「計算」核三廠取代燃煤,能拯救多少生命?

歐文笑長|愛鏈歐文 YT&Podcast
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(修改过)
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過去看著福島核災的新聞報導,總感覺核電很危險。最近台灣核三廠重啟的公投案,讓我再次思考核災若發生在台灣,究竟會如何?所以想計算看看我心中最大的恐懼,核三廠核災倘若發生,會有多少生命因此損失。另一方面,燃煤、燃氣的空污問題,又危害多少人的性命?

▍核災與空污,該如何抉擇?

過去看著福島核災的新聞報導,總感覺核電很危險。最近台灣核三廠重啟的公投案,讓我再次思考核災若發生在台灣,究竟會如何?所以想計算看看我心中最大的恐懼,核三廠核災倘若發生,會有多少生命因此損失。另一方面,燃煤、燃氣的空污問題,又危害多少人的性命?

這篇文章的計算靈感,來自於 NASA 的一篇研究,NASA 指出用核電取代火力發電,拯救了數百萬人的性命。而這樣的思路,在台灣核三廠適用嗎?降低空污真的可以拯救很多人?

(參考資料:NASA 研究報告

▍核三廠發電量預估

核三廠由兩部機組構成,每部機組的裝置容量為 951 百萬瓦(MW),總裝置容量達 1,902 MW。綜合考量其裝置容量與過往發電表現,核三廠兩部機組合計的年發電量約可達 150 億度電(15 TWh/年)。這項總發電量將作為後續量化計算的基礎。

(參考資料:核安會文件

▍火力發電致死率預估

若根據 NASA、Our world in data 所引用的學術研究,這是依照國際平均值做估算。若將火力發電致死率取「最低值」,核電致死率取「最高值」,用更嚴格的方式檢視核電。

則發電致死率分別為:

  • 燃煤 24.6(人/TWh)

  • 燃氣 2.8(人/TWh)

  • 核電 0.7(人/TWh)

但核電死亡來源皆為核災,為各別事件所造成,不能用平均值來看。所以我後續估計核三廠核災死亡人數時,會用「發生核災」與「未發生核災」這樣的二元概念來比較。

(參考資料:NASA 研究報告Our world in data

▍若無核災發生,核三廠能拯救多少生命?

將核三廠兩部機組發電量 15(TWh/年),乘以欲取代的火力發電類型致死率,即可計算出每年可拯救的人數。

  • 取代 100% 燃煤:15(TWh/年)x 24.6(人/TWh)= 369(人/年)

  • 取代 100% 燃氣:15(TWh/年)x 2.8(人/TWh)= 42(人/年)

  • 取代 50% 燃煤與 50% 燃氣:7.5 x 24.6 + 7.5 x 2.8=約 206(人/年)

這樣的拯救人數,是考慮「完全沒發生核災」時的狀況。若發生核災,到底是拯救更多人?還是損失更多人呢?讓我們繼續算下去。

▍福島核災造成的人命損失有多少?

歷史上曾發生兩次嚴重的爐心熔毀事件,分別是 1986 年的車諾比與 2011 年的福島。為了模擬核三廠發生核災時的潛在死亡人數,我認為採用福島的數據較為貼近現實,因為「發生年代」和「台日文化背景」較為接近。因此後續的模擬,將以福島核災的死亡數為基礎進行推算。

根據 World nuclear association 與 Our world in data 的研究,福島核災直接因輻射照射的急性死亡為0人。後續因罹癌死亡人數為1人,於 2016 年死亡。

福島核災較多的死亡案例屬於「間接死亡」,因為當時有地震、海嘯、核災,所以要撤離居民。本身就脆弱的高齡長者在撤離家園後,獲得的長照或醫療資源不足,以及因災害造成的心理壓力,在後續幾年陸續死亡。總共的間接死亡人數為 2313 人 。但其中有多少比例是因為核災就無從得知,畢竟撤離家園的原因,與地震和海嘯也有關。但我依舊使用對核電最不利的最高值 2313 人來做模擬。

福島核災死亡數:

  • 輻射急性死亡0人

  • 罹癌死亡1人

  • 間接死亡 2313 人

  • 總共死亡人數為 2314 人

(參考資料:World nuclear associationOur world in data

▍核三廠核災死亡人數估計

福島核災多數死亡來自於「撤離家園」,我就用福島撤離家園的範圍,來推估核三廠的核災。福島撤離家園的範圍為核電廠周圍 20 km,撤離人數約為 21 萬人。為了要套用在核三廠,我將核三廠周圍 30 km 做為撤離範圍。這邊要注意,核三廠採用範圍為 30 km,比福島的 20 km 更為嚴格。

在劃定核三廠周圍撤離範圍後,需撤離的鄉鎮分別為恆春鎮、滿州鄉、車城鄉、牡丹鄉、獅子鄉、枋山鄉、達仁鄉,依照各鄉鎮人口總計約 62361 人

再來計算,核三廠會因為撤離家園造成多少「間接死亡」:

  • 福島間接死亡比例:2313(間接死亡數)/210000(撤離人數)=0.011(死亡數/撤離人數)

  • 推估核三間接死亡數:62361(撤離人數)x 0.011(死亡數/撤離人數)= 約 687(人)

若核三廠與福島相同,有1名罹癌死亡,則核三廠核災總死亡數為:

  • 687(間接死亡)+1(罹癌死亡)=688(人)

(參考資料:環境資訊中心內政部)

▍核三廠運轉幾年,才能拯救更多人?

核電與火力造成的傷害類型不同,火力是每年都會造成死亡,而核電主要是發生核災事故才造成死亡。所以我假設核三廠在不同運轉階段發生核災,並比較核災發生該年,與火力發電相比是避免死亡還是增加死亡?

若用核電取代燃煤或燃氣發電:

  • 取代 100% 燃煤:在延役第2年後才發生核災,能減少生命損失。

  • 取代 100% 燃氣,在延役第 17 年後發生核災,能減少生命損失。

  • 取代各 50% 的燃煤、燃氣:在延役第4年後發生核災,能減少生命損失。

  • 若運轉期間無發生過任何核災,則從運轉第1年開始,就能拯救生命。

總結來説,若在「核三廠一定會發生核災」這樣 100% 機率的假設下,分別在運轉 2、4、17 年後,所造成的人命損失比火力發電少。倘若核三廠重啟後,一直到再次除役都沒發生核災,則從運轉第一年就能拯救因空污造成的損失。

我們都不希望有生命的損失,所以談這些內容會讓人心情沈重。但我們有用電需求,所以必須考慮不同發電方式帶來的影響,希望能藉此拯救更多生命。

▍核三運轉幾年後,會發生核災?

倘若核三廠重啟第一年就發生核災,就會比燃煤造成更多死亡。所以必須考慮,核三運轉幾年後,會發生核災?

我們來做個簡單的計算,例如 3 座反應爐在運轉 25 年後,其中1座發生了核災。代表每座反應爐、每年發生核災的機率,是 1/(3 x 25)=0.013(次/年)。

若用這方式來計算全球數據,並根據 IAEA 提供的反應爐數量、反應爐年齡。將數量乘以年齡,就知道全世界所有反應爐,加總起來的運轉年齡為 13634 年。而過去歷史中發生過2次爐心熔毀的核災,所以再繼續計算,2/13634=0.000147(次/年)。也就是說,一座反應爐,每年發生一次核災的機率是 0.000147。

而核三廠有兩座反應爐,所以將 0.000147 乘以 2 ,為 0.000294(次/年)。換個表示方法,代表核三廠的兩座反應爐,在運轉 3401 年後,其中一座反應爐可能發生核災。

  • 問題:所以核三廠重啟運轉後幾年,會發生核災?

  • 答案:如果依照統計,為運轉 3401 年後。

3401 年雖然很長,但只要未來有黑天鵝事件,就可能打破這樣的統計數字,所以我們要審慎看待。總之,最好的狀況當然是完全沒核災。若真的不幸有核災,也希望能在運轉多年之後才發生,至少這樣就已經能從燃煤發電中,拯救更多因空污失去的性命,減少遺憾。

(參考資料:國際原能署 IAEA

▍結論:希望能拯救更多人

就我目前的計算,核三廠若 100% 取代同樣發電量的燃煤電廠,並真的很不幸,在運轉第2年就發生核災,相比之下,已經能減少空污帶來的生命損失。如果一切順利,重啟後運轉 20-40 年都沒核災發生,就可以進一步拯救數百甚至破萬人。以運轉 40 年無發生核災,並完全取代燃煤發電來看,可拯救 14760 人

任何發電方式都有風險,而風險是可以用數字量化的。這篇文章的推估,是以「死亡人數」為主要目標,其他經濟損失、情感面、生態破壞等等的面向沒有去計算。畢竟精力有限,我光是估算這篇的數據,就已經耗費很多時間,若有不足敬請見諒。也很期待更多夥伴替我估算其他面向的數據,或是有哪些現成的研究報告可以分享給我,讓我們多加理解這些複雜的事情。

總之,希望各位看這篇文章能有一些收穫,也希望這世界上多一點「數字討論」。基於數字與數據的討論比較有依據,當大家都在同一個基礎上,討論起來會更有效率。所以很歡迎各位協助補充我的計算不足,例如引用的數據不準確,或是計算時的缺少哪些思考。如果可以,就附上能佐證的數據來源或網站給我,讓我能修正估算方式。

最後,期待這個世界更美好。

CC BY-NC-ND 4.0 授权
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