄物867萬公噸」,其餘去向不明。廢棄物經焚化產生底灰173萬公噸、灰渣216萬公噸,含高比例重金屬與戴奧辛,均可能污染環境,包括地下水。2007年2月,根據環保署統計,台灣每年乾電池產生量1萬噸,1999年起回收各類廢乾電池,但2001年起的回收率約10%,其餘進入焚化爐或掩埋場。乾電池含汞、鎘、鉛、錳、鋅等重金屬,會污染環境與傷人。
2011年11月,《天下雜誌》報導,二仁溪因焚燒廢電纜而讓河道及沿岸土壤備受戴奧辛污染。台灣每年產生的廢棄物中,有害重金屬約100萬噸、一般廢棄物約1,600萬噸。台灣有800多處列管的污染土地。
至於其他污染源,也許汽機車是個「範例」:2007年5月,國內機動車數量去年首度突破2千萬輛;估計全台一年的廢機油產生量超過20萬公秉,而環保署公告回收處理量比例甚低。一台機車每行駛一公里的廢氣排放量,是一輛汽車的3-4倍;機車排氣管排放的廢氣含有一氧化碳、碳氫化物、氮氧化物等有害氣體,傷害民眾呼吸系統等。
總之,我國每年大量非核廢棄物污染環境與人體,但媒體與民眾關切與緊張的程度實在遠遠不如核廢棄物,但前者一直大量傷害環境與人體健康,後者則在嚴格管控中。
美國雅卡山貯存場:政治打敗科學
美國國會於1982年通過《核廢料政策法案》。1983年,能源部在6個州選了9個地點作評估,永久性核廢棄物貯存場必須具備下列條件:離人口稠密的城市遠、氣候乾燥、地下水源低於貯存場、沒有火山或地質斷層、沒有地震紀錄。
1984年,美國能源部選出3處分別位於德州、華盛頓州、內華達州,但因研究分析費用每處超過10億美元,國會因此決定只挑一場址進行。當時眾議長為德州籍的萊特(Jim Wright),而眾議院多數黨領袖佛利(Tom Foley)為華盛頓州籍,在2人運作下,決定挑選內華達州雅卡山。有人說,當時內華達州在國會政治運作中,弱勢且缺乏關係。1987 年國會通過《核廢料政策修正法案》,又稱為「惡整內華達州法案」("Screw Nevada" bill),該法案決定內華達州雅卡山為核廢料永久儲存場址,禁止能源部再做其他候選地點的研究,也取消在東部選取第二永久儲存場址的決定。這引起內華達州州民與政治人物不悅,於是內華達州在1989年通過一項法律,宣布任何人或政府單位要將核廢料儲存到該州都是不合法的。該州自認州內無一核電廠,為何要將全美核廢料運至該州貯存。
根據1982年核廢料政策法案,內華達州長有權否決總統所批准選定該州雅卡山為核廢料永久儲存場地的決定,但如果經眾院及參院表決通過總統提案,該州州長否決將無效。內華達州州長、州議會、國會議員等均表示他們將繼續抗爭,縱然聯邦眾議院及參議院表決通過雅卡山計畫,他們仍將請聯邦大法官釋憲,最後將不惜訴諸法院,將本案向聯邦法院上訴。
另一政治糾紛是,雅卡山地區附近有印地安人保護區,印地安人認為土地是祖傳與生具有主權之一,反對保護區被用以做為核廢料儲存場地。美國政府一遇到「欺負弱勢原住民」字眼就只有打退堂鼓的份。
2007年起,美國參議院多數黨領袖為里德(Harry Reid,1987年起即任參議員,民主黨),他來自內華達州,曾說:「雅卡山核廢料最終儲存場夭折,永遠走入歷史。」2008年,歐巴馬(民主黨)競選總統時承諾放棄雅卡山計畫,2009年,能源部長朱隸文在參議院重申雅卡山已非儲存核廢棄物場所。2011年,美國政府正式終止該計畫,並宣布終止原因為政策而非科技緣故。
找不到低放存放場址?
如同垃圾,核廢棄物是國民每人用電而產生的,每人均有責處理。其量小而集中處理,符合經濟原則。其輻射劑量均不足以危害貯存場員工與外界居民,居然找不到存放處?放在人多的地方,成本高(地價等)而易「擦撞」;放在人少的地方則成「欺負弱勢」。不論放哪裡,反核者總有批評之言。總之,無容身之地。
各地自有其負擔,鋼鐵廠附近的居民,或會覺得不公平,為何他們要接受該廠排放的污染?但他們可也想想煉油廠、天然氣廠、農藥廠、油漆廠、加油站等地民眾也會常懷不平?
但是民眾的恐慌使得核廢棄物貯存場的選址變得很困難與昂貴,反核者還發明「核墳場」這種嚇人的名詞。反核者因而廣獲媒體刊載,這是他們獲得資助的主因。當地政客藉著反核,以護民之姿而獲得選票,若不反核恐遭落選。媒體好用「 聞輻色變」與「致癌死亡」之類的字眼,而民眾大致上從媒體認識輻射相關的知識,因此,民眾對於核廢棄物的恐慌極度不理性。
核廢棄物經過處理後,科學家能夠安全地存放地下。核廢棄物的風險非常低,貯存場附近居民的風險遠小於上述各種近代工業的幾千倍,例如,光是與土地中的天然輻射比較,則知其影響微乎其微。不但不影響健康,民眾若不特別注意,不會知道其存在。(本文作者為行政院科技會報辦公室研究員)
本文出自核能簡訊 145 期 2013.12
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