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懶人包:
- 機組跳機或降載很正常,不然我們要分備用容量跟備轉容量幹嘛。
- 機組短時間超載正常,長時間超載則可能造成損害。
- 815大停電源於廢核後應變時間太少與電源規劃錯誤。
- 能源開發計畫歸計畫,變化歸變化。
- 過去電源規劃的錯誤,將影響未來的電源開發。
近日大家心中有兩個疑問:
1. 發電機組真的有那麼容易壞嗎?新聞屢屢報導興達電廠跳機,核三蒸氣閥故障,大潭七號機解聯等,還有各式各樣的外溫高限制、運轉限制等,是台電在搞還是怎樣?
2. 到底為什麼一台機組可以一直超載,好幾部機組容量因素都破百,甚至有到107%,是當顯卡在超頻??
而事實上上述兩個問題,都可以從過去815大停電的事故報告一見端倪。
1. 815大停電簡介
下方敘述摘自行政院815停電事故行政調查專案報告。
106年8月15日16時51分,大潭電廠因天然氣供氣突然中斷,導致6部機組停機,整體電力供應瞬間減少約11.94%,全台各地因此多處停電,後執行緊急分區輪流停電措施,至 21 時 40 分正式解除。
事故前16時50分因大林新#1 機(18萬瓩 )解聯停止試俥,太陽能光電傍晚發電量自然減少 55 萬瓩,及其他因素減少 3萬瓩,供電能力降為3,684萬瓩, 實績負載為 3481萬瓩,備轉容量203萬瓩 (5.51%) 。
另當日13 時58分系統瞬時最高尖峰負載3645萬瓩,系統淨尖峰供電能力為 3760萬瓩,備轉容量為115萬瓩 (3.17%)。
下圖為815大停電前的各機組發電量:
2. 發電機組真的有那麼容易壞嗎?
從上表可以看到密密麻麻的原因影響發電,總結而言在通霄電廠跳電之前,只看傳統電力(核能和火力),就有四部機組在歲修或試運轉,40部機組因為故障、高溫、老舊等原因減載,再生能源中也有流量水位限制,風況影響,晚上沒光照等影響,事實上機組動不動就會故障跳機很正常,只是因為最近大家開始注意,才一時顯得可怕起來。
而根據天下雜誌2027電力戰役的統計:主力電廠過勞多病,通霄電廠6部機組10年跳機57次,台中電廠14部機組(10部燃煤、4部緊急柴油)10年跳機106次;而老機組搖搖欲墜,協和電廠2部10年跳機21次,興達電廠9部機組10年跳機96次,光是上面四個廠一年平均跳機近30次,這都還沒算進大潭、核能等其它也愛跳電的機組。
而機組為何那麼容易跳機?
在台電各機組發電量就說明了,機組降載、停機或跳機共有18類原因:
(1)水文限制:配合水資源局下游用水需求限制,或排洪排砂。
(2)燃料限制:發電廠年度天然氣燃料用量限制,或儲量限制。
(3)環保限制:配合環保單位年度排放限制。
(4)空污減載:因應 PM2.5 環境友善降載。
(5)環保停機(檢修):本公司因應季節性區域空氣品質不良,在評估停機後,系統仍可維持供電安全,安排環保停機(檢修)。
(6)運轉限制:發電機組輔機相關設備等故障限制。
(7)EOH限制:發電機組有效運轉時數(EOH)限制。
(8)部分歲修:複循環發電機組部分歲修。
(9)部分檢修:複循環發電機組部分檢修。
(10)部分故障:複循環發電機組部分故障。
(11)合約限制:與民營電廠合約(PPA)限制。
(12)電源線限制:發電廠電源線安全限制。
(13)機組安檢:機組依原製造廠家規定,於其運轉累計達一定時數時,須實施必要之安檢。
(14)輔機檢修:相關輔機設備功能異常必須停用檢修,以致發電出力受限。
(15)外溫高限制:因氣溫高機組出力受限。
(16)歲修逾排程:機組歲修因設備或其他因素,超過原排程工期。
(17)測試停機:機組歲、檢修後因必要測試停機或試俥機組停機。
(18)測試運轉:機組歲、檢修後運轉測試,或依規定之定期降載測試。
那麼未來機組的非預期降載或停機是否會更頻繁?絕對會,理由有二。
一是未來極端氣候會越來越嚴重,而高溫將導致機組運轉能力受限,就像電腦的性能往往受限於溫度,機組也是同樣的道理,所以可預期未來外溫高降載的情況,頻率會更高,降載幅度會更大。
二是為了彌補未來的電力缺口,政府採取了延役現有機組的做法。而對比107年與109年的電力資源供需報告,可以發現通霄電廠的兩部機組將再被延役兩年,台中電廠四部緊急柴油發電機則從除役計畫中消失。
而老舊機組本來就會因機組老舊減載,跳機次數更是遠勝年輕機組。中時報導,2016年時,有4, 50年的歷史的大林電廠一周跳機四次,更因當時供電緊迫,其中3,4,5號機必須延役,果不其然2018年蘋果日報報導,過去2年(16, 17年)夏季用電高峰時期,大林5號機都會出現狀況,甚至一次因為該機組跳機,造成台灣一度出現限電警界的紅燈。
最近一次的例子,5/20跳機的大潭7號機,就是本來2019年要退役的大潭7號機,在2017年改裝了半套要撐到2022年。
3. 為什麼發電機組發電能力可以超過100%?
如上圖所示,部分機組發電量超過額定容量因素,甚至有高達107%,的情況發生,而此現象一樣在817停電調查報告第6頁第5點有提到:
淨發電量高於裝置容量之說明:部分火力機組因配件升級、環境溫度較低、機組效能測試等因素之影響,致使淨發電量可能高於裝置容量,惟大多屬短暫性現象,亦不影響台電與民營廠之全年合約購量。
所以短時間內機組發電量超過原訂能力實屬正常,惟此處的「短暫性現象」並沒有說明多少時間內屬於短暫性現象,直觀想像電腦偶爾超頻不會有多大問題,但當礦機天天超頻運算,顯卡效能與壽命必定會受到影響。但此處亦不能分辨機組超頻的原因屬於配件升級、環境溫度低(應該不可能)、機組效能測試的哪一項,有賴台電說明。
4. 815大停電的歷史脈絡
是甚麼原因致使2017年815大停電,當天尖峰備轉容量率僅3.17%,這就要從2013年停建核四後的電力規畫開始說起。下圖一是2013年電源開發規劃,圖二是2016年電源開發規劃,只看2017年的時點,比較可以發現,少了2015年核四一號機(-135),大林新1、2號機分別從16、17年延至2018年(-80),協和1、2號機從2016延至201711月退休(+100),大林5號機從2016延至2018退休(+50),開發規劃的改變,減少了65萬瓩的發電量。
而實際上計畫是一回事,實際做的做不到又是另外一回事。通霄新1號機原定17年7月要併網,卻遲至18年2月才上線(-90);而大林電廠的延後,更不是源自單純能源規劃的改變,民報報導監察院提案糾正經濟部及台電:「台電在規劃作業過程中,對提高投資效益與公害防治,欠缺平衡及周延評估考量,導致環評審查時程延遲2年4個月;大林電廠土壤污染評估調查及檢測工作,再耽延期程6個月。台電主發電設備工程採購,也未妥擬製程品質管制規範,導致鍋爐安裝後才發現銲道瑕疵,延宕計畫期程至少1年1個月,並衍生未來發生限電之風險。另外,電廠聯外345kV輸電線路工程發生災變而停工,延誤工期3年2個月。」
綜上,因為廢核與計畫延宕,就算延役了3部機組,仍然產生了155萬瓩的發電缺口,相當於4.1%的備轉容量率。
5. 如果已知未來兩年內要缺電,能否彌補?
有困難,但並非不可能,以下是一個血淋淋的案例。
815發生前,台電自己也知道只要有一個閃失,就會跳電停電,自然也不能坐以待斃。據風傳媒報導:
「2016年備轉容量率創史上新低,未來備轉不足的情況下,於16年8月以特別預算租用日本天然氣緊急發電機組,預算初估90億元。後考量時程,改為買斷機組。最後16年11月由奇異得標,興建大潭電廠7號機,2部機組裝置容600MW。為了趕上17年6月起的用電高峰,挾供電危急的名義,在17年2月通過環評關卡,後續施工卻連連出狀況。
奇異環評過關後一直調不到機組,當時經濟部一度祭出「恐提報不良廠商」的「勸告」,才終於生出機組,仍遲至17年5月才落地,變壓器則在6月才由船運抵台。接著6月的梅雨又讓施工停擺,已確定無法準時在7月上線。錯過了729限電危機,台電才緊急宣布大潭7–1號機8月9日就能試運轉。
然而,就在眾人期待大潭終於要上線的時候,7–1號機的發電機開關斷路器卻發生異常,而未能在815停電時派上用場。斷路器全數修復還需要1個月的時間,而斷路器故障與奇異低價搶標有關。為壓低價格,要求下游包商提供『價格較低的次級品』。」
而趕工過程中,分別創下了史上最快環評紀錄和最快施工紀錄。
工商時報報導:「環保署13日召開環評大會進行審查,不到半小時就無異議火速拍板,創下台電近年在環評大會「最速紀錄」。」
蘋果日報報導:「一般建置新的燃氣機組至少約需13個月,但大潭單循環7–1號、7–2號兩部機組,從施工到併聯發電僅8至9個月,不只是美國奇異公司有史以來最快建置速度,也破了全世界燃氣新機組的建置紀錄。」
自此,7–1號在17年10月16日正式供電,7–2號機則在17年9月29日正式供電。就算創了兩項紀錄,依然救不了729限電危機,也救不了815大停電。
但故事還沒結束,為了改裝單循環機組,環評將原本2019年要退役的機組,延役至2022年,而後才要改裝成複循環機組,讓原本明年就可以提供100萬瓩發電量的7號機,要延至2024年才會上線,也就是過去電源規劃的錯誤,將牽連未來電源規劃,可謂賠了夫人又折兵。
(註:現有天然氣管線本來就還夠支援一座新機組,故與三接無關)
因篇幅過長,過去長期電源規劃的失敗,在未來將如何重蹈覆測,留在下篇再講。
6. 簡單總結結論:
- 機組跳機或降載很正常,不然我們要分備用容量跟備轉容量幹嘛。
- 機組短時間超載正常,長時間超載則可能造成損害。
- 815大停電源於廢核後應變時間太少與電源規劃錯誤。
- 能源開發計畫歸計畫,變化歸變化。
- 過去電源規劃的錯誤,將影響未來的電源開發。