協助莊秉潔教授訂正錯誤：每度核電至少要20元？
發表於 : 2023-04-09, 00:01
《協助莊秉潔教授訂正錯誤：每度核電至少要20元？》
誤導手法一：將10萬年費用分攤到40年
某些反核聲音將核廢料儲存10萬年的成本強行分攤到40年核電廠運作期間，這樣的算法導致成本顯得非常高。然而，這種做法過於簡化，忽略了核廢料處理技術的進步和成本隨時間降低的趨勢。
誤導手法二：否認核廢料回收處理的可能
部分言論強調核廢料需保存10萬年，卻忽略了核廢料可通過回收和再處理技術降低危害。事實上，目前已有國家成功開展核廢料再處理，將高放射性廢料轉化為可利用資源。
誤導手法三：低估天然氣碳排放與空氣汙染
反核聲音經常將天然氣視為一種更環保的能源選擇，但事實上，天然氣在開採、運輸和燃燒過程中均會產生碳排放和空氣汙染。相對於核能，天然氣的環境影響並不遜色。
誤導手法四：低估太陽能板製造過程的化學毒性
太陽能被認為是綠色能源，但其製造過程中產生的化學汙染問題容易被忽視。例如，太陽能板的生產過程中會使用有毒化學物質，這些物質若未妥善處理，將對環境造成損害。
核電實際成本：1.49元/度
後端處理基金4264億：每年42億利息
回饋金分攤：每度電0.007元
人事費用：720萬，後端處理基金支付
反駁誤導性數據：20.24元核電成本不實
10萬年虛擬議題：汞或鉛廢料並非永久保存
核廢料處理：新技術可實現回收利用
天然氣汙染：溫室氣體排放、甲烷泄漏、空氣汙染物、水資源汙染
以下是針對文章中錯誤內容的指證
原文：作者 莊秉潔 2019-11-26
【投書】核能是便宜的乾淨能源？ 莊秉潔：納入核廢料貯存回饋金 每度核電至少要20元
https://opinion.cw.com.tw/blog/profile/ ... _DAixuhkbw
＝＝＝＝＝＝＝＝
（在台灣，核廢料最可能的貯存方式是一直乾貯，當貯槽損壞或地質改變，再換一貯槽或地點，持續乾貯直到十萬年。所需費用及空間試算如下：
1. 回饋金：核一核廢回饋金一年有7000多萬（表1）。如需支付10萬年，合計為7兆元（7000多萬*10萬年）。以2009至2014核一廠所有機組幾乎都是全年滿載運轉時期為例，核一廠平均每年所有核能機組的總發電量為100億度電，以運轉40年計，為4,000億度。以10萬年總回鐀金費用計7兆元，平均每度需支付17.5元。）
－－－－
這個計算中存在一個錯誤，即將10萬年的回饋金分攤到40年的發電量上。
目前，後端處理基金已累積至4264億元。將這筆資金以1%的年報酬率進行定期存款，每年的利息為42億元。這筆利息足以支付7000萬元的地方回饋金。
每年回饋金為7000萬，而每年所有核能機組的總發電量為100億度電。因此，每度電所需支付的回饋金為：
7000萬元 / 100億度 = 0.007元/度
平均每度電需要支付0.007元的回饋金。
＝＝＝＝＝＝＝＝
（2. 人事費：我們來簡單算一下，看管高階核廢料的最終處理場所需的人事費。我們編列管理人員每天三班，每班二人，24小時來監管這最終處理場，至少6人之人事費來算。根據行政院主計處統計，2017年電力及燃氣供應業的薪資中位數年薪高達119.6萬元。十萬年所需的人事費為7,176億元（119.6萬元/人*6人*10萬年）。平均每度核一之高階核廢需支付1.79元。）
－－－－
同樣，將10萬年的薪資分攤到40年的發電量上也是一個錯誤。
修正後，計算一年的薪資應為120萬 x 6人 = 720萬元。
後端處理基金每年42億元的利息足以支付這筆人事費用。
＝＝＝＝＝＝＝＝
（3. 上面二者合計，每度就需要19.29元。再加上目前台電核能的營運成本為每度1.12元（2019/9），扣除之前攤提的每度約新台幣0.17元作為核能發電後端營運基金，為每度20.24元。而之所以台電估計核廢基金只需每度新台幣0.17元，是因為只有編列核能發電後端營運12年、監管50年的費用。
這監管50年距輻射強度降至背景值所需的十萬年差太遠。即使最後可以找到理想之最終處置場，也需要支付回饋金及人事費。可以預期，台灣及國外没有一個地方會接受只支付50年的費用，卻要放十萬年的核廢料。這成本一定會轉嫁到我們世世代代的子孫身上。上述費用還不包括發生核災的成本及貯存核廢料之設備費、維護費及業務費。加上之後，成本還會高上許多。）
－－－－
20.24元這種誤導性的數據可能讓人們對核能產生不必要的恐懼，影響正確的能源政策制定。
根據台電在111年的財務報表中公開的資料，核燃料購置成本為83億元，發電量為224億度，因此平均每度電的成本僅為0.37元。然而，在加上營運、輸電配電、員工成本、回饋金等費用，並在扣除後端處理基金後，核電的實際成本為每度1.49元。
根據之前的計算，後端處理基金每年可以產生42億元的利息，這筆金額足以支付每年的回饋金以及維護所需的人事費用。文章中提到的50年監管期限只是一個假設，與現實情況並不相符。實際上，每年42億元的利息可以用於編列足夠的人力，以進行長期甚至永久的監控。
＝＝＝＝＝＝＝＝
（我們有2/3個台北的土地來貯存核廢料嗎？
也就是每40年就要增加6.89公頃面積來貯存新的核廢，一直到十萬年為止。我們計算十萬年總需求的面積高達17,225公頃（6.89公頃*100000年/40年），也就是172平方公里。而目前低階核廢料需要19.15公頃來貯存，其大部分來自三座核電廠，以每40年就要增加19.15公頃面積來貯存新的低階核廢，一直到300年止，這總需求的面積為1.44平方公里。高階及低階合計為173平方公里，這面積比澎湖的141平方公里還大，約是2/3的台北市的面積。台北市（包括淡水及部份陽明山）的面積為272平方公里。也就是我們需要有約2/3台北市面積的土地，作為最終處置場，才能世世代代維持2014年約18%佔比的核電規模。）
－－－－
以10萬年為例，很多廢棄物可能填滿台灣，例如二氧化碳。
台灣每年排放二氧化碳為1.414 x 10^2立方公里，而填滿台灣上空大氣層所需年份為 (1.8 x 10^6) / (1.414 x 10^2) = 12,729年。因此，10萬年足以填滿台灣上空大氣層7.85次。
根據新的核能技術，核廢料有可能在數百年內被重新利用。乾儲存桶的設計壽命，考慮到混凝土結構的耐久性和歷史表現，顯示鋼筋混凝土（SRC）建築在適當維護下可保持超過2000年的壽命。因此，若僅需存放數百年，乾儲存完全可以滿足需求。
事實上，10萬年的討論一直都是一個虛擬議題。目前，我們並未達到需要針對10萬年或20萬年進行設計的必要性，許多國家也已經停止興建昂貴的最終儲存場。
對於輻射線持續10萬年的問題，並不意味著我們必須保存10萬年。有更多例子表明這並非必要，例如汞或鉛的毒性是永久存在的。它們可以通過固化法、穩定法、電解法、薄膜分離法、蒸發法、熔融法、化學處理法或熔煉法進行處理。如果按照核廢料的標準，我們是否需要永久保存這些汞或鉛廢料呢？
大部分汞或鉛已被回收利用。隨著核廢料技術的成熟，我們也可以將核廢料回收利用，從而達到環保永續的目標。
＝＝＝＝＝＝＝＝
（天然氣發電所產生的PM2.5，是超超臨界燃煤機組的1/72（圖1），這顯示天然氣發電相對於燃煤造成的PM2.5，是可以幾乎視作無污染的。而風電及光電不產生PM2.5及排放溫室氣體。核電是否不排放大量溫室氣體及PM2.5，當考量其燃料棒生產及未來十萬年之封存，每百年就要從重新換貯槽，所需使用的水泥量及生產這水泥所排放的二氧化碳及生成的PM2.5，其實是有爭議的。）
－－－－
天然氣發電不能被視為無汙染的發電方式。雖然天然氣相對於燃煤和石油等化石燃料在燃燒過程中產生的汙染物較少，被認為是較為清潔的能源，但仍然存在一些汙染問題。
1.溫室氣體排放：天然氣主要成分是甲烷，燃燒時會釋放二氧化碳（CO2），雖然其排放量相對於燃煤和石油要少，但仍會對全球暖化產生影響。
2.甲烷泄漏：在天然氣開採、運輸和使用的過程中，甲烷可能會泄漏到大氣中。甲烷是一種強大的溫室氣體，對氣候變化的影響比二氧化碳更為顯著。
3.空氣汙染物：天然氣燃燒過程中，雖然產生的硫氧化物（SOx）和固體顆粒物（PM）較少，但仍會排放一定量的氮氧化物（NOx）。氮氧化物對人體健康和環境均有不良影響，如引發呼吸道疾病、形成酸雨、產生光化學煙霧等。
4.水資源汙染：天然氣開採過程中，可能使用到水力壓裂（又稱水力臥破）技術。這種技術可能導致地下水資源受到化學物質汙染，影響生態環境和人類用水。
天然氣主要由甲烷（CH4）和少量乙烷、丙烷等烷烴組成。作為燃料，天然氣在燃燒時與空氣中的氧氣（O2）發生反應，產生二氧化碳（CO2）、水蒸氣（H2O）和熱能。燃燒反應如下：
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + 熱能
根據分子質量，1mol的CH4重16克，2mol的O2重64克，1mol的CO2重44克，2mol的H2O重36克。
燃燒1公斤的天然氣需要4公斤的氧氣
產生2.75公斤二氧化碳和2.25公斤的水。
雖然天然氣燃燒時釋放的二氧化碳相對於其他化石燃料較少，但在大規模使用時，其排放量依然可觀。例如，燃燒100噸天然氣將產生約275噸二氧化碳。因此，即使天然氣被認為是一種較為清潔的能源，作為國家主要發電方式時，其二氧化碳排放量仍應引起關注。
＝＝＝＝＝＝＝＝
【結論】
能源發展多元化是未來的趨勢，風力和太陽能等再生能源在應對能源危機和氣候變化方面發揮著越來越重要的作用。然而，我們不能因為個人偏見而刻意誤導公眾對核能的看法。事實上，核能作為一種低碳能源，對於減少溫室氣體排放和確保能源安全具有重要意義。
批判核能時，我們需要保持客觀公正，避免使用誤導性的手法。同時，也應該正視其他能源形式的潛在風險和缺陷，並尋求在各類能源之間實現平衡與互補。只有這樣，我們才能共同為建立可持續的能源未來做出貢獻。
#核電成本 #能源政策 #核廢料處理 #反駁誤導 #能源轉型 #永續發展
＝＝＝＝＝＝＝＝
參考資料：
《3分鐘快速理解：輻射基礎知識》
《風力、太陽能與儲能設施的困境》
【核廢料vs天然氣】到底誰比較危險？
乾式儲存：高級核廢料儲存的務實選擇
【計算】衰變次數Bq換算為Gy/h吸收劑量率的數學公式與換算表
誤導手法一：將10萬年費用分攤到40年
某些反核聲音將核廢料儲存10萬年的成本強行分攤到40年核電廠運作期間，這樣的算法導致成本顯得非常高。然而，這種做法過於簡化，忽略了核廢料處理技術的進步和成本隨時間降低的趨勢。
誤導手法二：否認核廢料回收處理的可能
部分言論強調核廢料需保存10萬年，卻忽略了核廢料可通過回收和再處理技術降低危害。事實上，目前已有國家成功開展核廢料再處理，將高放射性廢料轉化為可利用資源。
誤導手法三：低估天然氣碳排放與空氣汙染
反核聲音經常將天然氣視為一種更環保的能源選擇，但事實上，天然氣在開採、運輸和燃燒過程中均會產生碳排放和空氣汙染。相對於核能，天然氣的環境影響並不遜色。
誤導手法四：低估太陽能板製造過程的化學毒性
太陽能被認為是綠色能源，但其製造過程中產生的化學汙染問題容易被忽視。例如，太陽能板的生產過程中會使用有毒化學物質，這些物質若未妥善處理，將對環境造成損害。
核電實際成本：1.49元/度
後端處理基金4264億：每年42億利息
回饋金分攤：每度電0.007元
人事費用：720萬，後端處理基金支付
反駁誤導性數據：20.24元核電成本不實
10萬年虛擬議題：汞或鉛廢料並非永久保存
核廢料處理：新技術可實現回收利用
天然氣汙染：溫室氣體排放、甲烷泄漏、空氣汙染物、水資源汙染以下是針對文章中錯誤內容的指證
原文：作者 莊秉潔 2019-11-26
【投書】核能是便宜的乾淨能源？ 莊秉潔：納入核廢料貯存回饋金 每度核電至少要20元
https://opinion.cw.com.tw/blog/profile/ ... _DAixuhkbw
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（在台灣，核廢料最可能的貯存方式是一直乾貯，當貯槽損壞或地質改變，再換一貯槽或地點，持續乾貯直到十萬年。所需費用及空間試算如下：
1. 回饋金：核一核廢回饋金一年有7000多萬（表1）。如需支付10萬年，合計為7兆元（7000多萬*10萬年）。以2009至2014核一廠所有機組幾乎都是全年滿載運轉時期為例，核一廠平均每年所有核能機組的總發電量為100億度電，以運轉40年計，為4,000億度。以10萬年總回鐀金費用計7兆元，平均每度需支付17.5元。）
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這個計算中存在一個錯誤，即將10萬年的回饋金分攤到40年的發電量上。
目前，後端處理基金已累積至4264億元。將這筆資金以1%的年報酬率進行定期存款，每年的利息為42億元。這筆利息足以支付7000萬元的地方回饋金。
每年回饋金為7000萬，而每年所有核能機組的總發電量為100億度電。因此，每度電所需支付的回饋金為：
7000萬元 / 100億度 = 0.007元/度
平均每度電需要支付0.007元的回饋金。
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（2. 人事費：我們來簡單算一下，看管高階核廢料的最終處理場所需的人事費。我們編列管理人員每天三班，每班二人，24小時來監管這最終處理場，至少6人之人事費來算。根據行政院主計處統計，2017年電力及燃氣供應業的薪資中位數年薪高達119.6萬元。十萬年所需的人事費為7,176億元（119.6萬元/人*6人*10萬年）。平均每度核一之高階核廢需支付1.79元。）
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同樣，將10萬年的薪資分攤到40年的發電量上也是一個錯誤。
修正後，計算一年的薪資應為120萬 x 6人 = 720萬元。
後端處理基金每年42億元的利息足以支付這筆人事費用。
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（3. 上面二者合計，每度就需要19.29元。再加上目前台電核能的營運成本為每度1.12元（2019/9），扣除之前攤提的每度約新台幣0.17元作為核能發電後端營運基金，為每度20.24元。而之所以台電估計核廢基金只需每度新台幣0.17元，是因為只有編列核能發電後端營運12年、監管50年的費用。
這監管50年距輻射強度降至背景值所需的十萬年差太遠。即使最後可以找到理想之最終處置場，也需要支付回饋金及人事費。可以預期，台灣及國外没有一個地方會接受只支付50年的費用，卻要放十萬年的核廢料。這成本一定會轉嫁到我們世世代代的子孫身上。上述費用還不包括發生核災的成本及貯存核廢料之設備費、維護費及業務費。加上之後，成本還會高上許多。）
－－－－
20.24元這種誤導性的數據可能讓人們對核能產生不必要的恐懼，影響正確的能源政策制定。
根據台電在111年的財務報表中公開的資料，核燃料購置成本為83億元，發電量為224億度，因此平均每度電的成本僅為0.37元。然而，在加上營運、輸電配電、員工成本、回饋金等費用，並在扣除後端處理基金後，核電的實際成本為每度1.49元。
根據之前的計算，後端處理基金每年可以產生42億元的利息，這筆金額足以支付每年的回饋金以及維護所需的人事費用。文章中提到的50年監管期限只是一個假設，與現實情況並不相符。實際上，每年42億元的利息可以用於編列足夠的人力，以進行長期甚至永久的監控。
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（我們有2/3個台北的土地來貯存核廢料嗎？
也就是每40年就要增加6.89公頃面積來貯存新的核廢，一直到十萬年為止。我們計算十萬年總需求的面積高達17,225公頃（6.89公頃*100000年/40年），也就是172平方公里。而目前低階核廢料需要19.15公頃來貯存，其大部分來自三座核電廠，以每40年就要增加19.15公頃面積來貯存新的低階核廢，一直到300年止，這總需求的面積為1.44平方公里。高階及低階合計為173平方公里，這面積比澎湖的141平方公里還大，約是2/3的台北市的面積。台北市（包括淡水及部份陽明山）的面積為272平方公里。也就是我們需要有約2/3台北市面積的土地，作為最終處置場，才能世世代代維持2014年約18%佔比的核電規模。）
－－－－
以10萬年為例，很多廢棄物可能填滿台灣，例如二氧化碳。
台灣每年排放二氧化碳為1.414 x 10^2立方公里，而填滿台灣上空大氣層所需年份為 (1.8 x 10^6) / (1.414 x 10^2) = 12,729年。因此，10萬年足以填滿台灣上空大氣層7.85次。
根據新的核能技術，核廢料有可能在數百年內被重新利用。乾儲存桶的設計壽命，考慮到混凝土結構的耐久性和歷史表現，顯示鋼筋混凝土（SRC）建築在適當維護下可保持超過2000年的壽命。因此，若僅需存放數百年，乾儲存完全可以滿足需求。
事實上，10萬年的討論一直都是一個虛擬議題。目前，我們並未達到需要針對10萬年或20萬年進行設計的必要性，許多國家也已經停止興建昂貴的最終儲存場。
對於輻射線持續10萬年的問題，並不意味著我們必須保存10萬年。有更多例子表明這並非必要，例如汞或鉛的毒性是永久存在的。它們可以通過固化法、穩定法、電解法、薄膜分離法、蒸發法、熔融法、化學處理法或熔煉法進行處理。如果按照核廢料的標準，我們是否需要永久保存這些汞或鉛廢料呢？
大部分汞或鉛已被回收利用。隨著核廢料技術的成熟，我們也可以將核廢料回收利用，從而達到環保永續的目標。
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（天然氣發電所產生的PM2.5，是超超臨界燃煤機組的1/72（圖1），這顯示天然氣發電相對於燃煤造成的PM2.5，是可以幾乎視作無污染的。而風電及光電不產生PM2.5及排放溫室氣體。核電是否不排放大量溫室氣體及PM2.5，當考量其燃料棒生產及未來十萬年之封存，每百年就要從重新換貯槽，所需使用的水泥量及生產這水泥所排放的二氧化碳及生成的PM2.5，其實是有爭議的。）
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天然氣發電不能被視為無汙染的發電方式。雖然天然氣相對於燃煤和石油等化石燃料在燃燒過程中產生的汙染物較少，被認為是較為清潔的能源，但仍然存在一些汙染問題。
1.溫室氣體排放：天然氣主要成分是甲烷，燃燒時會釋放二氧化碳（CO2），雖然其排放量相對於燃煤和石油要少，但仍會對全球暖化產生影響。
2.甲烷泄漏：在天然氣開採、運輸和使用的過程中，甲烷可能會泄漏到大氣中。甲烷是一種強大的溫室氣體，對氣候變化的影響比二氧化碳更為顯著。
3.空氣汙染物：天然氣燃燒過程中，雖然產生的硫氧化物（SOx）和固體顆粒物（PM）較少，但仍會排放一定量的氮氧化物（NOx）。氮氧化物對人體健康和環境均有不良影響，如引發呼吸道疾病、形成酸雨、產生光化學煙霧等。
4.水資源汙染：天然氣開採過程中，可能使用到水力壓裂（又稱水力臥破）技術。這種技術可能導致地下水資源受到化學物質汙染，影響生態環境和人類用水。
天然氣主要由甲烷（CH4）和少量乙烷、丙烷等烷烴組成。作為燃料，天然氣在燃燒時與空氣中的氧氣（O2）發生反應，產生二氧化碳（CO2）、水蒸氣（H2O）和熱能。燃燒反應如下：
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + 熱能
根據分子質量，1mol的CH4重16克，2mol的O2重64克，1mol的CO2重44克，2mol的H2O重36克。
燃燒1公斤的天然氣需要4公斤的氧氣
產生2.75公斤二氧化碳和2.25公斤的水。
雖然天然氣燃燒時釋放的二氧化碳相對於其他化石燃料較少，但在大規模使用時，其排放量依然可觀。例如，燃燒100噸天然氣將產生約275噸二氧化碳。因此，即使天然氣被認為是一種較為清潔的能源，作為國家主要發電方式時，其二氧化碳排放量仍應引起關注。
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【結論】
能源發展多元化是未來的趨勢，風力和太陽能等再生能源在應對能源危機和氣候變化方面發揮著越來越重要的作用。然而，我們不能因為個人偏見而刻意誤導公眾對核能的看法。事實上，核能作為一種低碳能源，對於減少溫室氣體排放和確保能源安全具有重要意義。
批判核能時，我們需要保持客觀公正，避免使用誤導性的手法。同時，也應該正視其他能源形式的潛在風險和缺陷，並尋求在各類能源之間實現平衡與互補。只有這樣，我們才能共同為建立可持續的能源未來做出貢獻。
#核電成本 #能源政策 #核廢料處理 #反駁誤導 #能源轉型 #永續發展
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參考資料：
《3分鐘快速理解：輻射基礎知識》
《風力、太陽能與儲能設施的困境》
【核廢料vs天然氣】到底誰比較危險？
乾式儲存：高級核廢料儲存的務實選擇
【計算】衰變次數Bq換算為Gy/h吸收劑量率的數學公式與換算表