賀陳冉觀點:還原日本福島核災的原因─電廠建太低了

2018-07-17 07:10

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負責除污善後的工人正在福島核電廠工作。(美聯社)

負責除污善後的工人正在福島核電廠工作。(美聯社)

10到15公尺高的311大海嘯根本不會對福島第一核電廠有任何影響,也不會發生有史以來最嚴重的核災;如果日本東京電力公司沒有為了省錢,硬是把35公尺高的原始廠址高程,挖掉25公尺,更不應該把發電機以及反應爐的基礎挖到海平面以下4公尺的高度。

2011年3月11日14:46在日本外海,距離福島第一核電廠180公里的海底發生9級大地震,廠內核子反應爐的控制棒自動插入,運轉中的反應爐停止發電,發電廠內部所需要的電力轉由外部輸電線提供,但輸電幹線的鐵塔因地震倒塌而損壞,備用的一組輸電幹線卻因為規格不合而無法使用,故改由緊急柴油發電機供電。至此,福島第一核電廠仍然是依操作程序進入安全的停爐程序 - 反應爐降溫、用過燃料池的冷卻、廠區照明,以及儀錶與操控等所需的電力,全部由設在地下室的柴油發電機供應。

柴油發電機也的確發揮了它的功能,但是40分鐘之後大海嘯非但把地下室的柴油發電機淹沒掉,也把電源開關以及分配器也淹沒了,連帶使放在高地仍可運轉的發電機也完全無用武之地,至此,福島第一核電廠進入所有發電廠基本設計上絕對要避免,也是電廠操作最怕的電廠全黑。終致於引發核芯熔毀、輻射外洩、土壤與地下水汙染等一連串事故,只因為核能廠淹水了!

所有災難的問題可以用一句話來問 : 「為什麼業主東京電力公司(東電)不少挖一點土,把電廠蓋在高一點的地方?」

就好比水邊景觀宅,雖然要親水,但是要麼離遠一點,要麼高一點,絕不會貼著水邊蓋;這麼簡單的道理東電不懂嗎?

上圖為大規模開挖現場照片(應該是 1967年左右)。  下左為整地完成照片。下右凹下處應為緊急柴油發電機所在的機房。
上圖為大規模開挖現場照片(應該是 1967年左右)。 下左為整地完成照片。下右凹下處應為緊急柴油發電機所在的機房。附圖取自日本英文時報japantimes在2011年7月13日以「福島第一核電廠原位於免受海嘯侵襲的高地」為題所登載之報導(原文為Fukushima plant site originally was a hill safe from tsunami)。

找出日本全國核能電廠的位置圖,就可以發現全日本所有商用核電廠全部都盡可能貼近海邊蓋,理由非常單純,一個原因─省錢。

不論是以石化燃料或核能發電,所消耗的能源大約只有30%~35%左右可以轉為電能,其餘的65%~70%都成為廢熱,必須依賴海水冷卻,其方式為在發電廠建抽水站,以暗管利用巨型電動馬達帶動抽水機抽取海水,加壓送至發電廠以吸收廢熱,海水吸熱後溫度升高,經加壓後噴入大海(溫排水)。廠址距海邊越遠或越高,勢必消耗更多電力。

核能發電廠為了冷卻反應爐與用過燃料池,所發的電大約有4%要拿來抽、排海水等冷卻之用;以福島第一核電廠六部機組共4,696MW而言,每年因而至少減少約80億台幣之收入,廠區越高或是距海邊越遠,就要用更多的電。以核能電廠40年許可而言,其費用高達數千億台幣。故國際原子能總署以及東京電力公司在事故之後的評估報告都說「當時認為最大海嘯高度為3.122公尺,比較開挖的成本與鉅額的冷卻電費支出,以及反應爐與發電機等設備安裝的難易度之後,從經濟的角度,決定大規模開挖,將原始廠址高程由35公尺降低至10公尺。」

但是電廠開始運轉後,各種對海嘯高度的研究都高於原規劃所假設的3.122公尺,然而東電卻沒有做出有效對策,故國際原子能總署在其報告含中蓄的敘述「核能發電的重要組件應該設置在乾地(dry site),如果在營運階段發現該地有可能成為濕地(wet site),就必須採取永久性的保障措施。」

311大地震一共有四個受影響的核能電廠,除了福島第一核電廠之外外,還有福島第二、女川、東海第二等發電廠都順利停機,連距離震央最近的女川也沒有發生事故,日本原子力產業協會在2014.04.04提出「為何福島第二、女川、東海第二未發生嚴重事故」的報告,明白指出核能發電最重要的安全措施就是電不能斷(包括外部電源與本廠的緊急電)。女川核電廠比福島第一核電廠晚13年於1980年開工,規劃之初即認為最大海嘯高度應為9.1公尺,為安全起見將廠區地面高程定為14.8公尺,高於13公尺的海嘯,因而未受到311海嘯的影響。

東京電力公司的事故報告中顯示,地震並未對建築結構造成損害。
東京電力公司的事故報告中顯示,地震並未對建築結構造成損害。

上圖摘自東京電力公司的事故報告,並說明地震沒有對建築結構造成重大損壞,但淹進廠區的大水卻經由門、窗、通風口等,造成內部的各項設備儀表線路等全部失去功能。

將每次事故的檢討作為修正規劃、設計、製造、安裝、測試、運轉與維護等的依據,是各行各業包括核能業的標準程序;將近60年前規劃設計的福島第一核電廠,各方面考慮的周詳程度絕對不會優於近代的核電廠。當年日本東電為了省錢多賣電,把電廠建太低,不但是造成福島核災的元凶,更倒楣的是台灣的台電無妄受災,為政者能不三思嗎?

*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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