賀陳冉觀點:經濟奇蹟之下匆促的決定─還原日本福島核災的原因之二

2018年08月28日 07:00 風傳媒
海嘯沖毀核能廠最重要的第一道防線,海水抽水機(露天設置的!)(賀陳冉提供)

海嘯沖毀核能廠最重要的第一道防線,海水抽水機(露天設置的!)(賀陳冉提供)

前文探討福島核災的原因是因為核電廠建太低了

日本東京電力公司(以下簡稱東電)從經濟的角度,為了省錢降低高程。在廠區整地時決定大規模開挖,將原始廠址高程由35公尺降低至10公尺,造成海嘯越過廠區,先沖毀用以冷卻反應爐的海水抽水機,再淹掉停電時用以發電的緊急柴油發電機。反應爐無法冷卻,溫度持續升高,終於造成世紀大災難。

本文嘗試解讀為何日本在戰後經奇蹟期間,東電會以經濟的角度,放棄日本人引以為傲的專業與敬業精神。

最後,再以各國濱海核電廠高程,以及電廠救命用的緊急柴油發電機的高程,說明我國即使是老舊的核一核二核三,都比全世界絕大部分包括日本在內還要安全。

福島第一核電廠的海嘯牆是建在碼頭堤防上,遠方為海嘯來襲。(賀陳弘提供)
福島第一核電廠的海嘯牆是建在碼頭堤防上,遠方為海嘯來襲。(賀陳冉 提供)

日本戰後經濟奇蹟大規模建設可能是福島核災的遠因

1950年由於韓戰的爆發,日本成為美軍軍需生產和維修的基地,以及加入關稅及貿易總協定(GATT)都讓日本經濟欣欣向榮。時任首相的池田勇人(Hayato Ikeda) 在1960年提出「所得倍増」計畫,希望藉由降低利率以及私人企業減稅,以鼓勵消費;同時政府也大舉興建港口、機場、鐵公路等基礎建設以促進經濟發展。實際的經濟成長遠超過預期,原訂10年的計畫,僅六年的時間國民平均所得就達到了倍增的計劃。從而開展全球矚目在1960至1980年長達20年期間每十年GDP成長5倍的經濟奇蹟!

表一
表一

自有能源不足向來是日本的隱憂,雖然日本原子能委員會(Japan Atomic Energy Commission, JAEC) 在1966年才發佈「核能發電基本政策」,訂定核能發電技術與燃料的本土化二個政策方向,但是日本核能電力公司Japan Atomic Power Company 卻採用英國技術,早在1961年就開工建設全亞洲第一座原子能發電廠-東海原子力発電所(Tōkai Nuclear Power Plant)。

參考維基百科以及Historical construction costs of global nuclear power reactors等資料[1],收集美國、法國、德國、日本、加拿大、印度,以及韓國等七國共166座核能電廠、371個反應爐,總容量308,841百萬瓦之核能電廠,整理各核能電廠以及反應爐之類別、型號、建廠與商轉時間、裝置容量,以及建造費用,分析整理1960-1970年日本經濟奇蹟期間各國核電廠建廠之資料比對如下表[2]:

一、美國與法國都是核能發電技術的先行者,雖然在50年代就開始試建核能電廠,但都在60年代才真正開始商業化推廣;德國與日本雖都是二戰的戰敗國,或許是基於百廢待舉的急迫性,反而是最積極發展核能發電的國家。

二、除美國之外,日本是最積極建設核能電廠的國家,非但其總裝置容量(15,190MW)與總造價(669億美元)均高於其他國家,核電廠建造費與GDP比率亦居各國之冠。福島核災的福島第一核電廠為日本東京電力公司 (東電)所擁有並由其操作營運,該公司為全日本最大之電力公司,也是最大的核能發電公司,同時擁有福島第一核電廠(1967年開工4,696MW)、福島第二核電廠(1976年開工4,400MW)、全日本最大的柏崎刈羽核電廠(1980年開工8,212MW)、東通核電廠(2000年開工5,255MW)一半的權利,總裝置容量大於全日本核電廠的1/3。

三、核電廠屬於高初期投資長回收期的投資。戰後民間消費不足,日本GDP的快速竄升,未必能支應民營電廠鉅額投之所需之報酬率,東電在持續投資的需求下,作出降低電廠高程以節省成本的決定,似乎是正確。

表二
表二

為了省錢卻讓核能廠在災難來臨時更脆弱

每一座核能電廠的外圍一定有一條很長,既平又寬又直的大馬路直通電廠,路的另一頭通到海邊的核能廠專用的碼頭-重件碼頭,這一條路不是擺闊而是為了吊卸以及運送重達數百噸[1]的反應爐以及發電機的重件運輸道路。東電在福島第一核電廠施工規劃時,決定將原地面高程由35公尺挖掉25公尺的目的,除了要要避免施作一條數千公尺長的重件運輸道路的工程費(35公尺的高程比10公尺的高程要多建3.5倍的長度!),以降低反應爐與發電機等設備運輸與安裝的困難度之外,因為海水抽水機需要抽送水的高度降低,每年可因而減少約80億台幣之支出[2],廠區越高或是距海邊越遠,就要用更多的電。以40年壽命而言,其費用高達數千億台幣。此外,海水抽水機採露天設置,電廠救命用的緊急柴油發電機設置在低處沒有防水的地下室等,應該也是在「可以節省費用」的要求下做出的規畫。

海嘯不但越堤而且沖毀海嘯牆。(賀陳弘提供)
海嘯不但越堤而且沖毀海嘯牆。(賀陳冉提供)

福島核災之後有許多的檢討報告,幾乎都認為地震並未危害到核能電廠,海嘯高過廠區高度才是福島核災的主因,然而福島核災並不是無可避免的,而是可以預防的。日本國會所成立的獨立的福島事故調查委員會報告(另有英文版)甚至更露骨的在結論有如下的報告 :

「福島事件是完全可以避免的」、

「事故不是地震造成的…,福島事故是人為失誤造成的」、

「我們必須痛苦地承認,這是一個日本製的災難 (this was a disaster "Made in Japan"),其原因為服從命令、不敢質疑上級、執著於問題、群體主義及封閉等思維已根深蒂固於日本文化」。

其他的研究多半認定預防災害的三個主要素-越高越好:

一、廠區高程要足夠高或是有足夠高的海嘯牆

二、緊急柴油發電機要足夠高

三、冷卻系統的海水抽水機要能防水

然而福島第一核電廠卻在日本戰後經濟奇蹟大規模建設之下,從經濟的角度,為了省錢決定大規模開挖,將原始廠址高程由35公尺降低至10公尺,造成難以預估的人員與環境傷害。

日本與台灣核電廠誰怕誰

美國史丹佛大學學者比對全球89個海邊核能發電廠後,認為日本核電廠面對災害相對脆弱,下圖以緊急柴油發電機(EDG,Emergency Diesel Generator)與廠址高度,看看和世界各國比一比,台灣三個老舊的核能廠比別人差嗎?!

表三、
表三、圓圈位置為柴油緊急發電機高程,黑色實心圓圈為水蜜式柴油緊急發電機,黑色線為海嘯牆(若有),彩色柱為核電廠廠址高程。

註釋:

[1] 其建造費用包含工程規劃、設計、採購、監造、土地與整地、工程管理與人員訓練等佔55%,貸款利息、操作維護、燃料以及用過燃料處理等佔45%。

[2] 表列之反應爐數量、總裝置容量,以及總造價,均為該發電廠開工時各個反應爐之總量,以反映該工程之潛在義務。韓國第一座核電廠1972年開工,不在本文討論區間,故未予列入。

[3] 以1350MW反應爐而言大至尺寸為 25cm厚5M直徑12M高600噸重

[4] 依據國際能源總署(IEA)2016年8月發布之各國電價資料,以日本工業用電與住宅用電平均電價6.1741元台幣推算

*作者遠傳電信退休,曾二度赴沙烏地阿拉伯工作8年,參與跨國軍事工程物料對美聯合採購、對美國陸軍工兵署提起仲裁。在工程顧問公司擔參與中鋼第四階段擴建、台電台中火力發電廠、蘇澳火力發電廠、龍門核能發電廠(核四),等之環境影響評估。

 

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