不要再有下一次停電,我們該做什麼?

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文/蔡中岳(地球公民基金會副執行長)
2021 年 05 月 24 日

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「你那邊停電了嗎?」

20年前網際網路、手機還不盛行的時代,每逢颱風天家裡總會準備蠟燭,在風雨交夾的時刻擔心停電的到來,那些漆黑的夜晚,一般市用電話仍可通話,親友間透過通訊連結,等待復電。曾幾何時,二十一世紀的台灣在一周內分區限電兩次,差別是有國家警報的響起,但社群媒體上哀嚎不止,店家擔心冰箱裡的食材壞去,工廠煩惱產業鏈斷掉,瞬間跳電對電器用品的傷害,燥熱天氣無法降溫,憤怒的情緒直指政府。

過往在能源演講時,時常會問聽眾是否認為台灣缺電?每場講座總有人舉手,而問到大家對於「缺電」的定義時,答案卻都五花八門。普遍的答案是:「我需要電的時候都要有電。」然而,本週確實讓台灣部分的人需要電的時候沒電,「台灣是不是缺電了?」這個疑問句在本週變成了肯定句,政府說電網不穩、調度問題讓民眾霧裡看花,只要給台灣穩定的電就好。

什麼是缺電?缺電燈號亮綠燈為何還停電?

政府、台電的電力供應出了大問題,無庸置疑,但得釐清問題才能找到改善跟解決之道,讓台灣不再停電。若簡單回答問題,就是五月用電量超乎預期、台電的電力調度出問題、缺水讓水力無力救援,加上臨時的機組故障的複合因素下造成的狀況。電力是特質是要即發即用,如果沒有儲存電力的設備,那多發也就是浪費,少發就會缺電,但每天不同時刻的台灣整體用電量都不同,如何控制好發電、用電之間的平衡,是穩定供電的基本要素。

而發電端每天都會計算我們的備轉容量率,簡單來說是一天當中能發電的量,要比最尖峰用電量的時刻(通常是中午)還多,而單日尖峰時刻多出的發電量當分子,預估的尖峰用電量當分母,出來的比例就做備轉容量率,超過10%就是綠燈,讓臨時出意外的時刻可以有電力補上,但顯然綠燈是個假象,不然這週兩次綠燈怎麼還停電?

一、用電量超乎預期,今年五月已有兩天進入史上十大尖峰用電排行榜

台電多半是用推估用電尖峰量,回頭準備備轉10%左右的發電設備,從台電網站可知,照歷年經驗,估計到七、八月會是更嚴峻的用電挑戰,所以在調度上,五月此時並不是全部發電設備可以馬上發電,有哪些機組可以歲修,哪些必須要上場,這些安排都是在之前排定的,臨時調度很困難,很顯然,無論是5/13或5/17,台電都低估了五月的尖峰用電量,這跟最近氣溫拉高、缺水等極端氣候很有關係。

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從台電釋出的未來二個月電力供需預測,七、八月會是更嚴峻的用電挑戰 (圖片來源:台電電力供需資訊)

從數字上來看,5/17開始的週一到週五,有三天進入台灣史上單日尖峰用電量的前十名,其中5/21第三名,5/19是史上第四名,5/17史上是第八名,用電高峰跟生活形態、經濟發展熱度都有關,短時間內也難證明是因為防疫在家辦公增加耗電量有關,但相較於過去都是七、八月的高峰,今年五月的尖峰用電量,更令人擔憂真正夏季來臨的吃緊。

台灣史上單日用電尖峰排名

1 2020/7/23 3802.0萬瓩
2 2020/7/14 3779.0萬瓩
3 2021/5/21 3761.4萬瓩
4 2021/5/19 3757.0萬瓩
5 2020/7/24 3755.7萬瓩
6 2020/7/13 3752.8萬瓩
7 2020/7/20 3752.1萬瓩
8 2021/5/17 3744.2萬瓩
9 2019/7/17 3738.3萬瓩
10 2020/7/22 3736.7萬瓩
11 2018/8/01 3735.1萬瓩
12 2021/5/20 3723.3萬瓩
13 2021/5/18 3722.4萬瓩
 

二、調度出問題,供電穩定燈號形同虛設。

但若從數字看,明明5/19的尖峰用電比停電的5/13或5/17多,為何是那兩天停電呢?其實就跟調度很有關係。用大家喜歡看的籃球賽為例,我們的用電調度,跟NBA的調度很像。本來預估快要到季後賽時(七八月),在例行賽的最後階段會把一些球員做適度調整,面對過去的手下敗將,派出會贏的陣容就好,但殊不知對方第三節突然急起直追,超過歷年來的最強實力(用電量),再加上場上的球員臨時受傷,休息區的球員要不是今天沒登錄,輪休調節體力,要不是小傷沒養好,所以在這球賽最後階段派不上場,或縱使派上場也不見得追得上比分。

在電力調度上,低估不會只是一天的問題,歲修的機組不可能臨時馬上發電,也就是最近氣候條件不變的狀態下,缺水跟酷熱的五月將會持續讓我們的供電風險提高。本周二、周三都有新聞指出下午或傍晚可能分區限電,唯一的差別是從CD組改成EF組,但這兩天負責調度的台電與經濟部繃緊神經,少部分民眾有意識的「共體時艱」,在尖峰用電時減少電力使用,工業端也配合需量競價措施(註)來減少尖峰用電,所以分區限電沒有發生。

三、機組故障意外,燃煤無法快速補上電力

照經濟部目前公布的資訊,5/13的停電事件,是因為人為誤觸,使得在高雄路竹的變電所匯流排故障,進而導致鄰近這個變電所的興達電廠及遠處的通霄電廠部分因為安全關係而跳脫,類似家裡冷氣、微波爐、烤箱一起開,瞬間用電量大增,保險絲燒掉所以跳電的概念,但發電設備沒有故障。跳脫的電力約佔當日供電的6.1%,但又因預估失準,尖峰用電量超過預估值近5%,所以全國四百萬用電戶限電五小時。

5/17的停電事件,除了預估失準,單日尖峰用電量創新高外,興達電廠一號機在中午故障也是原因之一,但故障的當下沒有限電,直到晚上20:50才開始五十分鐘的分區限電,跟調度很有關係。

四、救援無力,燃氣已全開,缺水讓水力無法支援

臨時故障的電力需要由可以快速發電的電力設備來補足,在所有設備中,具有升降載快速且彈性的,就以抽蓄水力最佳,其次是燃氣發電。簡單來說,抽蓄水力就是應對臨時缺電的最大救援,也是儲能設備,概念就跟電池很像,必要時拿出來用,但用完也就會沒了,所以量不在多而在即時救援能力。

若以台電每天提供的發電量圖可發現,早上的抽蓄負載是「負值」,也就是我們利用電不吃緊的時間,把水用電先抽起來,在需要用電的時刻把水放下去發電。

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抽蓄水力發電為「負值」,是臨時缺電的最大救援 (圖片來源:台電系統各機組發電量)

通常日尖峰(也就是一天用電最多的時刻)因為有太陽光電,越熱用電量越高,光電發電量也越高,所以真正尖峰可以撐過去。到了沒有太陽時,大多數的民眾下班放學回到家,遇到熱烘烘的房子,先開電扇、冷氣降溫,同時廚具打開準備晚餐,電力需求上有個次尖峰,這個次尖峰沒有太陽光電支持,備用電力就格外重要。

5/17停電事件中,下午因為興達一號機故障,面對尖峰時先使用了抽蓄水力,但因極端氣候下的缺水,準備了十組抽蓄發電僅有不到五個可以使用,而僅有的水力已經被釋放完撐過第一輪,面對次尖峰已經無力救援。而本來壞掉的燃煤因為升降載慢,電力從午後修好但到晚上還沒全部回來,所以必須分區限電50分鐘,若當時還有抽蓄水力可以用,或許就能撐過去,但我們最終只能等待燃煤機組回來,並且用電量下降,才得以緩解。

「不要再有下一次停電」,我們該做什麼?


一、電力基礎設施總體檢,發電、輸配電風險降至最低

回頭體檢兩次分區限電的議題,在個別問題上,5/13停電中,人為疏失是現在的方向,雖然有人質疑此種說法是找人背黑鍋,但因為輸配電設備故障讓電力供應出問題,短期因應的方法,是重新體檢現有的輸配電基礎設施,尤其同樣的故障也可能出現在核電廠、其他燃煤或燃氣電廠、甚至再生能源,任一電廠臨時跳脫都有其風險,就像因為保險絲燒掉,家裡的電腦突然被關機對電器都有損害,但不同發電類型發生連帶意外造成的後果也不同,應該盡量避免災害的發生。但長期來說,我們該檢討整體大電網的設計及建設分散式發電設備並與智慧電網連結,讓電力不要在輸配的過程中逸散。

而5/17的缺電中,不單純只有興達故障的原因。但任何發電設備的故障都應該重視,屆齡除役的興達電廠縱使有好的歲修,故障的機率仍偏高。電力設備的「浴缸曲線」,指其使用時,剛開始用跟快屆臨除役時,較容易發生問題。所以台灣五年內使用期限到期要除役的老舊電廠,如:興達燃煤、大林五號機、核二、核三、協和電廠,都應該好好安全檢查。

二、面對高溫、缺水的極端氣候,因應並檢討備轉容量的計算方式。

極端氣候成為我們當前面對供電的最不穩定因素。近期高溫讓我們用電量不斷創下史上五月新高,缺水則讓抽蓄水力發電無法發揮效果,導致救援失靈。在短時間缺水無解的情境下,台電要把能用的水力才算是備轉容量,務實面對供電問題,而不是在缺水的情境下,把虛有其表看似可以發電的慣常水力、抽蓄水力納入綠燈中,最終無力面對。

這樣的情境並非台灣特有,如同年初德州大雪造成的缺電一般,未來氣候變遷、極端氣候事件對電網的挑戰都更難預期,有沒有比備轉容量率更好的風險管理、計算方式,更彈性應對極端風險與快速恢復電力的能力,都值得檢討,另外精準的天氣預報,也是增添我們因對能力的關鍵。

三、誠實面對開發新電源計畫

民眾對於停電的反應,直覺就是缺電,必須開發新電源。確實,台灣也持續要開發新電源,但不是因為發電量不夠,而是要讓老舊、污染的舊電廠退休,換成乾淨且更能配合彈性調度的能源,而開發的量也得重新謹慎評估。

對台灣長期供電來說,全世界都正在建置再生能源,甚至在2050淨零碳排的目標中,幾乎都要達到100%再生能源的發展路線上,以再生能源優先進入電網的安排,我們需要更多儲能的發電設備,強化電網的韌性。

而綠電建設更刻不容緩,近年因為政府大力發展太陽光電,所以在5/17事件中,幸好有太陽光電,否則無法撐到晚上才限電,在太陽光電的發展下,不到三年內這次的夜尖峰(少了太陽後)缺電將是供電穩定主要課題。新電源的開發不會僅有再生能源,在轉型過程中,可彈性搭配再生能源使用,快速升降載的燃氣發電也應該好好佈建,譬如始終被盧秀燕市長阻擋的台中新燃氣電廠,又或者桃園大潭的三接計畫。

四、努力抑制尖峰用電,不能任由其攀升

除了管理、應對、建設外,這些年不同國家都有人高聲疾呼:省電就是最好的發電設備。若我們想像的「不缺電」,是全球前五低的民生電費、工業用電下,所有人冷氣調成16度,高耗電產業無止盡擴張都不缺電,那土地有限的台灣面對需索無度的用電量,終究可能缺電。

2020年全球的碳排、用電都因為疫情而下降,而台灣整體用電量卻比2019年提升2.07%,根據能源局資料,工業用電成長2.07%(約30.5億度電),住宅用電成長6.4%(約31.2億度電),這兩大部門的增加讓我們沒有餘裕停下腳步謹慎開發電源,得應急地執行原有計畫,並非責怪民眾用電,因為這與極端氣候都有直接相關,但政府也必須不斷提醒民眾節電的重要。

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整體用電的成長讓台灣沒有餘裕停下腳步謹慎開發電源 (圖片來源:風險社會與政策研究中心,2020台灣能源情勢回顧)

在工業端,當用電吃緊時,政府需量競價機制應該更早、更謹慎地進場,讓尖峰用電得已抑制,在民生端,節電政策、設備汰舊換新的經費,都不能停下腳步。

更嚴肅地,對於台灣這個能源超過95%靠進口,但民生、工業用電卻是全世界電價前五低的國家來說,現況下的低電價曾造就部分優勢,而今在全世界講求減碳的趨勢中,無論工業或民生端,政治人物應該有勇氣謹慎討論,調整合理電價的議題。民生用電端,現況的級距落差拉大,或智慧電表加裝後的時段差距,讓以價制量的效果得以發生。而工業用電,台達電創辦人鄭崇華多年來都疾呼,電價要調漲,並表示「現在是納稅人補貼大戶,價格越便宜,大家拚命用,很不合理。」企業都敢說話了,政府更得加緊跟上。

面對事實,不依賴核電才能不缺電。

無論是否認知停電事件為缺電,台灣社會特別的是,每逢電力設備出狀況的同時,最容易引起的討論,總是近期尖峰用電都占不到10%供電量的核能。

近日停電事件中,擁核派操弄核三廠的安全問題,若以上述供電調度的比喻,核三就是個做領高薪的過氣明星球員,該要他上場的時候那邊痛、這邊痛,拖累整支球隊。這是過去依賴核電的代價!甚至,過去馬政府時期獨尊核電、丟了一堆錢蓋無用的核四,那些資源要是拿來投資其他發電設備,今天就不會陷入此困局,擁核人士非但不反省,唯一解決方式就是重啟核四,實在令人憤怒。

核四廠在短時間內根本不可能發電,無助現況解決。長時間來說,要花至少800億,在建照過期、需要重做環差、還得在蓋出符合福島後的耐震係數電廠、找零件、找廠商、安全測試等條件下,2030年前都無法發電,同時,108年監察院的調查又再次有學者證明核四蓋在斷層帶上風險極高,又無法處理核廢料。同樣的錢跟時間放在其他發電設備建設,甚至節能設備的補助,都一定有更好的效果與減輕不必要的風險。

能源政策牽涉範圍甚廣,在面對氣候變遷,全球拼減碳的架構下,台灣的能源轉型方向是正確且為了未來30年的發展得徹底執行的,排除掉危險核電與逐步降低污染的燃煤,電源的開發更該想好,除了發電外,健全的電網與智慧電表都需要有,更要搭配節電的政策與方向,讓全民理解電力系統增添應對彈性,而作為調度電力總教練的政府、台電,更應該記取教訓與損失,讓台灣有穩定與乾淨、進步的電力。

(本文為2021/05/24 刊載於報導者:不要再有下一次停電,我們該做什麼?

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