核能電廠轉換燃氣電廠的灰姑娘故事

                                  核能電廠轉換燃氣電廠的灰姑娘故事

 目錄:
一、前言
二、康蘇莫斯電力(Comsumers Power)公司簡介
三、興建密德蘭核能電廠讓康電走向破產邊緣的經過
3.1 核能老手大手筆增建密德蘭兩部核能機組
3.2 建廠初期進行順利,民眾支持
3.3三浬島核災禍延密德蘭姊妹機組
3.4密德蘭禍不單行,致命「廠房下陷」
3.5 PSC否決紓困,董事會暫停施工威脅
3.6 PSC不再是橡皮圖章,康電走到破產邊緣
四、康電的灰姑娘故事
4.1紐約時報報導康電灰姑娘故事片段
4.2密德蘭核能電廠轉換燃氣汽電共生概況
五、結語
參考資料

 

 

一、前言

整理完核能電廠轉換燃煤之「全球第一座核能電廠轉換為燃煤電廠簡介」文章後,又發現一篇1989年9月25日紐約時報報導核能電廠轉換燃氣電廠的成功案例,紐約時報譽為CMS電力公司的灰姑娘故事(Cinderella story.)。於是,興致勃勃努力挖掘整理相關資料跟大家分享!

二、康蘇莫斯電力公司簡介

康蘇莫斯電力公司(康電: Consumers Power)創立於1886年,去(2011)年剛慶祝過125周年生日,係美國密西根州僅次於底特律愛迪生電力(DTE)的第二大電力公司,供電轄區為下密西根半島地區的61個郡,2011年底用戶約180萬戶,今(2012)年7月17日尖峰負載破歷史紀錄高達908.6萬瓩,但裝置容量只約613萬瓩。

該公司水力機組擁有1973年全球最大的拉頂頓(Ludington)抽蓄發電廠,係與DTE共同投資興建的,總共六部31.2萬瓩機組(共1872MW),康電擁有95.5萬瓩。1976年我到芝加哥康愛迪生電力公司(ComEd: Commonwealth Edison)調度中心實習時,好奇發現ComEd跟密西根湖對岸,跨過印地安那州到密西根州拉頂頓抽蓄電廠購電61.4萬瓩的記憶。現在查證起來,原來當時Comsumers電力就擁有全美最前第5座1962年運轉的巨岩點(Big Rock Point)核能電廠(1997年運轉35年退役)。此外,1971年底另一座帕利撒得斯(Palisades) 725MW核能電廠也商轉。怪不得當時Comsumers電力要蓋抽蓄電廠。

1997年電業自由化後,Consumers Power將輸電系統賣給密西根輸電公司(METC: Michigan Electric Transmission Company,目前併購DTE輸電系統,成立ITC控股公司),保留發電與配電部門,並更名康蘇莫斯能源公司(Consumers Energy)。

三、興建密德蘭核能電廠讓康電走向破產邊緣的經過

3.1 核能老手大手筆增建密德蘭兩部核能機組

1968年康電向沙建特倫迪(Sargent & Lundy)公司為密德蘭核能電廠訂購兩座PWR核能機組,跟三浬島核能機組屬於「姊妹」機組。當時康電並不是「核能發電」新手,該公司的巨岩點GE BWR已經運轉6年,另一帕利撒得斯CE(Combustion Engineering)PWR 核能電廠興建工程也進行2年了。密德蘭核能電廠一號發電機機裝置容量為425MW、二號機為808MW。一號機容量較小,係因有一半蒸汽要供給電廠隔鄰的陶氏化工(Dow Chemical)做為製程之用。康電雇用貝泰(Bechtel)公司為密德蘭的建築-工程(A/E)顧問與建廠包商,當時貝泰是該公司前兩核能電廠包商,也在美國與全球各國參與不少核能電廠工程,包括台灣的三座核能電廠。

3.2 建廠初期進行順利,民眾支持

在初步規劃階段,密德蘭核能計畫似乎進行得滿順利。1971年出現席拉俱樂部(Sierra Club)及一些其他反核組織反對興建密德蘭核能電廠時,當地居民還舉辦類似足球賽方式1萬5千人聚會支持興建密德蘭核能電廠。

3.3三浬島核災禍延密德蘭姊妹機組

然而,在1976年聯邦法院偏向反對者意向裁決後,建廠進度接連遭到阻礙與延宕,康電也沒考量適當保護作為新建電廠的替代方案。必須等待兩年上訴最高法院推翻聯邦法院裁決。在此同時,密德蘭核能反應爐即將進入商轉。然後,1979年3月三浬島事件發生,NRC將執照留置另兩年,專注「吸取教訓」相關工作。

此外,因為密德蘭跟三浬島「姊妹」機組關係,許多三浬島事後的修改,必須納入電廠設計。密德蘭一號機受到這三浬島事件與反對者訴訟關係,無法如期按約提供陶氏化工製程蒸汽。陶氏化工也有本身麻煩,該公司答應密西根州政府停用其易汙染蒸汽廠的日期到期。法院問題解決,康電同意在1984年底供應蒸汽或違反發電協議?因此,在1980年七月,康電採取大膽步驟,扔掉貝泰所擬完工時程表,企劃更加雄心勃勃的工期,要求兩部機組都在1984年底並聯系統。

3.4密德蘭禍不單行,致命「廠房下陷」

然而,為了達成這野心的工期,密德蘭計畫必須克服一大障礙。問題出在許多主要建築,包括輔機建物及柴油發電機廠房下陷。康電採取多道步驟來校正地基下沉,但在1980年12月NRC決定康電所採取的補救措施,不足以改善下陷情況,命令土壤填充補強工作不適當必須中止。NRC認定問題出在貝泰沒有做好土壤壓實與試驗。到1981年夏天,被迫增加現場工作人力達3700名(從年初的3000人增加),達成本計畫有史來最高設備與材料裝置率。此時,兩部機組大約完成68%。在1982年12月,重新擬定工程完工計畫,以便確保達成管制機構要求1985年完工的目標。

1983年6月,眾院內政與島嶼事務委員會舉辦密德蘭所遭遇品質保證問題之範圍與性質、以及評估預測電廠安全運轉公聽會。公聽會主席莫利斯烏岱爾(亞里桑納-民主黨)眾議員在開幕致詞表示,關注全國正在興建中的核能電廠工程越來越多不符品保規定。康電董事長檢討完成密德蘭電廠工程計畫,並強調下沉輔機廠房基礎補救工作已經成功完成。NRC第三區管理局長作證表示,雖然密德蘭QA問題的歷史表明NRC並不單獨依賴康電QA計畫,並不意味是整個計畫的分項細節。

3.5 PSC否決紓困,董事會暫停施工威脅

在國會公聽會背後,康電經理人員再度專注於密德蘭計畫的完成。之後,1984年6月1日,跟州公共服務委員會(PSC)談判後,證明努力是徒然的,董事會議決定暫時停止興建工程,資遣1550名技工。在談判中最大的分歧議題是電廠完工可以包含在費率基礎上的最大金額。次月康電官方根PSC達成暫時協議,限制康電透過費率基礎回收金額為25億美元 (康電已經花在兩部機組36億美元) 。

然而,此暫時協議並不代表談判聯盟包括密西根總檢察長辦公室、公民遊說、及包括康電最大用戶通用汽車工業團體在內的所有成員都同意。此協議失敗原因有二:(1)康電要求15年期分攤25億美元,但工業團體堅持為期25年,(2)康電要立即紓困非建設相關費用1.6億美元。

1984年7月16日康電董事會一致投票取消繼續興建密德蘭兩部機組,並尋求回收至今投資之40億美元金額(36億美元建設成本,4億美元燃料成本)。資遣大部分密德蘭工地3800名工人。

康電致函PSC請求回收40億美元及再次要求立即紓困非建設相關費用1.6億美元。一位康電執行高層官員表示「如果我們取得[1.6億美元利及紓困]以及沉沒成本之公平待遇,就能繼續施工下去。否則只有[破產倒閉]一途選項」。沒有人在他的心中希望看到康電破產。康電破產將威脅到密西根州政府投資在康電債券1.08億美元的退休基金。曾經參與不成功談判的密西根州參議院多數黨領袖約翰依格(John Engle)這樣說「州政府為了推動經濟發展,同時又對40億美元投資拔插頭,看起來似乎不對勁。」

3.6 PSC不再是橡皮圖章,康電走到破產邊緣

康電學到許多其他電業已經得到的教訓,並將繼續學到更多。公共事業委員會「不再是曾經當過的橡皮圖章」。全美各州,除了內布拉斯加(Nebraska),沒有任何PUC(或PSC)能允許調整費率基礎。1984年8月,賓州PUC不同意薩斯奎漢納核能一號機增加容量2.87億美元的完工成本。紐約PSC否決長島電力(LILCO)霄漢(Shoreham)BWR回收15億美元成本,因為認定該超支成本「疏忽造成」。在俄亥俄州、奧勒岡州和密蘇里州等公用事業都被法律排除回收任何情況下的「未使用」成本。如此一來,要透過費率基礎回收成本達成機組完工,除了宣布「破產」,沒有任何選擇。它可能是一大賭注。

華爾街(Donaldson, Lufkin and Jenrette)公司的克里斯佛楊描述康電的密德蘭計畫已成賭博輸局,「市場已經趨向關閉,康電可以支助自己的唯一方法,就是停止支付普通股紅利,不要請求費率基礎紓困,因為要花太長時間回收這些美元。一旦削減股息,市場真的就關閉了,康電無法再出售普通或優先股票,只能些微出售債券。因此,康電無法從市場取得資金完成密德蘭工程,就必須放棄計畫。PSC不接受密德蘭的價值,康電必須自己勾銷其餘款項,核銷如此大的金額,康電到了破產邊緣。」

四、康電的灰姑娘故事

康電在1968年投入2.57億美元預算興建密德蘭核能電廠,預計1972年完工美夢,被三浬島核災事故與廠房下陷等嚴重問題延宕多年,成本大增而無法達成,甚至逼迫康電到了破產邊緣。但後來康電起死回生了,如何做到詳如下列1989年紐約時報報導片段:

4.1紐約時報報導康電灰姑娘故事片段

密西根CMS能源公司的最近歷史好像是一個灰姑娘的故事。五年前,在密西根正在興建中的密德蘭 (Midland) 核能電廠是該公司的主要資產,糾纏在監管和財務爭議與興建三方面的問題之中。CMS毅然決定放棄投入41億美元的密德蘭(Midland)核能電廠,財務災難隨之而來。

但CMS公司現在的表現,此舉被分析師譽為商場上最佳的交易。因為供應下密西根半島電力與瓦斯的CMS能源公司,從密德蘭核能電廠轉換為燃氣電廠所組成的夥伴取得10億美元債券,轉手公開銷售,CMS公司將突然有巨額現金進帳,讓公司負債資產表出現一大收益或強心針。

CMS公司股價從過去五年的低迷谷底翻漲了5倍,由7美元到目前的34美元。CMS是兩(1987)年前所成立的控股公司,主要的子公司為康蘇莫斯電力公司(Consumers Power Company,直譯為「消費者電力公司」),從事油氣探勘、汽電共生等事業。CMS四年前跟八家其他公司合組密德蘭汽電共生公司(MCV:Midland Cogeneration Venture)從事轉換被放棄的密德蘭核能電廠。這項核能轉換燃氣發電是全球前所未有的冒險工程,但卻變成CMS公司的救星。

4.2密德蘭核能電廠轉換燃氣汽電共生概況

MCV公司係由康電捐出密德蘭核能電廠價值大約15億美元可使用設備,其他八家投入現金而成立。1986年開始轉換,1991年完工,總共成本約5億美元,康電擁有49%股份。

MCV汽電共生電廠增設了12組各自擁有熱回收蒸汽產生器的燃氣氣渦輪機,蒸汽除了供應原密德蘭核能兩座B&W PWR的貫流式(once-through steam generators)汽輪發電機外,並供應陶氏化工熱製程作業用汽,年平均每小時63萬磅蒸汽。氣渦輪機組共有容量1035MW,加上汽輪發電機,整廠裝置容量高達1560MW,為全美當時最大燃氣複循環汽電共生電廠。

五、結語

核能電廠一再延後,成本大增,甚至導致電力公司倒閉風險,在三浬島核災的年代,屢見不鮮。密德蘭核能電廠轉換燃氣汽電共生成功的案例,領導階層的確需要極大的魄力與毅力,以及財務、工程各方面專家配合,被紐時譽為「灰姑娘」的故事,或許給國內紛擾的核四一些啟示!

參考資料:

http://www.consumersenergy.com/

http://www.nytimes.com/1989/09/25/business/market-place-nuclear-write-off-to-success-story.html

http://en.wikipedia.org/wiki/CMS_Energy

http://en.wikipedia.org/wiki/Midland_Cogeneration_Venture

http://www.utsi.edu/academics/iieandem/capstones/CapstoneProjects/An%20assessment%20of%20current%20problems%20in%20the%20nuclear%20power%20plant%20construction%20industry,%20Giitter%201985.pdf

http://www.fluor.com/projects/Pages/ProjectInfoPage.aspx?PrjID=52

密德蘭核能電廠GOOGLE照片

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4 Responses to 核能電廠轉換燃氣電廠的灰姑娘故事

  1. 陳宜賢 說道:

    立院經委會:規畫核四改天然氣 【11:55】
    中央社〕立法院經濟委員會今天通過主決議,要求經濟部全面「規畫」將核四廠改裝為天然氣發電廠。但台電公司表示,如依決議辦理,電價將大漲。

    國民黨籍立法委員丁守中在立法院經濟委員會表示,核四施工過程爭議不斷,潛藏核安危機,日本福島核災後,各方對核電安全疑慮更深,提案建議效法美國將未完工的核電廠改裝為火力發電、汽電共生廠的經驗,要求經濟部全面規畫將核四廠改裝為天然氣發電廠。

    他指出,核四已花費新台幣上千億元,後續可能還要再支出500多億元的費用,簡直是「無底洞」,加上核四建廠施工爭議不斷,一旦燃料棒裝填後,就是「災難的開始」。

    丁守中認為,美國三哩島俄亥俄州莫斯科市(Moscow, Ohio)William H. Zimmer核電廠,雖已完工核電廠近95%,但因施工品質不佳,在1991年改裝為火力發電廠。另外,密西根州米德蘭市已完工近85%的核電廠則改裝為汽電共生廠。

    他說,台北市距離核電廠僅2、30公里,萬一發生核污染,後果難料;為了台灣的千秋萬世,台電應順應潮流,將核四廠改裝為天然氣發電廠。

    台電公司總經理李漢申表示,台灣天然氣生產量少,完全要靠國外進口,核四改裝為天然氣發電廠,除了建廠費用,還要考慮接收站及管線建置外,電價將由目前平均每度2.8元大幅上漲至4元以上。

    李漢申認為,台電可以「評估」可能性研究,而不是「規畫」。

    最後,在丁守中堅持下,經委會通過的主決議,仍要求經濟部應全面「規畫」將核四廠改裝為天然氣發電廠,委員會並口頭宣示,「規畫」含可行性研究。

    • gordoncheng 說道:

      謝謝您的轉載!去(2011)年4月11日自由時報讀者投書也有談到:http://www.libertytimes.com.tw/2011/new/apr/11/today-o7.htm核電廠「去核」我做過
      ◎ 郭國榮

      我是在美國電力公司(America Electric Power,AEP)服務廿五年才剛退休的土木結構主任工程師(principal engineer),公司的發電廠遍佈美國中西部和南部十一州,包括火力、核能、水力、風力和太陽能發電。我之前也在Fluor Engineering和Sargent & Lundy等工程公司做了十多年的各類工廠和發電廠設計。

      在八○年代,美國很多興建中或已完工的核電廠,都因為三哩島意外而停止興建或不商業運轉。一九八五年筆者進入AEP後,就開始參與將一座在Cincinnati Ohio州附近已完工九十七%、花費三十億美金的核能電廠Zimmer Plant更改為燃煤火力發電的設計,保留了原來的渦輪機(Turbine)、發電機(Generator)和蒸氣冷凝槽(Condenser)等設備,廢棄原來反應爐的主體結構,增建新的鍋爐(Boiler)代替。這個再花費近十億美金更改成的火力發電廠,在一九九一年完工,供給一三○○megawatts的電力。

      燃煤火力發電需要較大的運煤和儲煤空間,加上空氣污染問題和增建防止污染的設備,在台灣可能已不適合。台灣「如果」仍有電力的需求,除發展風力、地熱、太陽能等小型再生能源外,可將不商轉的核四改為天然氣發電,不需要太多的腹地,且也不像燃煤發電會產生SO2、NOX等污染,排放的CO2也比燃煤少。

      我以前服務過的Fluor Engineering,在一九八六年是全美第一個將坐落在Midland,Michigan已經完工八十五%的核電廠改為發電量一五○○megawatts的天然氣發電廠,當時再投資金額為五億美金,並供應蒸氣給附近的Dow Chemical。

      日本福島地震和海嘯所引起的核能反應爐的安全危機,引起世界各國關注。考慮臺灣的核一、核二和核三己運轉的六座反應爐,和接近完工還沒有商轉的核四,跟日本的核電廠一樣,都座落在危險的地震和海嘯地帶,且三月十九日華爾街日報 (Wall Street Journal)揭發全世界最危險的三十四座核電廠,台灣的四座都在其中,因此台灣核電廠的存廢問題,已經引起社會大眾的關心。

      台灣地小人稠,加上位處地震海嘯地帶,萬一遇上災害,沒有廣大的腹地可以疏散數百萬人口;核電廠建廠費時、工程費用昂貴,用過的核燃料棒和電廠終止運轉都需要一大筆處理費用,總計起來核電成本不會比較低。台灣實在承受不起像日本的輻射外洩,建立非核家園更是大多數台灣人民的共同心聲。(作者曾任職美國電力公司廿五年)

      後記:

      日前從網路的台灣電視新聞上,看到馬英九和吳敦義巡視核一廠,對於排放入海中的出水閘門關閉太慢一事,竟然指示電廠平時關閉閘門以防海嘯,有必要時才開啟。殊不知這出水閘門是必需永遠保持開著,以便排放在冷凝槽中冷卻渦輪用過的蒸氣而後產生的熱水。官大學問大,外行充內行,台灣有這樣的恐龍總統和行政院長,真是可悲。

  2. LIU, YUIN-HONG 說道:

    核四改天然氣? 經長:電價恐大漲、再評估
    2012-10-29 17:33 新聞速報 【中廣新聞/何庭歡】
    立法院經委會今天(29號)通過主決議,要求經濟部全面「規劃」將「核四」改裝為「天然氣電廠」,經濟部長施顏祥下午出席活動時表示,這項工程相當浩大,有許多問題要評估,並非簡單的事情,尤其天然氣電價勢必比核電價格貴上許多,也是需要考慮的因素,經濟部會遵照立院決議評估規劃。

    國民黨立委丁守中在經委會指出,核四施工過程爭議不斷,隱藏核安危機,因此提案建議台灣應該效法美國將未完工的核電廠改裝為火力發電、汽電共生廠的經驗,要求經濟部全面規畫將「核四廠」改裝為「天然氣發電廠」。

    對此,經濟部長施顏祥說:『立法院通過決議,要求台電規劃、評估他的可行性,是不是把「核能電廠」改做「天然氣電廠」,這個工程很浩大,不是簡單的事情,有天然氣來源的問題、環評的問題、電價的問題等。跟各位報告一下,天然氣一度電三塊到四塊,核能一度電大概不到兩塊錢,那這都是要考慮進去的因素,所以經濟部會遵照立法院的決議,好好做個評估一下。』

    台電方面則認為,可以「評估」可行性研究而非「規畫」,因為台灣天然氣生產量少,幾乎完全靠進口,如果核四改裝為天然氣電廠,除了建廠費用,還要考慮接收站及管線建置,電價將由目前平均每度2.8元,大幅上漲到4元以上。

  3. 逆旅 說道:

    您好:
    請問板主是否願意讓文章轉載到泛科學(PanSci.tw)讓更多讀者看見?

    歡迎來信pansci.tw@gmail.com,謝謝~

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