2014年3月24日 星期一

能源與氣候的迷思



前言:
最近核能問題很困擾我,但看到坊間書標題是反核的也不想看,因為已先說是反核,所有資料一定是反核,那完全沒參考性。這本書看來比較中立,所以就借來看,看完內容後,深感這是本好物,只要會加減乘除就看得懂道理。

隨記:
P.03 我國每年能源產值約2兆元,超過國內生產毛額(GDP)15%
P.03 僅以核電不延役政策為例,如全以燃煤發電,每年發電成本增加500億(含碳權)。如全以燃氣取代核電,每年發電成本增加更將超過1000億。
P.04 核電機組可延長20年壽命,表示降核能成本(以20年計)至少1兆元,高則2兆元,而20年後的煤價,尤其天然氣價格會飛漲到何種地步?核電不延役的降核政策是一種重大失誤。
P.04 核一廠一號機除役2018年。
P.04 減碳政策本身並沒有錯,問題是減碳方案。目前政府採取的是最昂貴最無效的以天然氣代煤方案。以氣代煤所增加的發電成本每年至少500億,以火力機組40年運轉壽命計,又是2兆元的政策失誤。
P.04 為何攸關國運的能源政策會一錯再錯?最主要的源因是我國能源政策不是由能源專業人士主導,能源政策竟隨環保界指揮起舞。
P.04 極少人知道高爾論述在2007年就被英國法庭正式判定為「極多謬誤」。
P.05 目前再生能源的成本極為昂貴,太陽能及海風發電成本超過核電10倍。
P.26 1馬力(H.P. Horse Power)=746瓦特(w)
P.27 1度電=1瓩=1000瓦=約3元新台幣。詳參台電
P.31 一次能源就是人類由自然界開採取得後可直接使用的能源,例如:煤、石油、天然氣、水力等。二次能源則表示需要將一次能源進一步轉換才能使用的能源,例如家庭用電。不過能源轉化過程一定會損耗。
P.37 世界上20%的人口使用高遠65%的能源。
P.44 世界各國中水力發電占9成的國家有挪威、巴西、尼泊爾等國,紐西蘭水力發電占了8成,加拿大、瑞典等國水力發電也占5成以上,在今日減碳的世界占了極大的優勢。
P.44 燃煤發電,美國6成、印度7成、中國8成、南非9成。
P.49 目前70億人中還有18億是生活在沒電的世界。
P.49 目前全球電廠裝置容量約4000GW(台灣40GW=4000萬瓩),估計2005~2030年之間,全球電產容量將增加4500GW。→燃料要從那來呀?
P.51 石油在能源上最大用途是提供交通運輸的燃料。→發電是用煤、天然氣。
P.52 航空占3.5%的能源。→忘記飛機也吃汽油,當石油沒了,飛機怎麼辦?生質能?
P.75 風力發電價格遠低於太陽能,與傳統火力發電相較已有相當程度的價格競爭力,但無法全年不停發電,風速太低或太高都無法運轉。歐洲處西風帶,亞洲風力資源貧乏的地區。
P.75 風車葉片的直徑增加一倍,發電功率就會變成原來的四倍。→目前已達技術瓶頸(直徑125公尺)。
P.76 風力功率密度低,需要極大土地面積。核電廠2平方公里,每年可發200億度電,風力500平方公里,每年可發60億度電。
P.78 即使台灣全島陸地及近海風力發電潛能地區全部予以開發,也只能勉應付台灣一年的用電成長(3%,60億度。台灣目前年用電約2000億度)
P.79 夏天白日通常是全年風力最小的時候,風力最大的時刻是冬天夜間。
P.83 光電效應的奇妙之處在於,若光子的能量低於半導體的電位差,則再強的光線也無法產生電流。若光子的能量高於半導體的電位差,則一部份光子的能量會產生電流,但超出電位差的能量因為無法使用,而成無效的熱能。目前實際效率約為20%,這些數字逐年提高,但因為有量子力學論的限制,未來效率大幅提高的空間也有限。
P.85 若以全台10%的建築物置太陽能電池(頂樓利用率40%計算)約可提供14億度電,只占全台用電量0.7%。
P.85 太陽能發電產,興達占地10公煩,年發電592萬度。台中火力廠對比,同面積發電度相差200倍,太陽能還真不是台灣寸土寸金的國家玩得起。
P.85 太陽能合理價格為每瓦4美元。→這應該是指用一片太陽能板價格除以可發電瓦數,而不是發電成本。
P.89 核電供電比例如下:法國76%、立陶宛74%、比利時57%、南韓40%、日本33%、美國20%,台灣20%、俄國15%,美國共有104機組,世界最多。
P.90 不少人認為核電成本低廉的原因之一是未計入將除役後的成本,不過台灣的核電成本已經提例每度0.17的「後端營運費」,目前累績2000億台幣,6部機組除役後(以40年計)將累積3000億台幣,大於該6部機組當年建廠總成本的2045億,遠高於國外已除役電產所花的除役費用,餘下經費作為核廢料處理經費,綽綽有餘。→存疑,不延後除役不是20年嗎?
P.91 核電最令人擔心的兩大問題,一個是安全,一個是核廢料問題。
P.91 核電廠不會發生核爆。→大部份人高估危險程度,核外洩不等於核爆。自然界中的鈾原子有兩個同位素,鈾235、鈾238。其中鈾238為穩定核子不易發生分裂,鈾235是不穩定核子受撞擊後會分裂而釋放能量。在自然界的鈾礦中,鈾235占0.7%,而鈾238占99.3%,兩者混合在一起,極難分離。原子彈的鈾235濃度在90%以上,核電廠只有3%
P.93 中子撞擊鈾235並不是每次都會導致分裂的,中子速度太快或太慢都不行,只有適告速度範圍內的中子撞擊核子時所引起核分裂的機會才會最大。一般的輕水式反應爐就是一方面用水作為爐心的冷卻劑,另一方面以水作為中子的緩衝劑。如果爐心中沒有水,中子無法減速,則連鎖反應無法產生。
P.93 核電廠最嚴重的事故就由冷卻水系統出問題導致爐心過熱而融化,這正是核能災變所發生的狀況。但不要忘記爐心一旦缺水,中子無法減速,連鎖反應立刻自動停止。爐心的餘熱是來自爐心放射性物質的衰變,而不是由於連鎖反應產生。
P.95 車堡核反應爐與西方反應爐不同,車諾堡的反應爐是以石墨為緩衝劑,而以水作為冷卻劑,車諾堡事件的起因也極為離譜,工程師為某種汽渦輪機轉子慣性試驗而違反程序,未知會核安工程師的情況下,擅自將安全系統解除,以利實驗進行。
P.95 車諾堡無圍阻體(1.2公尺的鋼筋混凝土結構)
P.97 福島事件是兩大天然災害同時發生,並同時超過設計標準,但因圍阻體並未完全損壞,所以輻射物質仍不及車諾堡的1/10。
P.98 台灣因為斷層短,發生最大地震規模與美日相較至少小上一個數量級,規模差一級的地震,能量約差32倍。日本福島地震與921相差120倍。
P.98 三浬島事件與車諾堡、福島最大不同在圍阻體完整,廠外居民受最高輻射低於照一次X光所受輻射1/10。
P.98 核廢料分兩種,一種是量大但放射性低的低放射性核廢料,占了核能電廠核廢料的98%以上,主要為運轉維護而受輻射污染的物品,約10年內就衰減到與一般廢棄物無異的狀態,這也正是目前存於蘭嶼的核廢料。
P.99 高放射性核廢料就是核電廠使用過後的燃料棒(俗稱用過燃棒或乏燃料)。必須與環境隔離10萬年其放射性才會降到安全範圍,但由另一解度而言,因核廢料很少只占核電廠廢料2%。一個燃料束的大小與電話亭類似,足夠提供核電廠一年發電所需。40年份約為一座游泳池大小。
P.108 目前人類因能源使用而排放的二氧化碳中,火力電廠占50%。
P.114 碳洩漏,1986年在非洲卡麥隆的尼歐斯湖,因湖底火山爆發,釋出10萬頓二氧化碳,因二氧化碳比空氣重,而停留地面,造成1700人及數千家畜死亡的慘劇。→碳封存有其風險
P.117 IPCC報告指出,目前全球因能源使用造成的溫室氣體排放中,交通占了23%,其中75%因路上交通造成。
P.129 氫是宇宙中數量最多的元素,但氫實在太輕了,所以在地球大氣中數量極少。目前地球的氫都是以化合物的形態存在,如水及天然氣等。
P.130 基本上可以用兩種方法製造氫,一種由石燃製氫,另一種方法是電解水來製氫。目前全球有90%以化石原料製造,其中以天然氣為原料製占了一半。
P.131 電解水製氫,是一種十分成熟的科技,以水製氫,最大優勢是可以製造純度非常高的氫,成本極高;每製造1單位的能量就要消耗1.4單位的能量。
P.135 氣候工程(Climate Engineering)可以分為兩大類,一種是減少太陽輻射又稱為太陽輻射管理(Solar Radiation Management,SRM),一種是移除大氣中的二氧化碳(Carbon Dioxide Removal,CDR)
P.136 太陽輻射能量極為巨大,所以只要阻絕1%的輻射就可以抵消二氧化碳倍增造成的暖化。1991年菲律賓Pinatubo火山爆發,所釋出到平流層的大量二氧化硫,使全球溫度降溫0.5%;就是一個極佳的啟發與驗證。
P.136 太陽輻射管理的方法:1.造雲。2.在平流層釋出懸浮微粒(Aerosol)。3.在太空中釋出鏡片。
P.136 平流層釋出懸浮微粒,飛機航線基本上就在平流層。→為何不讓客機裝載設備,在排氣孔加掛噴嘴,自動撒不就行了,成本說是造雲的150倍費用(P.138),是不是計算錯誤?拜學家粗估每年必須釋出800000立方的微粒,這總量不過是邊長93m的立方體。
P.140 許多人就覺得CCS(Carbon Capture and Storage)要處理太多非二氧化碳的氣體並不經濟,即使燃燒後的氣體最多只有20%二氧化碳,80%的氮還是氮。
P.162 以台灣的經濟實力和人均排碳量,很可能會歸類於已開發國家。→要分利益時台灣不是國家,要分擔責任時台灣又變成國家,真好的分法。突然默默希望伊斯蘭教多炸一炸這些大國,看看他們能不能讓他們清醒一點,貪婪側漏。
P.182 高爾承認誤導,高爾的藉口是「為了喚起民眾的意識,將事實予於誇張敘述(Over-representation)是合宜(appropriate)的。」這代表他明知這樣的暖化論述是「誇張」的,但為了喚醒民眾(不如說是欺騙恐嚇民眾),他竟將科學家所重視的「誠信」兩個字拋到九霄雲外。→原來政客才是真正的文創產業…。
P.190 任何溫度高於絕對零度的物體都會輻射電磁波。太陽會輻射電磁波,地球會輻射電磁波,每個人也都會輻射電磁波,但每個物體輻射電磁波的主要頻率都不同,溫度越高的物體,其輻射電磁波的主要頻率越高,太陽溫度極高,所以其輻射電磁波的頻率很高,50%以上的能量都集中在可見光頻率範圍,也有相當的能量以高於可見光的紫外線輻射地球。地球的溫度遠低於太陽,所以地球輻射的電磁波頻率都低於可見光,而在人眼所看不到的紅外線範圍。
P.190 溫室氣體就是大氣中吸收地球所輻射紅外線能量的氣體分子。這些分子在吸收紅外線電磁波後會釋出同樣的電磁波。氣體分子能吸收紅外線的原因在於分子的原子鍵會與紅外線頻率的電磁波產生共振。但要有三個原子以上的分子才會與紅外線產生共振。氮、氧都只有兩個原子。
P.192 如果沒有溫室氣體給予地球額外的輻射,地球平均溫度將為-18°C。因為-18°C的地球所輻射的能量與由太陽所獲得的能量保持平衡。今日地球均溫在15°C比沒有溫室氣體的地球溫度高了33°C。→作者主論溫室氣體不一定是壞東西。
P.193 大氣中1ppm二氧化碳的重量達78億噸。→我覺得單位當初設定太誇張,或許1噸跟我們覺得1克的感覺比較相近,當初誰訂的單位,感覺是用重量單位在量空間單位,蠻糟的。
P.194 人類呼出的二氧化碳是由吸入空氣中的氧與體內碳水化合物結合後所產生。
P.196 海洋中二氧化碳的含量是大氣中的二氧化碳的50倍。
P.198 IPCC認為二氧化碳在排入大氣後,約有50%在大氣中滯留30年,30%滯留數百年,而有20%會滯留數千年,這也就是二氧化碳可怕的最主要原因。
P.199 毀林而造成的二氧化碳排放竟高達全部溫室氣體排放的19.4%。
P.200 2004年溫室氣體排放比例

P.201 同等重量的牛肉所造成的碳排是雞肉的13倍,是馬鈴薯的57倍。→驚人呀!大家少吃牛肉吧!留給我吃…,根據我自體實驗,牛肉給我的能量是雞肉無法比擬的高出非常多。
P.202 2006年全球碳排比例
P.209 溫度記錄的疑問,觀測偏重陸地,海洋占3/4無監測。陸上偏重都市,都市有熱島效應。
P.235 IPCC成立的目的其實就在「證實」全球暖化是人類活動所引起,所以要說IPCC是完全不偏不倚也頗難令人相信。
P.244 巴西總統在2007年八大工業國會議上也不能認同已開發國家要求開發中國家為減碳而做犧牲,他說:「貧窮本身就已經是一種犧牲。」→這話令人玩味。
P.264 農作物生長週期太短,一年之內(甚至更短)就被人類或家畜食用,而完成碳循環,對減碳無益。
P.288 台灣電力系統尖峰能力(1992-2011年)
P.302 2008-2015年電力系統備用容量
P.303 我國法定備轉容量為20%


P.311 抽蓄發電約有20%的效率損失。
P.311 時至今日,因基載電廠(核、煤)裝置容量不足,甚至要動用燃氣電廠來提供基載電力,抽蓄電廠完全無用武之地,花費數百億建造的蓄電廠近於閒置。
P.296 電力排碳量:核能0、燃氣.42公斤/度、燃煤0.84公斤/度
P.294 電力成本:核電0.63元/度、燃煤1.42元/度、燃氣3.2元/度
P.297 建廠時間:核電8年、燃煤5年、燃氣3年。不含前置作業約5年(評估、政府核準、招標等)。→所以一個電廠最快完成也要8年!好好利用2015~2023年的電力空窗期。
P.318 每公噸碳權,目前約540元(找不到ECX報價,只找到TETA,目前報價4.72歐元,換算只有200元台幣?)以氣代核(約400億度),會增加1700萬頓二氧化碳,以煤代核會增加3400萬噸二氧化碳。
P.303 為何2008-2011年原規劃的機組雖未完工商轉,但也未造成缺電呢?最重要的原因在於這4年間發生嚴重的經濟衰退,導致電力成長停滯,沒有發生限電的危機屬僥倖。
P.337 汽電共生電廠的產品除了「電」外,還有蒸氣。兩種能量相加除以燃料能量,效率自然較單純發電高。→蒸汽在台灣沒有多大用處,因為屬亞熱帶,不需暖氣。
P.369 勿忘我國在世界碳排不過1%,仔細觀察國際減碳風向,小國勿為天下先而應確保本身生存。

心得感想:
目前每年鈾礦使用量約為7萬頓,已知礦量為550萬頓,約可用80年。核能占全球發電量15%,共有439座(2009年)。如全以核電發電,每年要用掉約50萬頓,只夠十年使用。看來核能也只是百年過渡能量來源,但也足夠了,科技百年後不知進步到那裡去了。未發現的鈾礦,主流估計可開採的總量在3500萬噸,還有釷物質也有可能當核原料,如果成的話,會再加一倍可用量。
對於十萬年的核輻射我倒覺得沒什麼,原因是地球很大,而說不定百年後,還把核廢料當寶,畢竟那些是比隨機物質還純的東西,就像垃圾場裡的廢鐵,百年前不值錢,百年後人人搶,我最看好中東廢油田,如果我是酋長我會收核廢料賺大錢,再把錢拿去投資,並賭核廢料未來的可再利用價值,再賺一筆比無本生意更暴利的商業買賣。
在2015年備用容量掉到6.6%,接著而來的就是等意外發生,然後大限電。這資訊蘊藏著太大的商機了!!
媒體、政客、假環保人士繼續玩弄恐懼吧,最後這惡果還是會回饋給到自己,能跑的只有達官貴人。
政府該做的就是買一堆此書,發送給大眾和圖書館,好過花一堆錢買政令宣導廣告,最好30秒鐘能說個明白…。只要關心的人得到真實資訊,讓群眾自行散播交流才能有效發揮效用。
翻到最後一面,作者簡介,作者現任吉興工程顧問公司董事長,公司為電力專業顧問公司,30年來吉興公司規劃設計近8成國內火力電廠(燃煤、油、氣),但他不反核,我只能說佩服。每次看政府荒腔走板的政策,我都以為台灣沒人才了,但這本書令我驚豔不已,台灣有人才,只是閒置。政府長年的愚民政策,現在吃到苦頭了吧!圖書館多進些書吧!台灣不缺求知慾強的人(我!),但缺錢買書(到書店看看…每個月出書量比淡水河流量還多,雖然品質跟淡水河的水質差不多,偶爾還是有金沙流過。多買些書放圖書館讓我們品讀吧,我們有真才實學當彈藥,才能讓鄉民信服。
關於能源的書,我覺得這本書寫的最好,因為全從台灣角度在分析,句句點到台灣問題的關鍵點,值得一看。
作者部落格-台灣能源

更新:2014年3月31日
相關網站:Gordoncheng's Blog-漫談備用容量與備轉容量
上圖所示備用容量,係非常樂觀的預測,核四兩部機分別在民國100、101年底商轉,林口、深澳、大林、通霄汰舊更新機組如期完工的預測。→看來2015年備載會掉到9.9以下是很確定的,因為核四還是卡著沒商轉時間表,估計當跳電幾次後就會商轉了,目前核四手上資料是已建制完成。就歷史來看備載電力掉到10%以下,該年度百分之百會發生跳電。


書籍資料:
書名:能源與氣候的迷思:2兆元的政策失誤
作者:陳立誠
閱讀價值:高,專門針對台灣而討論的能源書籍。
出版年月:2012/05/04
ISBN:9789861857091
目錄:
第一篇 能源

第1章 能源總論
    1.1 能源簡介 / 1.2 能源統計

第2章 電力
    2.1 電力的生產與供應 / 2.2 能源與碳排

第3章 石油與天然氣
    3.1 油氣的重要 / 3.2 交通碳排 / 3.3 油氣的蘊藏與生產

第二篇 減碳與調適

第4章 減碳總論
    4.1 為什麼要減碳 / 4.2 楔形減碳方案 / 4.3 楔形減碳方案檢討 / 4.4 增加能源效率

第5章 電力減碳
    5.1 風力發電 / 5.2 太陽能發電 / 5.3 核能發電 / 5.4 提升發電效率 / 5.5 碳捕捉與封存

第6章 交通減碳
    6.1 電動車與油電混合車 / 6.2 生質能 / 6.3 氫能源

第7章 氣候工程與暖化調適
    7.1 氣候工程 / 7.2 暖化調適

第三篇 國際條約與經濟分析

第8章 京都議定書與哥本哈根會議
    8.1 京都議定書 / 8.2 哥本哈根會議 / 8.3 減碳政策 / 8.4 清潔發展機制

第9章 減碳經濟分析
    9.1 DICE 模型 / 9.2 史登報告

第四篇 全球暖化

第10章 高爾的真相
    10.1 IPCC 報告與高爾論述 / 10.2 英國法庭判決

第11章 暖化的科學
    11.1 全球溫度 / 11.2 二氧化碳與暖化 / 11.3 碳循環 /
    11.4 碳排歷史及背景 / 11.5 氣候科學

第12章 懷疑論者的觀點 209
    12.1 溫度記錄 / 12.2 氣候科學的假設 / 12.3 其他暖化理論 / 12.4 電腦模擬之探討 /
    12.5 IPCC 立場 / 12.6 暖化原因尚無共識 / 12.7 懷疑論者的立場

第五篇 全球展望

第13章 全球減碳前景與策略
    13.1 未開發國家的能源需求 / 13.2 人口成長預測 / 13.3 中國減碳策略 /
    13.4 減碳誤導 / 13.5 森林碳匯 / 13.6 甲烷減排 / 13.7 全球減碳展望

第六篇 台灣電力現況與困局

第14章 台灣電力現況
    14.1 尖離峰負載 / 14.2 電力系統-需求面 /
    14.3 電力系統-供應面及備用容量 / 14.4 裝置容量與發電量的燃料別

第15章 台灣電力困局
    15.1 能源政策考量 / 15.2 建廠時程 / 15.3 完工電廠之回顧與展望

第七篇 台灣能源與降核減碳政策

第16章 能源配比與核能電廠
    16.1 基載電廠不足 / 16.2 2010 年三種能源配比情境分析 / 16.3 核電不延役的衝擊 /
    16.4 2025年四種能源配比情境分析 / 16.5 全面修正降核政策

第17章 減碳政策與燃煤電廠
    17.1 能源政策的失誤 / 17.2 再生能源檢討 / 17.3 工商減碳與「餘熱」利用 /
    17.4 減碳政策檢討 / 17.5 能源政策與減碳方案

第18章 能源、環保與政經
    18.1 地緣政治 / 18.2 環保運動 / 18.3 經濟政策 / 18.4 政治回顧

結語

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