台灣島的核電廠,岩盤上的泥菩薩

online

Lady Stoat was one of those happy people who only see just so much as they wish to see. It is the most comfortable of all myopisms.

OuidaMoths (1880)

古早古早以前,原子能委員會副主委黃慶東說:「我們的核能電廠有一個優點,就是它當年要興建的時候有考慮到它座落的位置,基本上,它是座落於一個非常堅固的岩盤上,很像菩薩坐在一個基座上」。

時為2011年3月14日,地點在立法院。由於日本福島核災,民進黨籍立委劉建國針對台灣核電廠的耐震度黃慶東向提出質詢。黃慶東此言立即引起許多人的質疑與嘲諷;綠色陣線聯盟更明確以九二一地震造成岩盤破裂為例來反駁之。(按:位於大甲溪下游、距離九二一地震震央47公里的石岡壩即因那次地震造成岩盤破裂而受損

次日,當時的行政院長吳敦義在國會答詢時為黃慶東緩頰:

日本遇到海嘯上岸,臺灣發生海嘯的次數很少,有歷史紀錄的是在公元1867 年,於基隆外海發生過一次,浪高約4至6公尺。另外一次比較小,哪一年我忘掉了,大概在花蓮外海發生,浪高不超過1 米,所以海嘯沒有這麼嚴重。縱然發生海嘯,我們的核一、核二及核三廠大致上都是在海拔約12至15公尺的高臺上,所以我們的副主委會講說好像是菩薩坐在蓮花臺上〔…〕《立法院公報》,第100卷,第15期,2011年3月15日,頁71)

黃慶東的「菩薩」比喻講的是防震,吳敦義則扯到海嘯。也是在3月15日,馬英九則把兩個面向兜在一起:

他〔馬英九〕說,核一至核三廠可以承受六級震度,也能阻擋十二公尺高的海嘯,目前設計都足以應付,但仍須強化四個廠區。(湯佳玲、李容萍、顏若瑾,〈馬︰核廠不停機 核四續建〉,《自由時報》,2011年3月16日)

關於海嘯,馬英九與吳敦義只是重複彈唱原能會在311浩劫當天安撫民心的論調。到了3月17日,原能會向立法院提出的「我國核能電廠防範地震、火災或海嘯等災害之安全防護措施」報告還是播放同一套內容:

Taiwan_Nukes_Sea_level

直到此時,台灣媒體所接收到的訊息大多指出,三一一海嘯「浪高二至十公尺」。從台電、原能會,上至那位老是「看報紙才知道」的馬先生,人人皆以「三一一海嘯最高十公尺」為準,認為台灣各核電廠的高度足以避免海嘯侵襲。

就在原能會提出報告的前一天,NHK的一篇報導指出,311海嘯在宮城縣女川港達到15公尺。這個消息很快地被到處轉載(例一例二),更有人在午夜鐘聲響起前在網路上提供漢譯。3月17日,就在原能會副主委謝得志向國會議員報告之前,《讀賣新聞》刊出更驚人的估計:〈震災津波、最大43mあった可能性…女川の島に〉。

怎麼會差這麼多?因為測量的時間、地點與方式不同。

tsunami_ashore_400px
UNESCO, Tsunami Awareness Posters, 中文版,香港天文台翻譯。

所謂的「最高十公尺」是第一時間的估計,主要根據的是設在海上的GPS波浪計以及各地觀察的回報。

日本在離岸二十公里的海上設置183個GPS波浪計,這是其海嘯預警系統的一環。姑且不談其中將近五分之一在311地震發生後損壞,就算它們全都正常運作,所測得的數據一定會異於海水實際上陸的高度,因為接近陸地的海浪會受擠壓而升高,其型態會隨著海底與海岸的地形而產生相當大的變化(另可參考本文開頭所附的影片,其中1:01至1:30的部份解釋了谷灣地形如何放大海嘯的威力)。

所以,經過實地勘查、測量才能確切得知海嘯在陸地上的影響範圍與破壞程度。

日本地理學界與防災工程專家們當然不會放過這場海嘯。災後,眾多學者專家至日本東海岸各地勘查測量。根據集結四十八個學術機構(包括東京大學、京都大學、北海道大學、台灣大學)研究者勘查結果的〈東北地方太平洋沖地震津波合同調査〉,三一一海嘯在陸地上造成的淹水地點高度(下圖紅色圓點)最高紀錄接近四十公尺(相對於當時的天文潮位):

The 2011 Tohoku Earthquake Tsunami Joint Survey Group,〈東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループ〉。

由此圖可見,位於北緯38度至40度左右之間日本東岸有多處遭受高達20公尺以上的海嘯侵襲

這份調查不包括福島第一核電廠所在地(北緯37°25′17″),其原因可想而知。最靠近該處的兩個調查結果是12.623公尺與13.618公尺;我們不妨先據此而假設,當地的海嘯高度可能介於這兩個數值之間。東京電力公司在311地震滿一個月時公佈的數值更驚人:侵襲福島核電廠的海嘯高於海平面15公尺。交叉比對兩份資料,我們可以推得:福島核電廠當地的海嘯高度很可能介於海拔13.5公尺至15公尺之間。假如當地的海嘯跟北緯40度的災區一樣,福島核災絕對會嚴重數倍。

既然311海嘯侵襲陸地後,動輒衝到海拔三十公尺以上,馬英九、吳敦義、原能會官員據以自慰的「能阻擋十二公尺高的海嘯」之說反倒提醒我們:在相同規模的海嘯襲擊下,台灣的核電廠根本就像是泡水的泥菩薩

其實,在有信而可徵的科學紀錄中,311海嘯的高度不算名列前茅。在美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)所轄的國家地球物理學資料中心海嘯紀錄中,1958年的阿拉斯加Lituya灣海嘯以524.26公尺拔得頭籌。524.26公尺有多高?比台北101大樓還高出15公尺!

Lituya灣的特殊地形有利於推升海嘯高度,先前已在1936年與1853年分別出現149公尺與120公尺的海嘯記錄。姑且當它是個怪例吧,歷史紀錄中還是不乏浪高超過五十公尺的巨大海嘯,例如印尼的Ambon島曾在1674年2月17日因外海(班達海)的一場海底地震在而出現高達100公尺的海嘯。同樣在印尼,2004年的南亞海嘯也曾在三個地方造成超越五十公尺的浪高。

有人會覺得阿拉斯加、印尼離台灣太遠。那麼,琉球如何?就在原能會黃副主委將核電廠比喻為「菩薩」的那場會議中,民進黨籍立委田秋堇在質詢原能會主委時提到「日本石垣島曾在1776 年發生過85公尺高的海嘯」。立法院公報所載的這個日期有誤,史稱「明和大津波」的這場海嘯其實發生於1771年4月24日。從當年琉球國的記載換算,造成一萬三千多人喪生的這場海嘯最高紀錄為85.4公尺。不過,近年有多位學者質疑那個時代的測量水準,從現地考察而提出20公尺30公尺之說。就算只有20公尺,還是能輕鬆打敗台灣的核電廠。

原能會主委當時的回應乍聽之下有道理:

蔡主任委員春鴻:〔…〕基本上,全世界核能電廠的設計並不是拿全世界最強的地震或最高的海嘯,來作設計的基準,而是以附近過去歷史上最大的地震和最高的海嘯作為設計的基準

田委員秋堇:我已經告訴你距核四40公里外就有一個海底活火山,然後再加上附近還有其他11座海底活火山。

蔡主任委員春鴻:剛剛委員也講了,我們也承認那是海底活火山沒錯,在西元2000 年的時候,曾經針對這個問題作過分析,其中會影響到核能電廠的大概有3 個因素,一個是地震,一個是海嘯,另外一個是火山灰。簡單來講,最後的結論是對核四目前的設計來講是沒有影響的。《立法院公報》,第100卷,第19期,2011年3月14日,頁285)

問題是,台灣島的存在超過一百萬年,但台灣的量化地震記錄從百餘年前才開始。藉由歷史文獻,我們頂多勉強地上溯到十七世紀的地震描述,而且這些紀錄甚少及於周邊海底地震。原能會的信心就是建立在如此少得可憐的資料上。福島核災就是個血淋淋的教訓。日本核電廠何嘗沒有預防地震、海嘯、火山之準備?福島核災的經驗顯示,日本相關各界人士都高估了自己預測風險的能力。眼看著鄰國跌得灰頭土臉,台灣一些所謂的「菁英」還在重複已被證明的錯誤,實在是可悲又可怕。

更可怕的是,這些所謂的「菁英」缺乏起碼的科學思考基本訓練。馬英九在三一一海嘯之後巡視核一廠的防海嘯閘門。他把注意力擺在閘門關閉所需的時間,卻沒過問閘門及兩旁的水泥構造體是否足以抵擋海嘯的衝擊力道。

馬先生頭腦裡恐怕還裝著納莉颱風來襲時淹掉半個台北市的河水,以為海嘯就只是像基隆河水那樣地漫溢。黃煌雄、葛永光兩位監委在同年六月針對核四提出的調查報告中引用了中央大學地球科學學系暨地球物理研究所溫國樑教授所言:「海嘯不能只考量浪高的問題,還有海嘯動能的問題」(頁36)。河流與海洋大不同,這個道理屬於常識範疇,但是腦中充斥著四書五經與詩詞對聯的馬英九硬是想不到,也不想理會;一上任就口出《論語》的閣揆江宜樺也跟他的馬老大一樣。

最糟糕的是心態問題。早在2011年4月,日本人就開始上調三一一海嘯的高度。照理說,台灣官方應該早就接收到這些訊息。如果至今仍未掌握,這種醉生夢死的政府乾脆廢掉算了。如果知道了真相,怎會還想啟用核四?正常人是不敢;但那位馬先生與眾不同,他大有可能剛愎自用、不願認錯、故意裝聾作啞裝傻裝痞、妄圖矇騙大眾,一如他在舊曆年前夕說物價「差不多耶!沒有很大感覺」那樣。

不論這幫人要怎麼欺騙別人、欺騙自己,咱們腳底下的板塊運動照樣我行我素。

美國地質調查局(USGS)完全不可能涉入台灣的擁核反核爭議。人家如何看待台灣的地震海嘯風險?該機構彙整日本及其周邊自1900年以來的地震資料,在2010年製成一幅地圖。從該地圖,我擷取了台灣及其周邊海域的部份(見下圖)。其中,圓點表示四級以上的地震震央,大小與強度成正比,紅色表示深度在69公里以下,綠色代表70至299公里。黑色線代表板塊隱沒處。紅、橙、黃色線代表板塊隱沒的平均深度,分別代表60、100、200公里。黃色三角形代表活火山

Seismicity_Taiwan_Okinawa_600px
Susan Rhea, Arthur C. Tarr, Gavin Hayes, Antonio Villaseñor*, and Harley Benz, ‘Seismicity of the Earth 1900—2007, Japan and Vicinity’ (局部)。

這些地震只是百餘年來的紀錄。無需生活在台灣,任何人都可由此圖看出台灣島位處於一個極不穩定的地質構造上。

在上圖中,台灣北方與東北海域有三座海底活火山,但有些已知的海底火山恐怕是被密集的地震圖示遮掩了。根據中央地質調查所在今年三月公開的〈核能電廠的區域地質概況〉,核四廠東方與東南方附近共有十二座海底火山,其中編號AV11的那一座位於核四東方(偏北不到八度),距離大約五十公里,還不到三一一海嘯震央到陸地距離的一半。這編號中的「AV」,嗯…別想歪了,它不外乎是「active volcano」的縮寫,亦即「活火山」。十二座全屬此類。

幸有地質專家們的持續研究,我們現在還知道,核一、核二附近有山腳斷層通過。當年興建核一、核二時,根本不知道當地附近有活動斷層通過。

 

近年的研究也確認了:核三附近有恆春斷層,而且,這條活動斷層距離核三只有1.1公里!

至於核四,其附近有四條斷層。它們目前被認定為「非活動斷層」,目前。姑且不論設計與工程品質問題,核四附近的海底火山就夠令人提心吊膽。

從核一到核四,選址作業當然都不是閉著眼睛作的。然而,這些地點的選擇都是三十年前或更早的事。近年的地質研究一再揭示當年決策者所未見的致命缺陷——其實,若對地球構造與台灣的地質環境有足夠的認識,決策者不該有那麼大的信心。

見識過福島核災後,現在該討論的根本不應該是「要不要續建核四」,而應該是:如何收拾這四座高風險設施。國人還不儘早轉換思維、下定決心、付諸行動,難道要等無情的大自然來狠很賞一記耳光?

延伸閱讀

關於本文的 7 則留言

  1. 雖然莫西亞你討厭,但是我關於山腳斷層要推這篇

    關於地震:
    1.現有的地震(在台灣)都不足以撼動核電廠,921沒有,726也沒有。
    2.福島事件是當事「私人公司」未能即時下達廢爐指令,才造成爐心熔解。
    3.若真的發生足以使核電廠產生問題的地震,我想也不用考慮核污染的問題。為何?因為各位都「走」了阿。
    4.大人,我們不是神,依現有科技預言未來50年內產生足夠讓核電廠不正常停機的地震機率的能力恐怕不比丟硬幣來選總統來的好喔,難不成我們要因為出門會被雷打到而不出門?
    5.台灣的地形難以產生311級數的海嘯,參閱:。

    代修改html碼。
  2. 1. 「現有」,這正是本文在講的問題啊!
    2. 這是從2011年流傳至今的誤解。請參閱日本國會的調查報告摘要。其中在檢討成因時第一段直指該電廠的安全措施本來就不夠抵禦那場地震與海嘯(頁16)。
    3. 這個論述沒考慮到:
    a. 這整片地區的搶救與重建會因輻射問題而變成非常困難。
    b. 山腳斷層延伸到海底的部份達40公里。若震央在海底,可能會破壞核電廠,而同時對大台北都會區的建築僅造成相當有限的破壞。
    4. 這是風險管理的基本概念問題。不出門大概不行,但核電並非絕對必要。
    5. 我在「延伸閱讀」中列了中研院趙丰教授的文章,其中指出:「比較令人擔憂的是台灣南、北端」。

  3. 先提供兩個例子:
    1. 新加坡是個電力需求持續成長的國家,他們到今天都沒有核電。

    2. 已決定逐步放棄核電的德國是製造業大國。2012年,該國核電佔發電量的比例約16%;而再生能源已從本世紀初的6.6%提升到22%。

    關於您的第一點與第三點,國內擁核論述使用的數據多來自台電高層。這已是個問題。

    請參閱:
    陳謨星教授,〈核能政策與電價及核安與電價
    另外還有陳教授論述的兩份彙整:

    關於能源價格可參考美國政府的:Levelized Cost of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2013

    您引用了兩篇陳立誠的文章。陳先生是吉興工程顧問公司董事長,該公司與台電有長期合作關係。此公司的前董事長鄭振華曾任行政院原子能委員會秘書長、中華民國核能學會第一任理事長。陳立誠先生的文章所論有據、條理清楚。但他畢竟不可能跟完全在美國發展的陳謨星教授那樣看待台電所提供的數據資料。

    至於天然災害問題,以「複合式災難」或您所謂的「福島式核災」當考量前提,未必妥當。

    其一,我在上次回覆您的時候引用了日本國會的調查報告。該報告第17頁指出,福島一號爐的安全措施可能在海嘯到來前就被地震毀了,而東京電力過於強調海嘯的影響:

    We believe there is a possibility that the earthquake damaged equipment necessary for ensuring safety, and that there is also a possibility that a small-scale LOCA occured in Unit 1. We hope these points will be examined further by a third party.

    其次,就算沒複合式災難,單一天災因素還是可能在台灣造成核災。根據台電的資料,核一的安全設計考量的假設前提是「以1909年板橋規模7 . 3 之地震,假設發生在距離核一廠8公里處來推算。」然而,中央地質調查所的報告告訴我們:「核一廠距離山腳斷層約7 公里,核二廠距離山腳斷層約5 公里」。只有上帝能保證絕對不會有地震發生於那個最近的地方。我個人比較欣賞清大核工所葉宗洸教授的態度。他在去年年底於台大演講,最後一張投影片上寫著:「我們總以為我們知道了或預想了所有可能會發生的事,但上天總是在適當的時機提醒人們不可自滿。」

  4. 沒有自滿喔,只是選擇可以接受的風險。
    關於新加坡,是個只有台灣五十分之一大的(城市)國家,電網相較之下鋪設成本低,還有,居民不會對變電所抗爭。
    所以若要複製新加坡的狀況而不用核電,就先要鋪設足夠的電纜線、變電所和巨量的火力/天然氣發電廠。屆時成本的評估看我上個回應的第三個連結,然後看到電費單再心痛,還不算上居民的抗爭成本和二氧化碳排放,還是說見到核電就忘了氣候變遷?
    陳謨星教授住在美國德州,那邊有豐富的石油和天然氣,地面有我們的二十倍大,太陽能/風力發電的潛力也大,再加上有美國的電網可以依靠(雖然大部分時間都相對獨立),跟台灣的情形不可等量齊觀。拿美國的來比台灣可說是「站著講話不腰疼」。
    至於說不要小看地震?核四就不蓋在山腳斷層附近喔,若山腳斷層發生足以使核一、二廠陷入危機(注意:陷入危機並非核災)的地震,核四也可安全停機。
    再者,福島核災並未造成直接的人員死亡,最多只是一兩個縣市增加了罹癌機率,並非恐怖的十萬人死亡,相對311地震引起的非核傷亡還真的是微不足道(壓力症候群不算,那種病只要是天災和戰爭都有,不限於核子災難)。
    請容我再說一遍:核電廠不是核彈,核電廠不是核彈。
    引用自台電是個問題?難不成事主就不能辯護,非要同意反核的觀點不可?
    還是要用反核的資料才沒問題?那反核拿出的每一個替代方案都一堆抗爭,當沒核電的時候各位就不會對替代方案抗爭?那請問我們要拿什麼發電?引用上篇回應的第三個連結。
    補上綜合維他命:看了再想想為何而反
    最後還是「台電不可信」的話,那我也沒話好說。

  5. 新加坡在前幾年考慮過核電,但三一一使他們止步

    陳謨星教授不只是講德州。請注意他對台電電網的批評。

    我沒說過山腳斷層對核四有影響。就目前所知,核四的天然風險在海底火山。

    福島縣的人口密度多少?大台北的人口密度多少?

    福島核災發生的那段時間,日本上空吹的是西風。

    我可沒說核電廠是核彈。也沒說事主不能辯護。台電不是不可信,而是不可盡信。

    其它發電方式未必都引起抗爭;就算有抗爭,最後總有些會擺平。而且核一核二早晚會除役。屆時還是需要別的能源補上,請問要不要蓋核五?蓋在哪裡?

    您補充的那資料中提到法國的Penly 3本是法國最新的核電廠計劃,但早在去年就被踩煞車,目前的狀況是無限期停擺

    就原理而言,核電的發電過程中是沒有二氧化碳排放。但不少人研究過(例如Benjamin K. Sovacool),如果以整個Life cycle來計算,核電的二氧化碳排放僅低於傳統火力,還高於某些生質能源。

  6. 核電的低風險一直建立在calculated probability上面
    但事實上,如果看statistical probability,四百多座發電機組就有三次重災
    為什麼還是有人堅持現在用來計算核電風險的模型不需要修正?
    改用百分之一的重災機率,核電仍是可以接受的風險嗎?

發表迴響