電不是天上掉下來的
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2017-08-23 02:47聯合報 林惠民/中山大學電力工程教授(高雄市)
台電核四廢除後,台電大潭電廠現有6部天然氣機組(見圖)發電因應今年夏季供電吃緊不...
台電核四廢除後,台電大潭電廠現有6部天然氣機組(見圖)發電因應今年夏季供電吃緊不夠,全力擴建第7部機組發電。 聯合報資料照片 記者曾增勳/攝影
經過八一五大停電,筆者覺得這是教育政府與民眾,檢視長年被忽略的電力系統,了解電不是天上掉下來的好機會。
能源配比有兩個層面,一個是裝置(容量,百萬瓦Mw),一個是電量(能量,度),還有一個被忽略的「尖峰時段的配比」。台灣負載除了下午一至三點尖峰外,晚上八點左右休息開冷氣,也還有一個高峰。

再生能源有其弔詭處,台灣平均有效日照約僅三小時,太陽能正午時提供電力舒緩尖峰,對容量有幫助,太陽下山後就沒用了,所以對「能量」沒太大幫助了。

舉例來說,台中電廠裝置容量大約六千Mw(六GW),可廿四小時發電,同樣六GW太陽能電廠只能發八分之一,還要看天吃飯。如果要有台中電廠一樣的發電量,就至少要裝四十八GW。台中廠用地不到三百公頃,同樣發電量的太陽能則要四萬八千公頃。政府二○二五年廿GW裝置目標中,屋頂三GW,地面型十七GW,需要土地約一七○平方公里,總發電量則到不了台中發電廠的一半,其工程土地資金等投資巨大,對能源需求貢獻卻有限。

風力發電又不同,其貢獻在能量。炎夏中午通常沒風,無法舒緩尖峰,但是夜晚根據風的狀況可連續長時間發電,使用率大約在卅至四十%之間,其土地工程資金等投入小得多,但必須發展新的調度技術。

二○二五能源政策中,再生能源裝置占比達廿%,以廿六GW占比廿%,那我國二○二五總裝置容量將超過一百GW,是現在五十GW的兩倍?有可能嗎?如果廿%指的是總發電能量,更是離譜!因為裝置容量還要放大七、八倍,很明顯政策上就有矛盾。

以目前台灣五十GW總裝置容量為例,廿%約只需要十GW,但廿%的再生能源只能發大約四%的總電能,一○五年我國太陽能與風力裝置占約五%,發電量卻不到一%可以說明。至於其他十六%能量缺口要從何而來?事實上就算達到廿六GW的再生能源,則年發電量大約二百億度,只是我國去年發電總量的十分之一。希望政策制定要顧慮周全,電力的複雜不能用泛政治語言來處理。

另外,備轉的目的就是避免最大機組跳機,我國獨立系統可以採用兩部最大機組,大約就是尖峰的六至七%了,也就是假設兩部機同時跳機的機會極低。至於不在線機組也需視情況準備二至三%。一個一百Mw的系統用一部一百Mw機組供電,備轉要一百%,用十部十Mw機組供電,備轉只要十%,其理至明,不存在複雜數學。

這次的大停電是否與備轉有關呢?發電量和負載必須時時保持平衡,當大潭跳機四千三百Mw,為了保護發電機,系統低頻電驛會直接切斷負載,以免引起連環跳機,造成系統全黑更大災難。台電負載當日都成功卸載,實屬難得。卸載是瞬間發生,備轉容量因為機組慣量的關係,需要數分鐘甚至十幾分鐘來反應。快速機組也不一定補得上,停電是必然的。
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