台湾核电争议多 原子能技术仍发挥重要角色
来源:DIGITIMES发布时间:2023-06-262198浏览
询问 AI争议多时的核电在富士康创始人郭台铭与和硕董事长童子贤向社会提出看法后,再度成为社会讨论的焦点。美国就有94部机组获同意延役20年,日本也有4部核能机组获同意延役。只是在中国台湾相关的问题甚为复杂,除非台湾面临严重的电力短缺,否则要重启核电、全台广设小型核电厂(SMR)几乎是不可能的任务。
童子贤指出:「地球暖化是人类的公敌,但核能不是」,其建议台湾不一定非要盖新核电厂,但已经停机的核一、核二、核三厂都可以重启。根据美国核安管制机关核管会(Nuclear Regulatory Commission,以下简称NRC)公布之数据,目前已有94部机组获同意延役20年。日本则有4部核能机组获准延役20年。
台湾核电厂如果要延役,依原子能委员会的规定,台电公司需就工程技术面上,针对与安全相关及对安全重要之结构、系统、组件,进行整体性老化评估分析,亦须提出对应之老化管理报告及时限老化分析报告,并经由管制机关审查,确认机组可持续安全运转。
此外,台电公司也要针对可能发生之天然灾害(如地震、海啸、火山)进行调查评估工作,检视核电厂之整体耐震性及防海啸能力,并强化福岛后安全措施,确认机组符合安全要求。
不过现实的状况是台电核一、二厂用过燃料池空间已接近满储,核三厂用过燃料池仅能提供延役运转数年之贮存空间。而且按「核子反应器设施管制法」及「核子反应器设施运转执照申请审核办法」规定,核电厂运转执照届期仍须继续运转者,应于执照有效期间届满前5~15年提出申请。
现在台湾的所有核电机组均已超过法规规定之延役申请期限,只剩除役一途。依据世界核能协会(World Nuclear Association)数据显示,到2022年为止,各国已完成25座核设施厂址除役复原作业,另200座处于停机待除役的状态。
有专家表示,核电的技术不断进步,第四代核子反应器具备经济性、安全性、废弃物最小化与核子保防优势。第四代反应器分为六大类,分别是:气冷式快中子反应器(Gas-cooled Fast Reactor;GFR)、铅冷式快中子反应器(Lead cooled Fast Reactor;LFR)、熔盐式核反应器(Molten Salt Reactor;MSR)、超临界水冷式反应器(Supercritical Water Reactor;SCWR)、钠冷式快中子反应器(Sodium-cooled Fast Reactor;SFR)与超高温反应器(Very-High-Temperature Reactor;VHTR)。
郭台铭提到的SMR,其实就有5成属于第四代反应器。也可以称为进步型小型模块化反应器(Advanced Small Modular Reactors;ASMR)。不过,全球只有NuScale的压水式小型模块化反应器,取得NRC的设计认证,大部分的小型模块化反应器仍在技术发展中。如果台湾未来有考虑引进NuScale SMR,政府相关部门就可以开始在法规面与技术面做准备。
根据原能会蒐集到的数据,SMR具有单一机组发电量小、安全性提升、紧急应变计划区大幅缩小、易于执行负载追随、燃料填换周期较长等特点,适合用于分散式供电,可与再生能源或其他工业设施整合。虽然SMR发电成本会比传统的沸水式核电机组还高,但至少不会产生二氧化碳。
此外,NuScale设计的SMR采用被动式冷却(Passive Cooling)系统,去除许多传统大型反应器的管路与水泵,可避免管路断裂或水泵故障引发意外事故,导致炉心丧失冷却的风险。而且反应器模块安置在地下水池中,就算停机或发生事故,也可以利用自然对流机制,将炉心核燃料的衰变热透过余热移除系统或钢制围阻体传导到地下水池中,不需依赖电力及主动式组件,即可维持炉心长时间的冷却,大幅降低炉心熔毁机率。
廖俊智曾表示,在2022年底公布了「净零科技政策建议书」,特别强调净零要以科技为基础、以量化指标做判断,同时要考虑台湾特有状况,并具体建议「创造足够的零碳电力」为我国净零科技推动策略的重中之重。
对台湾而言,要引进SMR或让核电厂延役,除了法规外,社会沟通是一项必经的过程。廖俊智提到的零碳电力,可能是核能、核融合,也可能是深层地热、海洋能(如温差发电、黑潮发电)。至于托克马克(Tokamak)核融合装置,台湾也有相关的研究计划,希望2027年以前完成台湾第一套小型托克马克核融合装置。
核融合装置反应炉初级壁结构材料要求具备低活化抗辐射之特性,特殊的合金成分元素要求,无法从现有商业产品中获得,需由有熔炼研制实验装置之实验室研发制造,而且要去除合金成分中的钴、铜、镍、钼、铌等元素,以降低高能量中子照射后活化反应物种。
核融合技术包括磁约束核融合、惯性约束核融合、晶体约束核融合等类型。据了解,政府所属的核能研究所自2023年3月起,已与国立成功大学、国立清华大学与国家实验研究院高速网络与计算中心合作执行国科会「磁约束高温电浆研究整合型计划」,要在4年内完成台湾第一套小型托克马克装置。
不论台湾的净零手段中是否有核能或SMR的选项,但托克马克装置的研发应该不会停止。而运用原子能技术或设施于核心战略产业之技术研发,更是当前政府重要的策略。
预定2024年开始执行「原子能科技学术合作研究计划」,希望学研界注意全球工业、农业、医学、半导体、环保相关辐射设备及加速器所需关键零组件技术。而且还要聚焦低能量质子照射对纳米制程半导体所产生单事件效应(Single Event Effect;SEE)的机制与分析方法,以协助台湾建立半导体元件耐辐射测试与分析技术,因应半导体制造技术快速发展与太空领域应用。可见,就算台湾2025年真正步入「非核家园」,但原子能的技术应用不会在台湾消失。
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