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乾旱恐成常態、三接又延期完工 莊秉潔提新方案解決電力調度困境

邱家琳 2021年06月15日 17:21:00

今年上半年,中部知名景點日月潭水量僅剩31.8%,潭底出現巨大龜裂。(資料照片/蔣銀珊攝)

今年5月發生2次分區限電,但無論是人為疏失的513停電,或是用電量暴增卻沒有備轉機組救援的517停電,都突顯台灣的電網系統較為脆弱、電力供需失衡等問題,也忽略極端氣候對電力調度帶來的衝擊。未來要如何避免類似情況再次發生,成為政府與台電公司最大的挑戰與考驗。

 

電力調度不過來的原因,綜合許多專家學者的分析,主要是今年水情不佳、水力發電不足,大型機組仍在排修,造成無法即時救援的窘境。再加上,5月出現數次40度以上高溫,又逢景氣復甦、民眾因疫情在家辦公與就學,導致用電需求一路飆升。換言之,台電在規劃機組歲修排程,應考量缺水與提前高溫的極端氣候情境,藉此降低電力供需預測錯誤的機率。

 

中興大學環工系教授莊秉潔長期關注能源議題。(取自莊秉潔臉書)

 

 

對此,長期關注能源政策的中興大學環工系教授莊秉潔認為,這是很難的題目,從專業來看,這包括了景氣預報、氣象預報及疫情的預報,相信結合台經院、氣象局、中硏院、衞福部所有人的能力,也很難預測的準,但是真的需要增加檢核機制。除了台電電力調度預測一年、周及當日的電力供需外,亦可以增加第三方之預測及檢核。

 

「超過7天以上的氣象預報,對民眾來說意義不大,對電力調度卻很關鍵。」莊秉潔如此看待。他建議,台電或經濟部應編列經費給氣象局,進行1周、45天、1年的預報,同時與中研院的環境變遷研究中心合作,積極投入氣候變遷的趨勢研究。

 

 

提升能源自主性與災害應變能力

 

與燃氣、燃煤、核電等發電機組相比,水力發電向來是電力系統最好的「救援投手」,抽蓄水力機組滿載時間約3至5分鐘,慣常水力機組也只要15分鐘左右,對風險應變的速度最快。但今年5月中旬,水情持續嚴峻,約少了抽蓄水力機組2.6GW、慣常水力機組1GW,總計3.6GW的發電量。

 

面對極端氣候的影響,莊秉潔憂心地說道,水力發電是削減尖峰與配合再生能源的重要工具,若缺水變成常態就麻煩了,一次損失3.6GW的發電量,就相當於備轉容量率10%,所佔的比例相當高,很容易造成限電。政府得在這幾年趕快提升備轉容量,雖然第三天然氣接收站預計在2025年完工,但現在可能撐不到2025年,政府必須在5年內找出其他可能的方案。

 

第三天然氣接收站預計在2025年完工。(資料照片/張哲偉攝)

 

 

在三接完工前,莊秉潔也提出4個方案給政府參考,包含在林口港、台中港或高雄永安建置浮動式天然氣接收站(FSRU),在2年內增加供氣來源;當擁有新的氣源,可以在學校、醫院設置燃料電池,打造區域的能源中心;同時在原住民部落與偏鄕,以公有地建立公民電廠,達到能源自主;更大幅度地推動儲能系統,估計規劃8GWh的儲能電池。

 

燃料電池是運用觸媒的方式發電,即便發電成本每度約3.5元至4元,比每度2元的燃煤機組來得貴,但幾乎不會排放廢氣、造成空氣汙染,同時將熱能回收作為沐浴熱水。此外,更可以協助地方達成能源自主,若往後大電廠因電網事故而停機,燃料電池仍可提供電力與熱水給當地居民使用。

 

除了燃料電池,公民電廠也能提升地方能源自主性與災害應變能力。對此,莊秉潔表示,民眾對再生能源的接受度不高,與環保或噪音問題有關,但如果再生能源電廠是民眾或社區擁有,可以自己獲利,接受度就會比較高,若政府撥出公有地,在山區或原住民部落設置電廠,還可以省下台電大量的電網建設與維護費用。

 

 

儲能與三接有助供電穩定

 

隨著太陽光電的裝置容量持續成長,已能協助白天或夏季度過尖峰負載,但黃昏過後,太陽光電逐漸退場,夜尖峰反而成為供應電力的新挑戰,尤其是在晚上6點至10點之間。若設有充足的儲能系統,白天就能先運用太陽光電、燃氣機組充滿儲能電池,等到夜尖峰再來放電使用,就能緩解夜尖峰負載成長的問題。

 

針對目前儲能設置不足的問題,電池協會日前提出建議,估計整體儲電系統僅需要建置8GWh,就能解決尖離峰用電與備載容量問題。配套措施包含補助裝設儲電電池系統的家庭,成立台灣蓄電池系統公司,並與台電及產業合作出資,預估政府只需出資660億台幣,加上民間合計1660億,即可掌握8GWh的蓄電池系統電力資源。

 

台電金門夏興電廠儲能系統。(取自台電官網)

 

根據電池協會的數據,莊秉潔進一步分析,儲能電池約可充放3000次,壽命約10年左右,粗估儲能電池的電費每度約6.9元,再加上天然氣或光電的電費,每度電的成本至少高達9元,遠比燃料電池來得貴。但它也有很多好處,若建置8GWh的儲能電池,在4小時內約可增加7%的備轉容量,就能幫助度過夜尖峰負載。

 

莊秉潔也補充說明,或許有人會覺得三接在2025年完工後,晚上缺電的問題就會消失,但在2025年之後,有很多離岸風電會大量併網,風場又大多集中在特定的海域,再加上風電的發電量會忽大忽小、變化很快,從零到發電量50%,只需要5分鐘左右,很可能導致電網崩潰,但儲能可以解決這個問題。

 

離岸風場大多集中在特定的海域。(資料照片/蔣銀珊攝)

 

 

問及三接對於供電穩定、能源轉型的重要性,莊秉潔指出,若三接順利完工,中部與北部在核二除役、麥電3部燃煤機組除役後,將減少4.4GW用電,但有大潭7到9號機組、中火新的燃氣機組,約可增加4.7GW用電,淨增0.3GW,基本上供需平衡。

 

莊秉潔也提到,南部雖核三除役、興達有4部燃煤機組除役或轉為備用,約減少4.0 GW用電,但興達三部燃氣機組完工後,可增加3.9 GW用電,淨減0.1 GW,仍供需平衡。但如果三接無法在2025年完工,所有核電除役、麥電除役,中北部將減少4.4 GW用電,佔今年5月24日晚上7點夜尖峰備載達12.5%,以目前5月備載經常不到8%來看,2025年將常態性的限電。

 

 

 

 






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