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《核電關鍵報告》

新年禮盒

關於核電，你了解多少？

能源政策與你我息息相關，影響層面包含與國安、環保、民生需求、經濟發展、社會心理及永續發展。值此時刻，我們需要專業知識、理性分析與客觀態度，共同為未來造一條安全、美好的路。

2011年3月，日本發生九級大地震和海嘯，引發福島核電廠事故。這是繼1979年美國三哩島事件、1986年前蘇聯車諾比事件以來，最為嚴重的核災事故，引發世界各國矚目，並紛紛檢討其能源政策。

郭位教授是福島核事故後第一位應邀訪問日本福島近鄰的外國安全可靠度專家。他特別走訪仙台了解最新情況，以專業知識和理性態度，分析福島事故發生原因，並提出能源政策的願景。

本書分為兩部分，第一部分以福島事故為鑑，剖析造成事故的各個環節與成因，包括設備老化、管理不透明、人為疏失、品管問題等。第二部分則探討能源政策與環保未來走向，評比各種能源的可行性，希望找到能源供應、經濟福祉及可靠度與可持續性之間的平衡點。

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  作者介紹

  
  
  
  
  郭位
  
  香港城市大學校長郭位教授是美國國家工程院院士、台灣中央研究院院士，及中國工程院外籍院士。郭位教授是研究電子早衰期可靠度的先驅，在系統可靠性研究領域享有盛名；此外，他以問題導向為本推動大學教研，廣受尊崇。目前擔任 IEEE Transactions on Reliability總編輯。
  
  

核電關鍵報告－目錄導覽說明

• 前言
  台灣版補充說明
  再版與簡體字版自序
  初版自序
  導論從可靠度看核能發電
  
  第一部 三一一後的世界------一核激起千層浪
  第1章 三月殘花落更開
  第2章一水相隔兩樣情
  第3章老化設備需更新
  第4章透明管理解千愁
  第5章品質管理待檢驗
  第6章核安經營遠八卦
  
  第二部 環保工安與創新------七彩能源一鑑開
  第7章 七彩能源一鑑開
  第8章 背景輻射知多少
  第9章工安人禍處處聞
  第10章 環境污染花濺淚
  第11章 天災人難鳥驚心
  第12章 安全能源何處尋
  第13章 能源代價共承擔
  第14章 能源政策求創新
  第15章 完美實踐天路近
  
  附錄
  I 古往今來可靠度
  II 解讀福島核事故危與機
  III 一樣文化兩種態度------台北國際馬拉松
  
  側記
  後語
  
  

自序

日本福島事故的發生，引起世人不尋常的關注。值事件滿週年之際，我於2012 年3 月在香港由天地圖書有限公司出版了《七彩能源一鑑開》正體字版一書，提醒大家環保與能源相互關聯。從這一年收到近四十場演講的邀約來看，這個世紀性的疑問，還算受到重視。然而，當事故在人們記憶中逐漸淡去，安全可靠度恐怕也像可擦拭的電腦晶片上儲存的內容一般被拋到九霄雲外。

浮沉千古事誰與問東流

縱觀人類歷史，曾經發生過的重要事件總是如此輕易地被人忽略：就能源而言，大眾未必忽略核電的潛在危險，而是忽略了可靠度在核電安全方面扮演的重要角色；也不一定忽略了能源的重要性，而更可能是忽略了核能在生活中的必要性。

我們總是在感性與理性之間徘徊不決。許多人還不能接受目前尚無合適、可靠的能源可以取代核電這一事實，甚至以為只要節能就可免去核電。殊不知，無論採用任何能源替代品，節能都是先決條件。能源的使用與選擇，都是在節能之後的必經抉擇。節能是必要的條件，不能充分滿足探索與尋找安全可靠能源的需求。

就安全可靠度而言，人們也許善於亡羊補牢，卻往往昧於未雨綢繆。每當美國太空梭升空失敗時，我例會接到要求，諮詢與可靠度相關的解決之道，就像核電廠事故後接到的諮詢要求一樣。這些關注無論如何似乎都嫌晚了一點。春花秋月何時了，往事知多少？可靠度是平衡考量能源與環保的中心議題，除了不願看到情緒化的聲音之外，也希望不要將它視為過眼雲煙，否則當下一次事故來臨時，難免又會空留餘恨！

過去兩年以來，核電的發展困擾著大家，許多國家為此舉棋不定，屢屢檢討更新能源政策。以日本為例，三一一之後不久，社會可能因為驚魂未定，對核電的存廢不置可否。經數月返魂醒悟，加上政府與核電機構「共同失職」的醜聞逐漸公布於世，反核聲浪高漲，以致例行停機檢查後的核電廠得不到地方政府再度啟動運轉的准許，日本大有成為號稱無核家園之勢。

到了2012 年第二季，停電的壓力出其不意地反撲過來，讓日本政府驚恐不已，屢有快速恢復核電之議。民主黨大老仙谷由人甚至提出警告，有謂「核電廠全部停擺，對日本而言是一種『集體自殺行為』」，其驚恐之狀似乎較九級地震還有過之。可以想像，他的發言，激起了反對的聲浪。到了暑假，東京的老人因不耐酷暑而死亡，引起了不安與關注，原來限電是有代價的。

日本自民黨在12 月16 日眾院大選中，在支持核電的安倍帶領下，獲得歷史性的勝利，重奪政權，東京電力引領大盤即時上漲，預期日本新政府將重啟核電。

福島事故兩週年前的3 月4 日，美國總統歐巴馬提名麻省理工的莫尼茲（E. J. Moniz）教授為能源部長。莫尼茲力主發展核能來達成環保減碳的目標。

所有這些現象，再次印證了本書中的闡述：一定要追求能源供應、經濟福祉及可靠度與可持續性三者之間的平衡點。

值得一提的是，2012 年6 月，我應邀在三個重要會議上做了報告。首先是6 月11 日，於北京中國工程院年會上對工程院上千位院士及專業人士，就能源與環保的平衡做主題報告；之後，於6 月14 日前往耶路撒冷，在2012 年國際應用機率大會上就能源安全與工安設計的理論基礎做主題報告；6 月23 日，於第二屆國際統計與工程聯合大會（ICISE）開幕式之後，在台南成功大學就核安全的評估與應用做主題報告。

此外，還分別於7 月21 日的香港書展及8 月1 日的香港科大第十屆亞洲品質大會（Asian Network for Quality Congress）上做通識演講，闡述可靠度的理論與實際應用。8 月8 日應邀到尚未運轉的台灣龍門核四廠，從國際化的角度出發，介紹可靠度的實踐與核安的關係。

古木無人徑深山何處鐘

能源與環保的管理是近代的概念，也是十分複雜而專業的論題。空談節能與環保無用，我們需要擬訂全民節能、環保、創新、安全的能源政策，並且要不斷開發新能源，憑藉智能電網、雲端計算，為電能的使用設計做出最佳分配。在歐洲許多城市，低碳生態城市的開發已取得顯著進展，尤其是斯堪地那維亞半島各國，創新突出，令人稱羡，是值得參考的對象。

為著全民福祉以及履行貢獻世界公民的責任，有必要多元化解析能源與生態。譬如，若要滿足二十一世紀生態平衡、能源永續經營的需要，台灣可以師法歐洲，藉由智能電網連線，從而得益於高效、安全、低碳、經濟最優化、多樣化的七彩能源。在台灣，當此反核高漲的時刻，除了開發新能源之外，智能電網的連線不僅必要，更應積極推廣。

初版半年之後，值此書再版及簡體字版發表期間，籌劃歷時五年的英文專著Importance Measures in Reliability, Risk, and Optimization: Principles and Applications（Way Kuo, Xiaoyan Zhu, 440 pp., N. Y., Wiley, 2012）正式在紐約出版。

此書探討可靠度與危機設計的原理，是一本原創性的專業書籍，書中列舉的第一個實例就是核電廠的安全問題。

危機是對稱的：任何決策都帶有危機。不做決策也有不做的危機。因此一般所謂的「多做多錯，少做少錯，不做不錯」站不住腳。不然何必談什麼創新。

本書初版由香港天地圖書有限公司發行。再版除香港天地版外，台灣由天下遠見出版股份有限公司出版正體字版；此外，簡體字版、日文版及英文版也正同步籌劃出版中。

再版書在初版基礎上做了許多補充，特別是在科技、能源、環保、工安政策方面有所著墨。三則附錄陳述了可靠度在生活上扮演的角色，可靠度與能源環保安全相互依存的重要性，以及國際化的真諦。此外，還在「側記」中加入了一則經整理後的重要報告摘錄。摘錄報導了2012 年7 月初，日本政府十人專家調查小組的報告要點，其結論與較早出版的本書初版論點完全一致。

再版發行前的2013 年5 月2 日，再訪東京，應邀向城西大學兩百位人文社會學院的師生做能源環保的通識演講並對談，之後於5 月7 日在台北總統府月會中專題報告關鍵核電、環保與社會安全。

經我多年的觀察，深覺普羅大眾對可靠度的了解實在有待加強。

與初版相同，再版版稅所得將捐給學生獎學金。





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精彩書摘

2011 年3 月11 日的地震及隨後而至的海嘯，對四十年前建廠的福島第一核電廠造成難以修復的損害，引發的災難至今尚未過去。可是，離震央最近及受海嘯影響最大的核電廠其實是位於宮城縣的女川核電廠，並非福島第一核電廠。

女川核電廠由三個機組構成，分別建於1984、1995、2002 年，顯然是較新的設備。經歷九級地震及隨之而來的多次大小餘震，距震央僅二十公里的女川電廠內除五個地方發現漏水外，廠房設備毫髮無損，也未造成任何輻射危機。另外，由於三個機組都建在較高的小山丘上，即使十六、七公尺高的海嘯巨浪也奈何不了它們。與此類似，分別建於1982、1984、1985、1987 年，接近福島第一核電廠的福島第二核電廠四個較新的機組也未受到地震或海嘯的損害。

就可靠度及核電廠的安全來說，這一事實給我們帶來什麼啟示呢？

顯而易見，福島核電廠的悲劇和電廠的老化有關。該核電廠已運轉四十年，到了設計壽命的期限。設備有時會失靈。2012 年1 月底，美國伊利諾州北部的核電廠停止運轉，就是現成例子。所謂老化，就是說每樣事物都有使用壽命，不管是航空母艦還是太空站，橋梁或住房，核電廠當然也不例外。這就意味著，到了一定年限，所有核電廠都必須修理、更換或重建，並且在使用壽命結束時予以關閉。

老化定律

世界上沒有歷久不衰的系統。生病的治癒率和手術後的存活率、汽車品質的保證期、金融方面的保值率、教學的成效等，都是可靠度的表現。可靠度是系統績效的綜合指標，包括持久性、一致性及穩定性。系統老化日，就是系統衰敗時。陳舊的設備、高齡的基礎設施、功能過時的結構、未曾更新的教學資料等，離不開老化的定律。

老化的問題，不是核電廠的專利。見附錄Ⅰ。

2012 年12 月3 日清晨，日本三十三年前建造的?子隧道在無預警蘆竹 燒烤無地震的情況下崩塌，造成十人死亡的慘劇。其原因是由於隧道內鋼筋老化所致。

美國的交通基礎設施，如高速公路、鐵路、橋梁、機場，大都興建於二十世紀五、六十年代，高速公路則主要修建於三十年代至七十代末，多數已經「超齡服役」，老化嚴重，亟需維修與改造。以美國的公路橋梁為例，據統計全美共有約六十萬座橋梁，其中27％的橋梁與明尼蘇達州2007年倒塌的密西西比河大橋一樣，存在結構性缺陷或老化問題。美國著名建築業律師Barry LePatner 曾經撰寫過一本書（Too Big to Fall: America’s Failing Infrastructure and the Way Forward），記述了美國交通基礎設施的現狀及維修或改建這些設施所需的資金。

美國的機場和城市基礎設施也存在嚴重老化的現象。曾發生的事故有：2003 年美國東北部的大停電、2005 年新奧爾良市的堤防潰決、2007 年明尼蘇達州的塌橋事故、2009年美國首府華盛頓的地鐵撞車事故。以上的事故和2011 年的福島第一核電廠事故都是設施老化、年久失修、疏於管理而造成的嚴重後果。

正因為如此，航空母艦、民航飛機、航空航天設施、核電廠等都有規定的使用年限；過了年限，該維修的就即時維修，該替換的就得替換，該重建的就須重建，該退役的就不容繼續使用，絲毫馬虎不得。福島第一核電廠事故，與該廠屆四十年的役齡一事，脫不了干係。

健康福利得到改善後，兩岸四地的百姓較前輩們壽命更長，老化現象自然更趨普遍，因此而延伸出可以預料的社會問題，也應該予以重視。

中國三十年來，經濟發展蓬勃，全國上下大興土木，建造了許多高速公路和高速鐵路等基礎設施。即使是完全合格的基礎設施，數十年後也會面對老化、需要維修的情況，如果遇到經濟不景氣，是否能夠維護老化而又如此龐大的基礎設施，不得不從戰略角度予以考慮，以免終將陷於困境。

何況，以中國人傳統的做事方式，加上對可靠度設計的茫然不解（見附錄Ⅰ），恐怕未老先衰，在老化之前，就先衰敗得支離破碎。遠的不說，自從2007 年以來，中國無緣無故至少經歷了十八次橋梁倒塌事故，造成逾百人死亡。值得注意的是，這些都是造價昂貴的長跨距重要橋梁；其中一個例子就是2012 年8 月24 日在哈爾濱市發生的跨江大橋引橋整體塌落事故，該工程造價為一點二億美元。

如今，世界各地包括台灣的許多水庫正邁入老化期，有人關心嗎？難道不怕出事故嗎？