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核能如何發電
http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=1198&CL=4
核能新思維
李遠哲直言：「溫室氣體減量」與「非核家園」兩個目標目前無法同時達成，在「兩害相權取其輕」的考量下，他主張50年內續用核能，以待再生能源發展成熟。
如何以排放二氧化碳最少的方式來發電，才是現階段全世界共同追求的首要目標。
150年前工業革命尚未展開時，全世界二氧化碳濃度約為 0.028%，現在已經超過 0.037%，提高了約 1/3。全球暖化的問題到底有多嚴重？根據聯合國跨政府氣候變遷研究小組（IPCC）計算，從 1901年到 2000年，全世界地表溫度約上升 0.6℃；但隨著人類開發程度提高，暖化情況日趨嚴重，IPCC在 2006年的報告修正為從 1906年到 2005年上升了 0.74℃，其中，後 50年就上升了 0.65℃。
而台灣的氣溫變化，根據中研院「環境與能源研究小組」的報告，近一世紀氣溫上升約 1.2℃，是全世界平均的 1.6倍。
未來全球暖化的情況可能更糟糕，IPCC預測，2100年左右，全球平均氣溫極可能升高 1.8~4℃，海平面可能上升 30~40公分甚至更多。若上升 2℃，將造成 20億人面臨缺水危機，20~30%的物種瀕臨絕種，更多人因為熱浪、旱澇而死亡；若情況更嚴重，更可能造成全球 1/5人口受洪水影響，32億人缺水，全球發生大規模物種滅絕。
全世界都受到溫室氣體的影響，那台灣對全世界二氧化碳增量的「貢獻」又是如何？根據國際能源總署（IEA）在 2006年的統計，2004年台灣二氧化碳排放總量約佔全世界的 1%，排名第 21，而每人每年排放量約 11.25公噸，排名第 18；但若只看人口 1000萬以上的國家，台灣的排名就跳升到第 5，僅次於美國、澳洲、加拿大和荷蘭（現在已經超過荷蘭）。
另一項統計更驚人：過去 15年，台灣的二氧化碳人均排放量成長率，竟然高居世界第一。中研院環境變遷研究中心主任劉紹臣統計發現，1990年台灣每人每年排放二氧化碳 5公噸多，大約是西歐國家人民的一半，到了 2005年成長到 11公噸多，漲幅超過一倍，而西歐國家則不斷減量，使得台灣迅速躍居 二氧化碳排放大國。
台灣燃燒化石燃料產生的二氧化碳佔溫室氣體排放總量的 74%，而火力發電是其中的重要來源，所以馬英九也提出解決之道：「發電策略積極朝低（無）碳能源超過 50%的方向推動」
燃煤
966~1306
燃油
約800
天然氣
439~688
太陽能
60~410
水力
4~236
地熱
47~97
風力
7~74
生質能源
約46
核能
約39
火力發電以外的其他發電方式, 都可以成為選項.
不易精確掌握何時有風, 因此風力發電不適合擔任供應基本電力需求的 "基載", 而只能作為電力需求緊迫時的 "備載". 若裝設 1MW (100萬瓦) 的風力發電機當做基載, 只能當成 0.12MW 來調度, 也就是說, 還得另蓋 0.88MW 的傳統發電廠才行.
即使是非常強調發展再生能源的歐盟國家, 風力及太陽能發電所佔比例也不算高. 各國再生能源還是以水力為主, 而水力發電與風力發電一樣, 都得依賴適當的自然環境. 因此各國核電捲土重來 ...
今年1月為止, 全世界共有 439 部核電機組在運轉, 另外有 34部正在興建中; 其中美國擁有104部, 是最大的核能國家, 法國59 日本55 俄羅斯31 居次.
目前美國的核電廠一年約發 7690億度電.
中國現有 11部機組在運轉, 預計 2020年擴充為 46部.
日本則計畫擴充到 100部.
台灣總用電量將從 2007 年的 1543 億度, 成長到 2025 年的 2824 億度.
目前, 台灣有三座 核電廠, 發電容量 5144 MW, 佔 13.5 %;
核能發電佔全國總發電量 19.3 %.
四座核電廠分別還有增建 2, 2, 4, 4 部機組的空間, 技術上也沒有問題, 需要的是時間 10-12 年.
目前台灣各核電廠儲存核廢料的空間大約剩下一半, 還可以儲存全部機組運轉幾十年的核廢料. 最終處置場目前還在選址, 可能是 屏東牡丹鄉或台東達仁鄉.
在台灣, 核能每發一度電, 就要提撥 0.17 元 做為 "核能後端處裡基金", 用於 處裡核廢料 用過核燃料及未來核電廠除役之用. 加上這 0.17 元後, 核能發電的成本約為每度電 0.6271 元.
以核四廠 建廠費用 2355 億元, 發電量 2700 MW; 與 台電最新投資的深澳 燃煤電廠 建廠費用 1089 億元, 發電量 1600 MW 相比, 核能發電成本約是燃煤的 95 %.
這還沒有算到燃料價格上漲部分. 2003年 台電的燃料費約 871億元, 2007年漲到 2118億元, 其中燃料鈾的費用不到 40億元, 而且一直未上漲, 而火力發電的 煤 石油 天然氣 卻上漲了 150 %. 未來漲得會更厲害. 燃料成本佔發電成本的百分比 煤75, 石油92, 天然氣81, 核能15.
另一項未考慮的是 排放二氧化碳的外部成本, 也就是碳排需付費, 若以每噸二氧化碳 22.2美元計算, 則台灣每度電增加成本以新台幣計, 燃煤加 0.82元, 燃油加 0.8元, 天然氣加 0.47元.
發電方式
發電成本
加上碳排後成本
天然氣
4.7680
5.2380
燃油
3.7157
4.3157
風力
2.5748
2.5748
燃煤
1.1750
1.9950
慣常水力
1.2826
1.2826
核能
0.6271
0.6271
彭立人醫師
其實核能發電過程中並不經濟, 有很多浪費 ...
一千公克物質完全等價於
89,875,517,873,681,764 焦耳 或 9 * 10 ^16 焦耳
24,965,421,632 千瓦時
21.48076431 千噸TNT當量
1 焦耳 = 0.239 卡, 換算起來
損失一千公克物質 可以使 2.7 億公噸 20度C 的水上昇到 100度C
(石門 水庫水量 2.1 億立方米, 也就是 可以燒乾整個石門水庫的水)
而若要靠燃煤達成同樣效果, 需要燒 300 萬公噸的煤. 那會造成多大的空汙問題啊! 排放多少二氧化碳使地球更暖化啊!
而 1公噸的鈾235發生核分裂, 大約只會損失 1公斤的質量.
目前的核能發電主要是用速度約每秒2.2公里的 "慢中子" 撞擊 鈾235原子核 來發電.
在天然鈾中, 鈾235大約只佔 0.7%, 其他幾乎都是鈾238, 必須要將鈾235的比率濃縮到 3.5%, 做成燃料棒, 才能用來發電. 當含量降到 0.6% 時, 就可以說這條燃料棒耗盡了.
只要用一節小拇指大小的核燃料, 就可以產生相當於燃燒一公噸煤所得的電力.
核電廠後端發電原理和火力發電廠一樣, 都是產生高溫水蒸氣來推動汽機發電, 只是前端產生高溫蒸氣用的方式不同, 核電廠是利用核分裂放出的能量, 火力發電廠則是靠燃煤.
核電廠發電機組 依反應器型式來分, 可分為 壓水式反應器(PWR) 及 沸水式反應器(BWR) ; 核三廠用的是壓水式, 其他則是沸水式.
2035年以後可以使用的是第四代核反應器, 大致可以分成6種,
1. 非常高溫反應器(VHTR) 中負責帶走熱量的不是水, 而是氦氣.
2. 氣冷式快中子反應器(GFR) 由於是直接用快中子撞擊, 不需要中子緩速劑, 所以反應爐中全部都是燃料球, 爐壁也不需要裝一層厚石墨, 傳熱同樣是用氦氣. 可以不停機線上更換燃料球.
3. 鈉冷式液態金屬反應器 (SFR) 是用快中子, 傳熱是用 液態鈉
4. 鉛冷式液態金屬反應器 (LFR) 也是用快中子, 傳熱是用 液態鉛
5. 超臨界水冷式反應器 (SCWR) 可用快中子或慢中子, 傳熱則用 超臨界水 (當超過 220大氣壓, 375度C時, 水會變成非液體也非氣體的狀態, 稱為超臨界水). 利用提高反應器壓力槽抗壓性, 藉以提高水的溫度到 600度C以上, 提升發電效率.
6. 熔鹽反應器 (MSR) 是用慢中子, 特點是讓燃料溶入液態的氟化鹽類中, 溫度可到 800度C.
核一二三廠爐心熔毀的機率是 十萬分之三 (十萬年會熔毀三次); 而
第四代反應器爐心熔毀的機率是 億分之一.
也就是 齊心發展 發電效率更好更安全的核能反應器.
現有核電廠的發電效率約 33.3%. 也就是大半是過程中浪費掉了 ...
若是利用 綠針 小說中的 能石, 直接大量吸收核分裂放出來的能量 轉換成電能. 台灣很快就變成綠色的了 ...
