能源選擇有限、供電品質依然名列前茅──深度分析新加坡

2017/12/27 |撰文:鄭金龍(前台電電力調度處處長、Gordoncheng's Blog部落客) 點閱人次: 256

字型:


圖片來源/Flickr @Lenny K Photography(CC BY 2.0) https://www.flickr.com/photos/lennykphotography/17233292050/

能源皆仰賴進口的新加坡,近年來努力發展能源來源多元化,保持穩定的電力供應!

位於馬來半島最南端的島國──新加坡,全國面積僅720平方公里,土地面積不大,境內無石油、煤炭、天然氣等化石燃料蘊藏,能源皆須仰賴進口。不過,因鄰近麻六甲海峽,擁有地利之便,新加坡為亞洲重要的石油與天然氣樞紐。

新加坡從1824年開始成為英國殖民地,歷經二戰時的日本殖民統治、戰後回歸英國,直至1965年成立新加坡共和國。從1906年開始,新加坡就有了第一座電廠,開啟新加坡的電力發展史。


從燃油到燃氣95% 供電可靠度仍名列前茅

1906年新加坡第1座麥肯西路(Mackenzie Road)發電廠竣工,點亮新加坡萊佛士宮的第1盞電燈,開啟了新加坡用電的歷史,同時新加坡市營電力也立下售電給個別用戶的新紀元。1926年興建第2座電廠─聖詹姆斯(St. James)燃煤電廠,在1940年改為燃油電廠。之後,新加坡電業逐漸成長,1942至1945年二戰期間,新加坡遭日本佔領3年半,新加坡市營電力被日本電力公司(Nippon Power Supplies Company)接管。

戰後,英國再度接管新加坡,1952年巴西班讓A(Pasir Panjang A)電廠商轉,滿足戰後電力需求成長。1963年併入馬來西亞,成立公用事業局(Public Utilities Board, PUB)掌管新加坡水、電、瓦斯公用事業。1965年新加坡建國,巴西班讓B電廠商轉,加入營運。1979年PUB裝設第1代電能管理系統(EMS)。1986年新加坡與馬來西亞電力系統互聯。1988年第1座離島(目前的裕朗島)西拉雅(Seraya)電廠竣工,利用海底隧道高壓電纜連接到新加坡本島電力系統。

天然氣從90年代進入新加坡電力供應的領域。1991年聖諾哥(Senoko)電廠完工,為新加坡第1座燃氣電廠,氣源來自馬來西亞管路天然氣(Piped Natural Gas, PNG)。2001年從印尼西納吐納島(West Natuna)、隨後又從南蘇門答臘輸入管路天然氣,鼓勵發電公司改用燃氣高效率的複循環機組。

2013年3月新加坡液化天然氣(Liquefied Natural Gas, LNG)接收站啟用,讓新加坡天然氣源多元化,提高能源可靠度與降低發電成本;同年6月新加坡第1座使用LNG氣化天然氣的發電廠和光能源公司(Pacific Light Power Pte Ltd, PLP)兩組400MW燃氣複循環機組商轉。

資料來源/新加坡PUB 1997年報、Power quality initiatives in Singapore CIRED 2001、Google Map

新加坡電業史已經長達111年,隨著新加坡工商逐漸發達,電業也同步發展。從下列近10~20年來主要統計資料,可以了解新加坡電業成長的情形。


一、尖峰負載與裝置容量(1998~2017):

近20年來新加坡電力系統年尖峰負載及註冊發電機組裝置容量(MW)統計曲線如圖2所示,尖峰負載20年來年總成長率約67%,每年約上升3.3%,只有2009年稍降。發電機組有註冊的總裝置容量總成長率約138%,在2007~2011年趨緩沒增加。但若以此裝置容量及尖峰負載用國際一般公式計算備用容量率(Reserve Margin),20年來新加坡電力系統備用容量率範圍最低30%(1998年)、最高91%(2015年),所以新加坡電源一直都很充足。

資料來源/新加坡EMA網站能源統計 、EMA統計年報、PUB統計年報

二、總發電量與售電量(1998~2016):

新加坡電力系統總發電量與售電量(億度)如圖3所示,其總發電量19年來總成長率約82.4%,每年約成長4.3%;售電量總成長率約86.4%,每年約成長4.5%。只有在2009年有稍降現象。

資料來源/新加坡EMA網站能源統計 、EMA統計年報、PUB統計年報

三、月別尖峰負載曲線(2009~2017):

新加坡地處赤道附近,季節變化不大,從下圖近9年來新加坡電力系統的月別尖峰負載曲線(圖4)顯示四季尖峰負載相差不大,但每年都有成長。

資料來源/新加坡EMA網站能源統計 、EMA統計年報

四、燃料別總發電量(1998~2016):

新加坡煉油石化工業很發達,10幾年前的發電廠大部分都是燃油機組,從下圖的1998~2016年新加坡電力系統燃料別發電量占比曲線(圖5)顯示,1998~2002年燃油發電占比為50%以上,最高達77%。後來為了環保減碳,逐漸改燃天然氣。

新加坡再生能源選擇有限,沒有水力資源,風速和平均潮差都很低,地熱在經濟上不可行,只有太陽能是可行的選擇。新加坡位於熱帶,平均每年的太陽輻射量為1580度/平方米。根據EMA的統計2017年9月底太陽能裝置容量為108.8MW。另外,廢棄物能源化(Waste-to-Energy)裝置容量256MW。

資料來源/新加坡EMA網站能源統計 、EMA統計年報、PUB統計年報

五、新加坡電力系統供電可靠度指標(SAIDI、SAIFI)(1997~2016):

新加坡為城市島國,輸配電線路全面地下化,配電線設計為環路供電(N-1或N-2),因此最引以為傲的是供電可靠度,由下圖(圖6)顯示近十年來其系統平均停電時間指標(System Average Interruption Duration Index, SAIDI)、及系統平均停電時間指標(System Average Interruption Frequency Index, SAIFI)都是名列全球同業前茅。

資料來源/新加坡EMA網站能源統計、EMA統計年報、PUB統計年報

六、新加坡住宅平均電價(2005~2017):

新加坡跟台灣一樣缺乏自產能源,都靠國外輸入,全球能源價格的變動、與其輸配電系統大量投資提升供電可靠度的代價,都會影響電價。從圖7的2005~2017年新加坡住宅平均電價曲線顯示,無論考量通貨膨脹調整與否,每度電價都高達新台幣4元以上,最高達新台幣6塊多,比台灣的每度2.57元(2016)高許多。

資料來源/新加坡EMA網站能源統計、EMA統計年報

天然氣中斷停電事件 新加坡電力改善對策

自1991年新加坡首次從馬來西亞以管路引進天然氣(PNG)在聖諾哥電廠發電以來,新加坡也曾發生至少3次天然氣中斷而導致停電的事件,不過,在停電之後的改善對策也一一提出。

第一次發生在2002年8月5日。原本印尼那吐納(Natuna)天然氣場海管在裕廊島上岸接到新加坡勝科天然氣(SembGas)公司接收站之前,由印尼國營石油與天然氣公司負責裝設1座緊急閥(Emergency Valve),以便隔離兩系統之用。8月5日負責例行檢修的ConocoPhillips公司電腦誤以為輸氣管出現狀況,而啓動了自動安全系統,關閉緊急閥,中斷天然氣供應,導致新加坡電力系統發生N-7發電機組同時跳脫(約1550MW佔當時系統供電的40%)的緊急限電90分鐘事件。

到了2004年6月29日,又發生類似第1次的緊急限電事件,印尼那吐納海管緊急閥關閉,天然氣供應中斷,導致N-5機組同時跳脫(影響約當時系統供電的30%)緊急限電118分鐘事件。

第3次事件則在2006年12月21日發生,新加坡的聖諾哥電廠(Senoko)總裝置容量約3,300MW,平時供應新加坡約30%的電力。因馬來西亞Petronas公司的天然氣供應中斷,導致聖諾哥電廠,發生N-2機組跳脫(影響約當時系統供電的10%)緊急限電45分鐘事故。此次係1991年聖諾哥天然氣發電以來的第1次供應中斷。

在每次事件過後,新加坡政府都一步步提出改善對策。根據新加坡聯合早報報導,2002年8月5日第1次大停電後,當時新加坡能源市場管理局長邱進賢表示:新加坡政府規定燃氣電廠機組除了燃氣外,也必須可以柴油驅動,同時亦規定發電廠必須儲存一定數量的柴油(經查EMA發電執照條件10-緊急與安全安排之準備規定,必須備妥至少90天以上燃料存量做為緊急供電後衛之用)。

此外,在2004年6月29日大停電後,邱局長又指出:新加坡自開始燃氣發電以來,共發生五次供氣中斷事件。第一次是在2002年8月5日,導致發生大停電,之後,實行天然氣中斷自動轉用柴油發電緊急策略。這個方法成功避免了之後3次類似事件引發停電的情況。但2004年6月29日,由於天然氣的氣壓下降速度非常快,輸氣管天然氣存量太少,無法及時改用柴油,最終無法避開停電事件。

新加坡為了供電安全,增加天然氣來源不餘遺力,除了1991年的馬來西亞Terengganu及2001年的印尼西那吐納兩國第1條PNG氣源外;2003年又增加印尼南蘇門答臘的氣源,2007年再增加馬來西亞接到新加坡Johor的第2條PNG氣源。除此之外,更規劃能源多元化增加LNG氣源。2013年5月新加坡LNG接收站啟用,可從全球各地進口LNG,同時又積極擴建儲槽,除了避免印馬兩國PNG氣源減少的風險外,還準備做亞洲各國LNG現貨市場交易。

根據新加坡聯合早報今年5月4日報導,德勤(Deloitte)諮詢公司調查顯示,8成能源業企業領袖認為,未來5至10年內新加坡最有可能成為亞洲液化天然氣(LNG)的交易中心,新加坡交易所(SGX)的「新加坡液化天然氣指數集團(Singapore LNG Index Group,簡稱Sling)」也將成為重要指標。


新加坡之路 他山之石可以參考

2017年,台灣也才經歷相似的停電事件,所以新加坡應付天然氣發電風險的作法,諸如氣源分散、燃氣機組自動切換雙燃料(輕柴油)、燃料安全存量90天的作法,都可以是台灣提升系統供電安全與風險管控的重要參考。也就是說,對燃氣占比愈來愈高的台灣而言,分散氣源、保證安全存量、並提供足夠的他型備用機組以即時調節,都是未來要持續努力的方向。


【資料來源】

https://www.ema.gov.sg/index.aspx

https://www.emcsg.com/

赴新加坡新能源電網公司(SP PowerGrid LTD)技術交流出國報告 台電公司李李肖宗、鄭金龍、張忠良 民國97年1月18日

PRESS BRIEFING ON ELECTRICITY SUPPLY INTERRUPTION ON 5 AUGUST 2002 EMA新聞稿

ELECTRICITY SUPPLY INTERRUPTION EMA新聞稿 05-Aug-2002, 12:19:00 pm SGT

納土納島天然氣供應突中斷我國7地區昨天停電 陳開福 新加坡聯合早報 2002/8/6

查明並非人為因素:上周停電原因電腦“會錯意” 吳漢鈞 新加坡聯合早報 2002/8/12

POWER FAILURE ON 29.6.04 EMA新聞稿 30-Jun-2004, 9:41:00 am SGT

ELECTRICITY SUPPLY INTERRUPTION ON 29 JUNE 2004 EMA新聞稿 30-Jun-2004, 4:39:00 pm SGT

Power plants' backup system failed 新加坡straitstimes 2004/7/1

大停電原因:裕廊島活閥突關閉導致印尼天然氣無法供應發電廠 張燕青-新加坡聯合早報 2004-6-30

http://www.wildsingapore.com/news/20061112/061221-3.htm


關鍵字:尖峰負載,裝置容量,供電可靠度

文章分類 焦點精選
活動快訊
能源FAQ

網站選單 關於能源報導 全文搜尋 舊期刊物 舊期文章連結 聯絡我們 友站連結 FB粉絲專頁 取消/訂閱電子報