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台灣現場

40年不是核電壽命終點?全球22座機組運轉逾51年,關鍵在「這兩大設備」

核三延役公投即將到來,目前正反兩方辯論正如火如荼展開。遠見資料庫。張智傑攝。

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823核三延役公投即將到來,目前正反兩方辯論正如火如荼展開。其中,40年年限成為爭論焦點之一。反核方主張,運轉40年的核電廠已老化失修,不應再延役。但國際上卻有超過百座電廠超過40年仍持續運轉,甚至瑞士還有一座56年核電廠,突破40年壽限的關鍵是什麼?

核三廠二號機在運轉40年使用執照到期後,於今年5月18日正式停機,台灣進入非核家園時代。但在野黨立委隨即推動修正《核子反應器設施管制法》,放寬核電廠延役申請規範。修法後,核電廠的運作年限從原本的40年放寬到60年。若核電廠想在執照到期後繼續運轉,可隨時向政府申請換發執照,新的執照最長可以再用20年。

不僅如此,為了讓已除役核三能重啟,藍白立委憑藉人數優勢,在立法院發動重啟核三公投案,主文為:「您是否同意第三核能發電廠經主管機關同意確認無安全疑慮後,繼續運轉?」預計於8月23日舉行全國公投表決。

從公投主文透露出,核三重啟核心並非是「想不想」選擇,而是關乎原本設計運轉40年的核電廠,「能不能」在確保安全無虞的情況下,由主管機關核准後繼續使用。

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支持核三重啟的一方認為,關於核電廠只能運轉40年的說法其實存有爭議。核電廠年限設定為40年,其實是仿效美國的法規。美國這項規範是為了避免電力公司長期壟斷才設定,與硬體使用期限無關。

核三重啟公投辯論正方代表、清大原子科學院長葉宗洸直言:「有人說40年到了核電廠所有組件都會壞,當你聽到這樣的論述時,就知道這個人完全沒有專業!」

延伸閱讀:823核三公投懶人包/五場辯論時間、正反方代表與爭議主題一次看

工程師揭露40年限真相,專家點出延役兩大關鍵

《美聯社》查閱歷史資料並訪問多名專家後指出:「核電廠在最初建造與設計時,確實是以40年為使用年限來規劃。」

曾在核電廠設計公司燃燒工程(Combustion Engineering)工作的工程師比爾柯科倫(Bill Corcoran)舉例說,製造壓力容器所用的金屬材質,經計算可承受約40年的疲勞負荷;而混凝土圍阻體的設計目標,也是確保在40年內維持足夠的強度。

圍阻體位於反應爐外層,是由鋼筋混凝土建成的巨大圓柱形結構,在緊急情況下用來將放射性物質封鎖在內部。而反應爐壓力容器則被喻為核電廠的「心臟」,內部安置著反應爐堆芯、燃料棒與冷卻系統。由於核反應是在壓力容器內進行,因此它必須能承受高溫與高壓,以防輻射外洩。然而,長期在反應過程中承受中子撞擊,壓力容器可能因「中子脆化」而產生裂痕。

然而,核電廠在設計時的使用年限預設為40年,但不代表到了40年就必須停止運轉。《2024世界核能產業現況報告》指出,全球有127座機組運轉時間達41年以上,占目前運轉中機組的四分之一,其中更有22座機齡超過51年。

《麻省理工科技評論》指出,核電廠的水冷系統、泵浦、閥門與熱交換器等多數設備,可透過維護、修理或更換來延長壽命。然而,「反應爐壓力容器和圍阻體,是左右核電廠壽命的關鍵。」麻省理工大學核子科學與工程系教授雅各波·邦吉諾(Jacopo Buongiorno)受訪指出,這兩項設備目前因技術與成本限制,無法進行更換。

國際案例顯示:關鍵設備故障會讓核電廠「短命」

美國Yankee Rowe核電廠就是因壓力容器脆化疑慮而提前除役的案例。這座壓水式反應爐由Yankee Atomic Electric Company擁有,1961年開始商轉,但僅營運 31 年,就因在換照時無法有效證明壓力容器的可靠度而被迫退役。

另一例是美國Crystal River核電廠3號機,則因圍阻體受損而提前除役。根據憂思科學家組織(Union of Concerned Scientists)的說法,2009年該機組在重新添裝燃料並更換蒸氣渦輪機時,發現圍阻體混凝土剝落,形成深達5公分的裂縫。雖然這些裂縫沒有立即造成危險,但修復成本過高,營運商杜克能源公司最終選擇讓機組退役。當時,Crystal River核電廠僅運轉了33年。

核電廠因零件老化而被迫除役的情況,其實並不罕見。據國際原子能總署(IAEA)統計,截至2023年底,全球共有175座已進入除役階段或已完成除役的核子反應爐,其中有23座是因「發生重要組件故障」而退役,另有15座則因「反應爐技術過時,或出現重大技術故障與劣化」而除役。

瑞士貝茲瑙核電廠全球最長壽,已運轉56年

儘管如此,世界上仍有核電廠能在半世紀後依然穩定運作。瑞士貝茲瑙(Beznau)核電廠,已運轉了56年,為世界之上最長壽的核電廠。瑞士並沒有核電廠使用執照年限,只要電廠能通過安全審核,就能一直運轉。

圖/瑞士貝茲瑙(Beznau)是世界最長壽的核電廠。取自nsenergybusiness。

瑞士核能監管機構 ENSI(Swiss Federal Nuclear Safety Inspectorate) 報告指出:「貝茲瑙核電廠的反應爐壓力容器,經超音波檢測後確認結構良好,各項證據顯示該電廠能繼續營運。」

核電廠的延役申請與相關工程通常會在停運前就啟動,但美國Palisades核電廠則是在停機後才開始申請。Palisades在2022年時因設備問題和獲利不佳而提前除役。不過,根據《紐約時報》報導,美國能源部已提供資金協助重啟該廠,目前尚須通過美國核能管理委員會的審查,若最終成功重啟,Palisades將是美國首座退役後重啟核電廠。

國際經驗顯示,長壽和短命的核電廠都同時存在,並沒有一體適用的年限標準。因此,台灣在考慮重啟核三時,不能直接套用國際經驗,而必須依靠謹慎的科學研究,來判斷核三廠是否具備繼續運轉的可行性。

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