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限電警戒中!臺灣會缺電嗎?

2016/12/05 經濟部能源局 點閱人次: 967

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撰文/鍾嘉雯
受訪/台電公司電力調度處 吳進忠副處長
資料、圖片提供/台電公司

高溫、機組歲修、核能停機,我國今年(2016)電力系統的備轉容量率,常常見到「供電警戒」的橘燈、甚至是「限電警戒」的紅燈!如何維持電力安全穩定?本期專訪台電公司電力調度處吳進忠副處長,一一向您道來。

今年5月31日,天氣異常炎熱,臺北地區溫度高達37.3˚C,臺中火力電廠6號機的破管意外,造成供電瞬間減少55萬瓩,原本排定歲修完成的大觀抽蓄水力2號機再度延期,更讓當天的備轉容量雪上加霜,僅剩56.42萬瓩,備轉容量率1.64%,就只差那麼一步,全臺就要進入「限電準備」的黑燈緊急狀況!

7月28日,全臺高溫接連突破38˚C,臺北市及新北市板橋區在中午左右都出現38.5˚C、38.3˚C之高溫,瞬時尖峰負載達到系統歷年最高:3,619.9萬瓩,而歷年來全臺用電尖峰的前10名中,有9名都在今年6、7月創下。

已入秋的10月19日,天氣仍有暑熱,備轉容量再破10月新低,低於90萬瓩的限電警戒區,也是史上第1次非夏季出現紅燈警戒。

缺電、限電,是臺灣目前面對的危機。但為什麼會發生?我們該如何因應?

供電不足原因多,氣候變遷是首因

今年5月、6月用電破紀錄、甚至是百年首見的天氣高溫,讓用電需求往上直升,溫度一高,空調用電的需求就增加。用電需求的增加並非線性的,台電公司電力調度處吳進忠副處長說明,「當天氣溫度上升到某一臨界值後,會產生累積效應,就像你冷氣一開,在降溫之前是不會關的。均溫30˚C以下,升高1˚C,用電成長可能是30萬、40萬瓩;但均溫35˚C以上,同樣升高1˚C,用電負載就會增加約50萬、60萬瓩。」

今年不只是5、6月,7月、8月、10月,溫度都是偏高,可以說今年的夏季,很長很長。

高溫影響的不僅是需求增加,供給面也連帶受到影響。怎麼說呢?「天然氣發電會受到環境溫度的影響。燃氣複循環機組的運作方式是將空氣吸收後,再進行壓縮作功,環境溫度高於34˚C時,空氣體積膨脹密度降低,機組吸入固定體積但質量降低的空氣,就發不了滿載。」吳副處長解釋。

除了天然氣複循環機組無法滿載外,火力發電機組一般是將低溫鍋爐飼水轉為高溫水蒸汽,推動汽渦輪機帶動發電機發電,再使用海水循環冷卻相關輔機設備,當海水溫度隨著環境溫度升高時,其冷卻能力也受到影響,也使得機組效率降低無法滿載。

供給面不足,機組大缺口是主因

到了高溫的季節,需求增加,供給能力反而降低,造成了今年多次備轉容量低於6%的「供電警戒」橘燈危機,但供給的不足,主因來自供給面的缺口:一是新機組延宕來不及併聯商轉,二來連帶影響老舊機組必須延後除役,以致機組可靠度及發電能力下降,三是部分核能機組已檢修完成卻無法併聯運轉。

如大林電廠的1 號機新機組開發有些遲延,趕不及併聯;水力發電面臨3、4月的枯水期,水庫水位過低,降雨不理想時運用相對保守。在此情形下,應退休的老舊機組只能勉強上場應援,不過運轉超過40年的機組效率衰減,電力無法滿載,機組運轉40幾年,很多關鍵配件連備品都找不到,再努力維護也有限度,如大林電廠3號、4號機滿載應是37萬5千瓩,但因機組老化,只能打個8折,用盡全力也只能發30萬瓩。10月時,大林電廠5號機也因老化問題連續跳機4次。

另外,去年(2015)核一廠的1號機因燃料把手鬆脫,預定去年初(1月14日)完成的歲修延期,一延便停機至今;核二廠2號機則是在今年歲修完併聯測試時發電機跳脫而停機解聯,至今亦無法重新併聯。這兩號機組就占了近160萬瓩的基載電力,將近5%備轉容量!除此之外,《空氣污染防制法》規定燃氣複循環機組每年的氮氧化合物(NOx)排放上限,也限制了機組滿載的狀況。

在機組安排上,最重要的仍是歲修的考驗。發電機組的運轉都是高溫、高壓、高速,在全力運轉後,固定會有一個維護週期,也就是歲修,過去台電公司安排從10月1日起歲修到隔年的6月30日,而只要開始進行,就要到歲修完成才能重新併聯發電。「夏季提前在5、6月到來,其實是風險較高的時段,因為歲修收尾階段,機組必須完成歲修後才能併聯,供電調度就會吃緊。」吳進忠副處長說。

供給面調整:技術存量都補足

面對極端氣候的挑戰與機組缺口,台電公司並未坐以待斃。過去幾年系統備轉容量比較充裕,台電公司的機組歲修排程已從「10月1日~5月31日」(8個月)放寬至「9月16日~6月15日」(9個月),即機組歲修排程的時間由8個月展延至9個月,但這兩年的炎熱5月,讓台電公司再度調整機組歲修排程計畫。「原則上我們會動態檢討,不過目前預計會調整為10月1日大修至隔年5月20日,因為夏天一直有提前的趨勢。」吳副處長表示,因應歲修時程縮短,也需要很多的配套措施,一方面引進新的工法,將某些關鍵零組件的處理改為整組更換(roll-in roll-out),抽出的零組件再慢慢修理,縮短大修的工期;在非核心項目讓素質佳的協力廠商來處理,提升品質。

電力供給的調整需要很多配套,如充足的備品與人力、機組安全與成本問題,與台電公司動態檢討與規劃的執行力。如10月的天氣仍是持續高溫,台電公司就需要動態調整,安排機組遲延幾天再開始進行歲修,以度過供電緊繃的時期,但歲修的調整不能延期太久,一方面有安全上的顧慮,另一方面也需要考量前來指導維修的國外技師之行程與成本。另外,台電公司因應夏季提前的氣候,原訂每半年一次的歲修協調會,也改為每季一次,盡量納入所有變數,讓電源可以更穩定、安全地供應。

在燃料供給端,台電公司則協請台灣中油公司提高天然氣的安全存量。燃煤由台電公司自行採購,安全存量在30天以上,燃料油是中油公司供應,這兩者基本上都沒有問題。不過我國天然氣是船運進口,變數較多。天然氣由於排碳量較低,也是目前主要的發電機組,但天然氣由船運進口,會受到氣候的影響,在海上若遇颱風便需避風,臺灣有颱風也無法靠港卸收,冬天的強勁東北季風,也可能影響天然氣船的卸收。而1艘船運量是6萬公噸,一到夏天,台電1天就要用掉4萬多公噸用來發電!不計其他使用量,3天就要2艘船,還不能受氣候影響。天然氣的儲槽容量也僅有30幾萬公噸,存量不大。吳副處長一一點出天然氣的重要性與隱憂,但也從中看到政府的努力,北部開發天然氣第3接收站,未來台電公司也擬爭取再蓋第4接收站,讓燃料供應可以更加穩定。

需求面調整:需量競價、用電管理,供給不能無限上綱

在精進歲修配套、排程,增加燃料安全存量之外,還有沒有什麼能做的呢?吳副處長認為,「未來的趨勢都是在需求面管理,電力不可能無限供給,還是要在需求面有效運用能源。」

從去年(2015)開始,台電公司試行需量競價,在需量競價平臺上開放用戶申請,只要是抑低契約容量50瓩以上之高壓用戶皆可申請,如「經濟型方案」為每天自行報價,以虛擬機組的方式和台電機組競比,若報價比台電機組的邊際價格便宜即可得標,得標用戶隔日要抑低用電2小時或4小時,抑低的部分台電給予電費折扣,達到雙贏的局面。

備轉容量不足時,台電便以需量競價補足6%的備轉容量,平時需量競價執行率約4至5成,但到供電緊急時,競標用戶大多都會得標,再經台電同仁們一一電話拜託,請用戶執行需量降載。如5月31日的危機時刻,需量競價執行率高達80%,也是今年供電化險為夷的關鍵因素,讓供電系統撐過最艱難的時刻。

除此之外,台電公司還有「需量反應管理措施」的管理辦法,包含計畫性減少用電措施及臨時性減少用電措施等方案,其中計畫性減少用電措施分為月減8日型、日減6時型及日減2時型,以日減6時型為例,契約容量100瓩以上用戶申請後,必須在每天的上午10點到12點、下午1點到5點抑低用電。在夏季(6至9月)用電量最高的時候,需求端的用電調整可是幫了大忙!

維持電力安全穩定,台電仍看好

對於未來的缺電危機,台電公司怎麼看?吳副處長很認真地回應,「未來臺灣的電力供需是否能平衡?其實我們是看好的。用戶端的能源使用效率還有很大的提升空間;臺灣資通訊技術(ICT)的領先,在負載管理和需量管理方面也不會有太大問題;用戶群代表(Aggregator)需量反應跟工商業的空調用電調整則是我們希望可以努力的方向。」

由於需量競價的執行率平均約5成,還有發展潛力,台電公司參考國外「用戶群代表」模式,期望整合更多中小型用戶,共同抑低尖峰用電,透過管理機制,可以在極短時間內抑低用電量,明年(2017)台電公司就預計採購20萬瓩,來提高用電尖峰時段的調度應變能力。另外,遍及全國的大賣場或連鎖超商使用大量空調,若能在下午1至3點、來客數較少的時段,店舖分批調高冷氣1至2℃、或送風15分鐘,可以有效抑低尖峰用電、對營業的影響也不大。

「2025年要達到非核家園,現在500多萬瓩的核能要用什麼電廠來替代?不管電廠蓋在什麼地方,對當地環境都會有影響,如果可以做好需量反應,減少要蓋的電廠數量,再加上未來的再生能源與傳統機組互為調節,我想還是大有可為的。」確保未來電力供需平衡,仰賴國人一起努力。


關鍵字:電力系統,氣候變遷,機組歲修,需量競價

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