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停建核四是台灣能源黑暗惡夢的開始(一)
2014/05/07 20:46:02瀏覽909|回應2|推薦22

 

一、前言

真理越辯越明是經得起考驗的,反核人士多數較不考慮科學的觀點、宇宙的視野及國際實務的現實,因此許多理想並不實際,但不容否認的幾個事實是(1)人類的文明活動須要耗費能源,台灣人民需用電以及其他能源,世界能源的消耗與日俱增(圖1),世界各國為了生存都在爭奪有限的能源(2)台灣不產能源,天然氣、石油及煤皆靠進口,再生能源固然很重要且環保,但全球產量僅佔1%(圖2),台灣面積太小風力及太陽能塞牙縫都不夠,全台插滿風機並鋪滿太陽能集光板也僅約達能源需求的3%(圖3)(3)廣義的化石燃料包括煤、石油、天然氣及美國近來大力開採的頁岩氣及日本深海開採的可燃冰,化石燃料中的煤在地球上的存量最多約200年,石油及天然氣更少,化石燃料的耗竭是21世紀人類文明最大的的危機(圖 4),沒有了石油交通工具將停擺,石化工業也沒有原料,人類文明將大幅倒退。現代農業相當倚重合成化學肥料,也將缺乏能源來合成。如果沒有了豐富廉價的能源,我們勢必無法提供足夠的肥料維持目前農場的高效率糧食生產,環保人士提倡的可再生能源,除成本高外其產能無法滿足人類的能源需求,因此使用核能是必須的,它可延長石油及天然氣的壽命,利用這段時間人類可發展替代能源(4)事實上除核能外,地球上其他能源都來自太陽,化石燃料是古代動植物埋藏地下轉化生成,風力是太陽能加熱造成的空氣對流,水力是大海被日光蒸發之水蒸汽降雨至高山產生水之位能(圖5)。太陽能本身亦是一種核融合反應的核能(圖6),人類現在已進入太空時代,在太空中無法使用風力、水力及火力發電,只能依賴太陽能及核能,所以從科學角度來看,反核實毫無意義。

 

          

圖1 世界天然氣消耗增長趨勢   資料來源:IEA(世界能源署)               圖2 世界各種能源產量佔比  資料來源:IEA(世界能源署) 

歷年裝置容量占比

  圖3  台灣歷年各種能源發電裝置容量佔比    資料來源: 台電公司    

 

歷年發電能量占比

 圖4  台灣歷年各種能源實際發電佔比          資料來源: 台電公司 
 

             

 圖5   化石燃料儲量即將枯竭

 

圖6  能量的轉換

圖7  核能外的能源來自太陽 

事實上化石燃料在人類能源使用上扮演極重要的腳色,好像一棵大樹的樹幹,核能及再生能源是兩個主要枝幹,枝幹可繼續成長,未來的樹幹將由氫能取代(圖8)。目前維持人類文明所消耗的能源是以碳循環的方式進行,綠色植物藉光合作用將太陽能轉換成含有機碳的葡萄糖供其他動植物賴以維生,而同時空氣中的二氧化碳也轉換成碳氫化合物將太陽能轉換成化學能,動植物經由呼吸作用又產生二氧化碳回到大氣中,此謂之碳循環(圖9),在遠古時期二氧化碳的消耗與產生應可平衡,但工業革命後人類大量使用煤、石油而產生過多的二氧化碳因而造成溫室效應的環保問題。隨著化石燃料的日漸枯竭,氫能的使用應運而生,氫能不只是替代石油能源的明日之星,其燃燒及產生過程均與二氧化碳無關自成一循環稱之為氫循環(圖10)。

能源可以分為兩大類,一次能源和二次能源。一次能源是指以自然形態存在的能源,包括風能、水能、太陽能、地熱能和核能等。二次能源是指由一次能源經過加工轉換以後得到的能源,包括電能、汽油、柴油、液化石油氣,氫能等。二次能源又可以分為“過程性能源”和“合能體能源”,電能就是應用最廣的過程性能源,而汽油和柴油是目前應用最廣的合能體能源。使用氫能燃料電池的交通工具被認為最有希望取代以汽油為能源的內燃機交通運輸工具。對氫能的應用主要是通過氫燃料電池來實現的,氫燃料電池本質不同於內燃機,氫燃料電池通過化學反應產生電能來推動汽車而內燃機車則是通過燃燒產生熱能來推動汽車。由於燃料電池汽車工作過程不涉及燃燒因此無機械損耗及腐蝕,氫燃料電池所產生的電能可以直接被用在推動汽車的四輪上從而省略了機械傳動裝置,研究證明氫燃料電池的產能效率是內燃機的四倍以上且對空氣和環境無污染。隨著氫能不斷被媒體關注和曝光,氫經濟一詞也逐漸被政治家和戰略家們提出。正如全球對石油高度依賴導致了石油經濟一樣,氫能的廣泛應用將影響到每個人生活的方方面面,進而成為主導經濟的主要因素和工業的血液。由於氫能技術特別是氫燃料電池技術不但可以驅動汽車,船隻和飛機,還可以為手機,電腦,工廠及家庭提供穩定高效無污染電源,實際上氫經濟比石油經濟的影響還要廣大和深遠。

圖8 各種能源都有歷史階段性任務不可輕言放棄  

  

圖9   碳循環                                                     圖10   氫循環

 

二、停建核四後電價將飆漲,預期民眾將罵聲連連哀號四起

民眾及產業都希望能用到便宜、穩定及安全的電力,由於台灣99%的能源均靠進口,因此價值近3000億,可穩定供電40年的核四廠不能輕言廢棄,各種發電方式都有其優缺點,理性的探討可得出最佳的選擇,目前運轉中的三座核能電廠發電成本最低,包括廢料處理費用在內,每度電的發電成本為0.7212元,即使依據金管會發布之IFRSs新算法增為每度0.95元仍是最便宜,火力發電的燃煤每度發電成本為1.64元,但會排放較多的二氧化碳溫室氣體,天然氣發電成本每度高達3.81元,購買民營的天然氣發電更貴,陸上的風力發電成本每度2.64元,太陽能視政府補貼情況,發電成本7.6~9.46元 ,核四廠雖然爭吵不斷,外力介入又發生停建風波增加了一些成本,但是經濟部估算每度發電成本約2元仍較天然氣便宜很多。由圖1及圖11可知全世界都在增加天然氣的使用量,粥少僧多造成天然氣價格飆升是必然如圖12所示,美國由於大量開採頁岩氣造成其國內天然氣價格較低,

經濟部長張家祝表示,美國頁岩氣與天然氣都是在當地生產,天然氣在美國每單位(兆立方英尺)約3美元,但賣到台灣加上管線和運輸等成本約15美元,即使頁岩氣在美價格可低到1.5美元,但加上台灣後端成本,應與天然氣價格差不多,目前天然氣供電成本約為核電的5倍。台灣天然氣價格反映進口液化石油氣價格與北美及歐洲市場價格並無關聯,台灣為海島型國家,所需天然氣無法使用管線自國外進口運輸,必須以液化到約-162的液態方式,再用專用冷凍船運輸至接收站冷凍儲槽儲存,最後經過氣化輸送至客戶端。故液化天然氣必須再加上液化以及運輸的成本,所以液化天然氣的價格一向比管線天然氣高出許多。國際液化天然氣之交易價格多以日本報關價格為計價指標,由圖12可知日本天然氣價格明顯飆升,因此我國液化天然氣價格是受「油價」波動影響,與美國紐約天然氣期貨價格或英國NBP報價完全無關。由於日本及南韓均是天然氣進口大國,未來台灣即使有錢也可能買不到足夠的天然氣。但南韓有核能發電機組23部又正興建5不新機組,日本也即將重新啟動核電機組,可大幅減少對進口天然氣的依賴。所以台灣廢棄核四是十分危險將來必會後悔的錯誤決策。

從圖3可看出目前台電公司天然氣裝置容量已達37.6%,且還在增加,這種成本最高的火力電廠裝置容量愈多台電公司虧損越嚴重,賣一度電賠一度電,悲觀的預測核四停建後若不大漲電價,台電一定倒閉,若政府增資台電亦是全民負擔,若任台電倒閉由財團接收,則台灣電電價將如脫韁野馬無可控制,要想改善這種情形一定要採用發電成本較低的電廠尤其是核能。由於核能發電燃料佔發電成本比例低,可確保電價穩定不受國際燃料價格波動影響,圖13中藍線是核能發電成本價格趨勢明顯穩定,所以說核四廠非常重要,一飛機架次運來的鈾燃料可穩定提供一年半的大量電力,不但供電穩定同時發電成本價格亦很穩定。由表1可看出台灣人用電量最高,若廢棄核四又無法忍受高電價日子將很不好過。 

      

        圖11 世界天然氣用量增長趨勢

 

圖12   天然氣價格上漲

圖13 核能燃料不易影響電價,天然氣易影響電價

表1  亞洲主要國家比較

 

 

( 時事評論公共議題 )
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瑪利亞一蓉蓉
等級:7
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2014/05/10 11:36
先不說專業知識.小老百姓不懂.政府應更口白的說給小老百姓懂.就我所知一般工業用電-工廠機械一開電就要幾千伏特的電壓才能啟動機器.且電壓輸送不穩.有可能一台千萬元價植的機器就壞掉了.老闆總不可能讓機器處於不穩不賺錢的情況下還來投資.不投資就沒有就業機會.大家就沒工作.吃什麼?一起沉淪吧.台灣.恐懼是無知的總和.無知造成政黨的選舉武器.真是台灣的悲哀.主政者一天到晚說文言文比氣質.百姓餓死都還不知道問題出在哪兒.哀.
何偉(H101094880) 於 2014-05-10 12:49 回覆:
多謝指教!

reaizuguo*😻
等級:8
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GDP
2014/05/08 04:34
最後一個圖表裡的GDP數字,已過時了。
根據IMF 的統計,2013年 大陸的GDP 是9.081萬億美元,而日本為4.901萬億美元。
預計2014年,大陸的GDP 是日本的兩倍了。 
何偉(H101094880) 於 2014-05-08 09:03 回覆:

IEA 2013數據要到2014年才會出來,目前IEA的最新數據2012年11月,GDP須與其他參數同期比較!

何偉(H101094880) 於 2014-05-08 09:03 回覆:

IEA 2013數據要到2014年才會出來,目前IEA的最新數據2012年11月,GDP須與其他參數同期比較!