缺電的計算

徐梁月
25 min readNov 5, 2021

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一、電力供需計算公式與名詞解釋

  1. 各類型發電方式之淨尖峰能力定義如下:
    (1) 火力發電淨尖峰能力=燃煤、燃油及燃氣發電機組之裝置容量-廠用電-機組老化-各種限制條件所減少之出力。
    (2) 核能發電淨尖峰能力=核能發電機組之裝置容量-廠用電-機組老化-各種限制條件所減少之出力。
    (3) 抽蓄水力淨尖峰能力=全年每日尖峰6小時發電,85%時間之可靠出力(約裝置容量×92%)。
    (4) 再生能源淨尖峰能力=
    川流式水力淨尖峰能力:裝置容量×40%
    +調整池式與水庫式水力淨尖峰能力:裝置容量×87%
    +風力發電:裝置容量×6%
    +太陽光電:約裝置容量×20%
    +地熱:裝置容量×80%
    +生質能發電裝置容量×50%
    +汽電共生(垃圾及沼氣)之尖峰保證容量
    (5) 汽電共生淨尖峰能力=汽電共生之尖峰保證容量
    (6) 核能電廠全黑起動氣渦輪機之淨尖峰能力=機組裝置容量-廠用電

2. 夜間尖峰負載計算方式:日間尖峰負載值× 95% -夜間需量管理措施。

3. 名詞解釋:

備用容量:該年度除滿足負載預測外,能夠多發出的電力。

備轉容量:並非所有機組都能同時發電,包括機組定期檢修、突發性增加之負載需求或故障等,扣除上述緣由後,當日實際可提供的發電量。

容量因素:該機組實際發電量÷該機組理論上最大發電量

二、火力發電問題

圖源: 108_109年度全國電力資源供需報告

1. 中火環評

先釐清,這裡談的是環評限制,不是都審限制。

根據環境資訊中心報導:「在台中發電廠新建2部燃氣機組環評案中,環評結果為新的燃氣機組上線後,將有四部燃煤機組改為備用,常態為兩部燃氣加六部燃煤機組運轉,而備用的四部機組啟用條件有三:必須在春夏季(4月~9月)、備轉容量低於8%、中部空品區預報AQI值低於100。三個條件同時達標時才能運轉,且最多只能啟動兩部機組。」

且據中央社報導:「此次新增承諾會限制啟動機組數超過6部的時數,每年不大於240小時,且台中發電廠最多同時運轉機組(燃煤加燃氣)不大於10部。」

用白話文翻譯,因為10部燃煤機組最多只能啟動8部,所以中火實質上退役了兩部燃煤機組,共計110萬瓩;而開了240個小時後,還要再少兩部機組110萬瓩,也就是可能五六月開完了,七八月就會少掉220萬千瓦的發電量。

2. 興達電廠

先回過頭看看106年及107年的電源開發計畫。

圖源: 106長期電源開發方案
圖源: 107全國電力資源供需報告

發現了甚麼有趣的事?

106、107年覺得2026才會蓋成的興達電廠3號機,被提前到了2025完工。難道計畫或施工樂觀,讓政府覺得可以提前完工嗎?

還真的有發生事情,工商時報報導:「興達透過燃氣機組改建,增加390萬瓩的3部燃氣複循環機組延宕9個月才通過環評,經濟部官員私下說,晚了9個月通過環評,並不代表商轉時間只延9個月,要看修正情況,目前只能盡量縮短行政流程,努力趕進度。」

厲害了我的國,環評延後九個月,還能預定提早一年完工,這不是工程奇蹟甚麼才是工程奇蹟?這邊先打上一個問號,先介紹完最後一個案例,再一併討論趕工問題。

3. 新增燃氣電源

整份計畫最迷的就是一整排的新增燃氣電源了,到底是哪些神秘的電廠,遲到現在還沒揭露真身?

焦點新聞今年七月底的報導:「台電今年初開始辦理「(民)113年商轉100萬瓩燃氣機組電力採購」招標,但流標了5次,直到第6次招標才由森霸電廠拿下。至於台電對2025到2027年共3,900MW的規劃,本社本週初向台電詢問,尚未獲得回覆。」

搞了半天,原來沒有名字的原因是連影子都還沒有啊!

沒關係,沒有影子,只要開始招標,也是有希望的吧?

抱歉,們都沒有。

中時新聞網報導:「上周台電先進行2025年150萬瓩招標,結果僅中佳電力一家投標,不符政府《採購法》3家參與規定,因此流標。台電會擇期再開二標,惟潛在民營電廠都有土地設置問題,前景不樂觀。目前唯一1家投標的容量是60萬瓩,等於2025年還少90萬瓩。且2026年釋出的120萬瓩也看不到有意願廠商,新增供電規畫能否如期,實在很令人擔心。」

而為什麼沒甚麼廠商願意投標?原來是台電美其名曰放寬IPP(民營電廠)投標門檻,環評與地方同意函可以得標後再補件,萬一得標廠商未能順利補件,則會罰款與終止合約。

自由時報報導:「業者表示,台電已釋出善意,但施工許可如果未能順利取得,業者的履約保證金、押標金等將被扣除,最多可能要罰款三、四億元,業者認為,因地方政府不同意,卻要歸責於業者身上,甚至挨罰不合理。」

事實上,民營電廠流標或招不到廠商並非短期之事2024年得標的森霸電廠,就是競逐2021 IPP2時環評卡關,多拖了三年才蓋得出電廠;而當年IPP2三度流標,如宏關電廠因環差未過,退出競標,所以才會看到108年長期電源開發方案相比107年版,2021年少了IPP2的電廠。

4. 電廠延宕?

而實際上計畫是一回事,實際做的做不到又是另外一回事。

全球管理諮詢公司麥肯錫曾在2015年的報告中指出,「大型計畫有98%成本超出預算達30%,有77%(時間)至少延誤40%」。

如果我們把時間拉長,以102、105、107、和109年電源開發規劃為基準(核四停建未列入討論),討論過去5年間(2016–2021),有哪些傳統機組工期延宕或取消,共有大林新1, 2號機通霄新1, 2, 3號機林口新3號機(僅延宕3個月,可忽略),大潭7, 8號機(102年預計今年要蓋好),民營嘉惠電廠,民營IPP2流標,五年不過安排了12部機組,就有9部機組最長延宕達三年,1部機組取消

而未來(2022–2026年以前)確定延宕或取消的機組,包括台中電廠兩部機組延宕,協和電廠一部機組延宕(其實應該是兩部,但其中一部久到不在計畫上),大潭9號機延宕,10號機取消,深澳1, 2號機取消,高原電廠取消,共4部機組延宕最長2年,4部機組取消

延宕的原因百百種,以大林電廠為例:

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。」

5. 電廠趕工?

假設克服了延宕的種種可能,如果把細節做到最好,有沒有機會提早完工?

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。

6. 電廠延役?

既有的電廠延役,有沒有戲?一樣很難。

先來盤點2025年前會退役的電廠是否有延役可能。

興達電廠的除役計畫被寫入未來興達二期燃氣電廠擴建的環評中,甚至沒退役的3、4號機,也被要求轉為備用機組,只有備轉容量率低於8%才能開啟,亦即如果要延役,還要重做環差,這樣不但三號機趕不上2025發電,一、二號機可能也凶多吉少。

通霄電廠更是沒門,因為通霄電廠二期採取先拆後建的方法,也就是拆掉舊機組的空地蓋新機組,所以如果舊機組不退役,連新機組都無法動工。

協和電廠如果去年提還有可能,去年蘇貞昌就曾拋出協和電廠3、4號機延役兩年的構想,卻引發基隆全體上下反彈,而今年11月已經開始跑協和電廠更新改建的環評了,包含拆除既有4部燃油機組,改建2部燃氣複循環機組及附屬設施;填海造地18.6公頃,並興建防波堤及LNG卸收碼頭,也就是外界俗稱的填海造陸版四接案。而就連這個版本的環評初審都沒過了,殊難想像燃油機組延役版的四接要怎麼過環評。

最後只剩麥寮了。然而中國時報報導:「台塑本身的意願,陳寶郎認為,燃煤發電已經被汙名化,如果一延再延,可能被攻擊。未來麥電以及六輕廠內供電朝向天然氣發電,減少空汙與二氧化碳排放是既定方向,現在目標沒有變。」。麥寮電廠屬民營電廠,延役與否的決定權在企業手上,殊難想像企業會不顧形象,延役老舊燃煤機組,替政府扛下社會的攻擊。

所以要準備的電廠盤點完了,沒半個能延役,嗚呼哀哉。

退一步來講,就算真的硬要延役,也不代表能成功。

首先,延役需要通過環差審查,而環差必須給出相應降低環境傷害的承諾,如當年大林電廠延役案,環差承諾為「為抵減5號機這段期間所增加NOx排放總量,將藉由新1、新2機及既有6號機NOx污染改善或減量措施以為因應。」

另外,有了承諾也不代表必然會通過,如大潭電廠七號機延役環差案,就曾發生臨時在審查會要求再延役一年,引發委員不滿,要求台電補充資料後再審

綜上,延役一途窒礙難行,恐難成為解方。

三、太陽能發電問題

太陽能發電的部份,2019年初,台大風險中心研究員趙家緯在「打造新電力系統 — 彈性且永續的轉型展望」一文中,提到:「依據台電公佈的統計表,臺灣已裝設完成的太陽光電裝置容量已達到2.6GW,而施工中與獲准施工的太陽光電案場裝置容量亦已達到4GW以上。依據此趨勢,2019年底時,太陽光電裝置量可達到6.6GW以上,提前達成原定2020年時6.5GW的設置目標。

在該中心2020年初的「2019臺灣能源情勢回顧」一文中,提到:「2019年新增併網容量僅達1.4GW。但另一方面,2019年同意備案核准總裝置容量共計為2.2GW,依此趨勢,應可達到2020年太陽光電設置量達到6.5GW的短期目標(能源局)。」

2020年底環境資訊中心報導:「對於年底能否達到太陽光電6.5GW達標計畫,經濟部長王美花今(28)日於立法院經濟委員會中坦言,「會差一點點」,但明年1、2月就會超過許多。」

年五月Ettoday的報導:「經濟部長王美花今(5)日表示,近年再生能源發電成長將近19%,太陽光電6.5 GW目標預計第二季達陣

這是今天的台電各機組發電量公營民營太陽電廠加一加,6.4GW,說好的6.5GW,延了快一年,還達不到目標併聯量,難怪太陽光電產業協會會說,即使10個綠能陳時中也是不可能達到20GW,可能連10GW都到不了

註:蔡英文於10/23採訪中提到的7GW為設置量,而非併聯發電量。

(台電官網, 2021)

是甚麼問題造成太陽能發電建置量嚴重落後?

  1. 土地持份問題、地主意願

監察院2019年的調查報告指出:「經濟部即據以規劃設置目標容量為5,585MW。然農委會卻指上開土地均為私有 土地,因持分複雜不易取得共識,復考量地主設置意願等因素,該會爰合理推估目標容量僅為1,098MW, 明顯與經濟部規劃容量存有鉅幅落差,案經農委會多 次函知經濟部,並未獲正視採納。再依農業綠能迄今 之推動情形,地面型漁電共生及農電共生尚處於初步 詴驗階段,仍待進一步驗證,復涉及地主、農業承租 戶、養殖經營者及光電業者間之利益分配問題,政府 亦應衡帄考量所涉利害關係人間之權益,以務實推動 農業綠能計畫。」

2. 土地實際使用狀況

根據康陳剛、董容慈兩位記者的報導:「天泰能源股份有限公司總經理陳坤宏談到,墳墓、土地公廟、土堤、小倉庫等,都成了綠能專區上的「不速之客」。在容許使用辦法中,這18區土地仍屬於一般農牧地,不應出現與農業無關的違法建物。如果要在此申請發展綠能設施,必須首先拆除土地上的違法建物。雖然上述的地上物都屬非法存在,卻不易移除。「小倉庫拆掉就好,但祖墳呢?地主怎麼可能願意遷。」陳坤宏說。當土地租用牽扯到風俗民情,就很難用「依法行政」簡單帶過。一聽到要遷墓,許多地主嚇得反悔,再也不願將土地出租綠能業者使用。這樣的個案不算少數,身為台灣市佔率前三大的天泰能源,就因為祖墳問題有數個案場卡關。陳坤宏表示,目前天泰遇到的土地問題裡,非法祖墳為最大宗,大約1000筆地號中有7、80件,已因為祖墳卡關半年。而卡關的土地面積,佔天泰總發展面積的一成。」

3. 在地居民抗議

諸如自由時報報導:「鯉魚潭水庫管理中心規劃於水庫位於大湖鄉新開村、網形文化遺址附近2公頃大湖面,租用給廠商設置太陽能板,但因事先未知會地方,引起地方不滿,直指重大工程地方竟毫不知情,居民更痛批得到的回應竟是「2公頃不大、忘了通知」,更讓居民火大。」

又或是好房網報導:「林口興林路與興林路221巷口,原本是一塊綠油油的土地,如今成為一整塊黃土地,原來是有業者要將該私有地,打造成太陽能發電廠,附近住戶則拉起布條抗議,寫著「反對住宅區種電」。 新北經發局長何怡明說,根據規定,太陽能等再生能源設施免實施環境影響評估,但此案在第一種住宅區,附近皆為住宅,已要求業者先停工,29日也會發公文給業者,未來若繼續施工,將研擬相關行政裁罰。」

4. 行政規範/法規限制

遠見的專文詳細整理了數種規範上的阻礙:

「2020年7月7日,農委會修正相關規定,不同意兩公頃以下的農地變更地目種電,使地面型光電開發嚴重受阻,稱為「光電七七事變」。」

而依據農委會統計,截至2020年7月,2公頃以下的核准裝置容量達386.82MW(百萬瓦)、占比51%,在新法施行後,除了在7月底前拿到台電併審的舊案外,這扇大門已確定關上。

「農委會為避免「假養殖、真種電」,規定漁電共生專區必須取得地主與養殖業者同意,室外魚塭的太陽能板遮蔽率至多四成,種電後也必須維持養殖,保持原先七成以上的漁獲量,否則撤照。養殖業不確定風險高,讓投資業者縮手。」

5. 流程繁複、窒礙難行

一樣是遠見的報導

「能源局管電業、農委會管農地,內政部管土地變更,行政流程多頭馬車。加上生態、社區、農漁民等各種「綠色衝突」,加重地面光電阻力。」

「政府調高屋頂型光電占比,但架設太陽光電的屋頂,需具備饋線、建物結構與合法性等條件,一般畜舍沒饋線就得排隊等,耗時至少一年。」

又或是更生日報報導:「行政院東服中心副執行長郭應義表示,據能源局統計,花蓮縣內太陽能申請案件卡關估計至少五十件,主要就是縣府將地方政府支持意見交給鄉鎮公所來決定,鄉鎮公所回函內容又不明確表示支持或不支持,導致申請案遭縣府退件。」

6. 疫情影響

今年受到疫情衝擊、以及太陽能材料成本上揚,太陽能建置進度大受衝擊,包含太陽能模組廠聯合再生、元晶、茂迪等也發出聯合聲明,盼經濟部能調升躉購費率。

而經濟部也在 10月決議太陽能設置案件在 2019~2021 年取得同意備案,在費率寬限期內且於今年 10~12 月完工者,每度電外加費率 0.2245 元,降低疫情的衝擊。

最後,講計算公式問題。台電計算太陽光電為裝置容量×20%,然而莫名其妙的是,夏天正中午太陽極大,甚至可以達到35%~45%的水準,計算上一增一減下,反而中午的太陽能發電量通常沒有少算,只能說歪打正著。

四、風力發電問題

天下雜誌的專題:「繼續缺電?說好這兩年新增近300支離岸風機發電,為何掛零?」,極詳盡地羅列了風力發電的所有問題,以下僅摘錄重點部分,揉和其他幾篇報導。

風力發電的目標預計2025年要累計5.7GW裝置容量。然而去年與今年規劃要完成291支離岸風機加入發電行列,能為台灣帶來近3GW裝置容量,完成數卻仍掛零

至今已順利併網的離岸風電,只有2019年完工的22支(苗栗128MW海洋風場)。進度停在2年前的達成率7.5%,處於嚴重落後的狀態

詳細來看,例如在2020年完成50%風機安裝或100%水下基礎的允能風場及海能風場,可能要遞延至2022年才會完工,恐怕間接排擠後續風場建設。

而有幾點原因:

  1. 疫情影響

因應疫情,台灣從2020三月開始嚴格管制入出境,但施工團隊有許多外籍人員,入出境、上下船都要特別申請核准。

沃旭能源台灣總經理汪欣潔就說,尤其當進入第3級警戒,國外施工團隊沒有居留證,就會無法下船,無法定期做船員更替。

一位歐洲海事工程公司台籍主管透露,船員換班要事先向疾管局專案申請,但不知道幾天會核准,曾經等待10多天。

同時疫情的影響也難以估計,例如負責台電離岸示範風場一期的台電營建處處長張劉國,6月中才說7月底能併聯110MW的風場,理論上一個月尺度的浴廁應該較精準,卻仍拖到8月底才初始併聯,足以顯見面對疫情對工期的影響缺乏經驗,難以掌握。

疫情的影響不僅限於進度延宕,更會導致成本增加,降低後續廠商入場意願。

能源業者王雲怡說,「整個工程的延宕,就會造成這個整個成本大幅的增加,成本大概增加了40%。」

能源局也表示,若(海能)後續水下基礎設置進度延誤、導致違約,經濟部將依行政契約規定辦理,按逾期月數每月扣減8%保證金,得連續裁罰12個月,最重可就業者逾期期間,改採迴避成本躉購其生產電力。

2. 零組件延遲交貨

中鋼旗下的興達海基,負責沃旭能源管架式水下基礎的訂單,原本預計2020此時要交出第一座,生產進度卻不理想,延宕至2021年第3季交貨,原訂56座水下基礎訂單也被砍至18座。

3. 在地居民抗議

以達德的雲林允能風場為例,原訂進度是去年要蓋好40座風機,儘管全部硬體包括風機、單樁等都已到位預備著,但去年夏天遭遇漁民抗爭,再加上負責水下基礎安裝的東南亞公司進度延遲,甚至有數十艘歐洲調來的工作船與300多人施工團隊,在雲林枯等近1年,目前只裝好4支風機。

相關延誤導致風場專案公司成本暴增34%,資金缺口高達200億台幣,瀕臨破產。經濟部只能重改遊戲規則,有條件同意釋股,引進法資道達爾能源集團才解決資金問題,卻也埋下未來其他外商可能群起效尤的可能性

4. 環境問題

以海龍二號離岸風力發電計畫為例,環保署今年10月審查環差案,卻因為打樁處噪音達160分貝,傳到沿岸可能還有100分貝,直言「白海豚都嚇死了」。本案決議補充修正後再審。

除此之外,台灣海峽先天上每年適合施工的期間比歐洲短,海象也極具挑戰性,自會拖延施工進度

而除此之外,風力發電本身預測困難,難以列入穩定的電力規劃,據焦點事件報導:513大停電時,台電表示風力發電比預測值少25萬瓩。乍聽之下25萬瓩好像很少,連1%都不到,但誇張的點是,據PTT網友的截圖,513大停電前風力發電僅有7.7萬瓩,意思是原本預估的33萬瓩只發出了不到1/4的電,你這樣要大家怎麼相信2025年6.7GW的風力發電啊…

(PTT鄉民adam0716, 2021)

但我也沒有完全怪台電負責預測的人啦,下圖摘自Gordoncheng’s Blog,給大家看看精美的風力發電曲線圖,在現階段尚未建成大規模風場的情況下,確實預測時有落差,有待未來有更大量的數據,才能提升預測精準度。

(Gordon Cheng, 2013)

五、抽蓄發電問題

抽蓄發電的部份,先談水情影響。焦點事件報導:「經濟部今天(5/14)說明513停電事故的初步調查,台電證實,受水情影響,減損發電能力的水力發電,也被放入備轉之列。如此,備轉的電量沒有表面上多。」

而實際上513大停電時,抽蓄發電僅供給了51萬瓩的電量,甚至連容量因素的20%都不到

然而除了缺水,本身計算抽蓄發電供電能力的公式也是大錯特錯。其公式為:

抽蓄水力淨尖峰能力=全年每日尖峰6小時發電,85%時間之可靠出力(約裝置容量×92%)。

然而檢視台電簡明月報夏季的抽蓄發電最大出力值,110年7月為49%、66%108年7月為56%、53%,107年7月為67%、83%110年8月為57%、62%108年8月為39%、54%,107年8月為62%、57%,(有兩組抽蓄,故兩組數值,109年電力充足,故不列入計算),107、108年分別有104天、29天備轉低於6%,更曾發生815大停電,在沒有旱災且缺電危機的情況下,用電尖峰的最大出力值也從來沒有達到台電算式中的92%過,平均僅為59%,甚至此處選用的是每月最大值,實際情況可能更低。此一情形已不單單是缺水的問題,而是實實在在的備轉膨風啊。

六、儲能設備問題

儲能電池的部份,儲能系統意旨將離峰時發的電存起來,尖峰或出力變動太大時釋出,以維穩電網及供電。

而依據現任台電電力調度處處長吳進忠,所撰寫的大量再生能源併網的衝擊
與電力調度因應策略一文中提到:「依據台電公司委託美國電力研究院(EPRI)之研究結果,因應大量再生能源併網需額外準備再生能源裝置容量10%之備轉容量。」,而能源局統計,截至今年2月份,全台再生能源裝置容量為9.57GW(957萬瓩),2025年時會達到27GW以上,換言之現在應該要有95.7萬瓩(957MW)的儲能系統,2025年應有270萬瓩(2700MW)的儲能系統。

那我們厲害的台電幫我們準備了多少呢?5月兩次大停電前,預計2020年23MW(理想值3%),2025年590MW(理想值20%)。

而在513大停電後檢討報告出爐,台電總經理鍾炳利坦言,經過痛苦教訓後,(2025)對儲能的規劃量增至1GW(理想值37%),估計可多撐兩至四個小時,難怪天黑了就沒電啊,終於懂了: )

規劃量都這麼少了,有機會達到嗎?

創揚科技總經理李泰安表示:「部份業者悲觀認為,在沒有明確政策誘因下,台電可能無意做大幅度改變,除非經濟部下達指令,能源局積極要求,台電才可能加快改變;以目前進度來看,儲能建置需求量恐怕至2023年都難以實現。」

除了政策層面上,技術層面上也有障礙。2020發表的「大型儲能系統的規劃與應用」一文中提到:「目前這些示範案場工程的進展仍有部份延宕,其原因在於電池產業對電力系統並不瞭解,缺乏專業技師的整合;也未認真看待, 將數量龐大的電池整合成電池櫃是一門專業的技術,這是與電池的生產技術無關的。」

天宇(8171)也認為今年產業變數多,包括電池芯缺料漲價,須用現金購料,以及船運缺櫃問題都是挑戰,因此出貨與營收表現尚待觀察。

其實台灣儲能最大的問題是2019年才起步,根本沒多少經驗與研究,會面臨甚麼問題也不清楚,甚至其他國家主要面對的問題,如火災與爆炸,也都因時間太短尚未發生,前路茫茫,挑戰重重。

7. 計算誤差

就算所有再生能源如期蓋好,台電對風光發電的發電量也過於樂觀。

2018年台灣能源期刊研究指出,台電預估的再生能源裝置容量因素過於樂觀,若納入日照、風向、鋪設策略、太陽能板品質等因素,原先預估的617億度發電量,只剩下538億度,也就是就算所有再生能源如期蓋好,也順利併網,依然多估了15%的再生能源發電量

8. 用電預測失準

上圖是過去台灣人民對用電預測的印象,政府總是高估電力需求。然而上述的情況再現在已經不復存在。

2020用電量最高達到3802萬瓩,而107年電力資源供需報告中預測最高用電量僅3,792萬瓩,相差0.3%;2021用電量最高達到3884.4萬瓩,109年電力資源供需報告中預測最高用電量僅3,831萬瓩,相差1.4%

而預測屢屢低估的原因,包含台商回流,高科技產業用電增加,及極端氣候讓用電量難以預測等。

9. 缺電的標準

經濟部電力可靠度審議會訂定備用容量須維持15%之標準,而法定備轉容量為10%

2017年報告大潭電廠停電事件時,林全表示,依照台電提供的數據以及過去的歷史經驗,備轉容量率維持7.2%就可以應付所有危機,但林全強調,7.2%是「下限」,備轉容量最好在7.2%以上。

台電月刊則寫到:「依據台電經驗,當備用容量率降至10%,因備轉容量率會更低,就有限電風險;備用容量率降至7.4%,限電恐將無法避免。」

而在「我國缺電風險評估及風險管控對策之研究」中,研究結果為台電公司定義備轉容量率低於 10%以下為供電吃緊,低於 6%以 下為供電警戒,系統限電機率增 加,因此,若訂在 4%標準下,我們電力系統只要發生複合型的事件 (N-1 或 N-2 準則)系統就會斷電或崩潰

而年初時中時新聞也報導:「政府樂觀看2025年備用容量率有17.1%,即每日備轉容量率有11.1%以上。」

整理上述資訊,備轉容量率通常為備用容量率減5–6%,而當備轉如量率最低不能低於4%,否則隨時有斷電風險。

而這樣的推斷也很合理,現在及未來主要架設的燃氣機組如興達、台中、協和、大潭電廠,每一部機組都是130萬瓩左右,佔備轉容量率三點多趴,也因此當備轉容量率低於4%時,只要有一部機組臨時故障就會跳電;而備轉容量率低於7%時,系統性(兩部以上)機組跳機即會跳電。

10. 那我們到底有多少電?

這是計算過程,一個數字一個數字解釋。

火力發電部份:

中火環評燃煤限制,少兩部機組共110萬瓩;2025民營燃氣高機率延宕,少150萬瓩;興達3號機高機率延宕,少130萬瓩。共計短少390萬瓩。

抽蓄發電部份:

現有公式:裝置容量260萬瓩×容量因素0.92=239萬瓩

實際情況:裝置容量260萬瓩×平均最大出力值0.59=153.4萬瓩

短少約86萬瓩

太陽能發電部份:

現有公式:裝置容量2000萬瓩×容量因素0.2=400萬瓩

實際情況:白天約1000萬瓩×容量因素0.35~0.45=350~450萬瓩;晚上沒有太陽,故為0。

風力發電、儲能系統、計算誤差、預測失準等,雖然都有提出問題,但因為有些明確數據,有些沒有深入研究,因此不納入計算,大家只要記得還有很多原因可能導致發電量更少就好。

109年全國電力資源供需報告中的預估值:

白天淨尖峰能力為5013萬瓩(夜間4613萬瓩+400萬瓩),白天尖峰負載為4153萬瓩(夜間3945萬瓩÷0.95)。

夜間淨尖峰能力為4613萬瓩,夜間尖峰負載為3945萬瓩。

實際情況:

日間實際淨尖峰能力:5013-390(火力)-86(抽蓄)=4537萬瓩

日間備用容量率9.2%,備轉容量率3.2~4.2%

夜間實際淨尖峰能力:4613-390(火力)-86(抽蓄)=4137萬瓩

夜間備用容量率4.8%,備轉容量率-1.2%~-0.2%

到這一步還沒算完,因為抽蓄發電只能運轉6小時,然而可參考下圖,用電尖峰時刻從11點一路延伸到接近21點,在以往可以只開中午尖峰時刻,但現在從白天到晚上都會缺電,因此只能選擇其中一部分時間運轉,亦即日間或夜間需則一減去抽蓄發電的153萬瓩,約3.8%。

一則以憂,一則以喜,儲能設備可供電2~4小時,可以選擇日間或夜間則依分配100萬瓩,約2.5%。

而其餘的需量反應措施,智慧電錶運用等,原台電計畫已列入考量。

將抽蓄發電停機時間分配給白天,儲能系統分配給夜間後,日間備轉容量率約為-0.5%~0.5%,夜間備轉容量約為1.3%~2.3%,此一結果已非缺電能形容了,甚至可能進入分區輪流限電的地步。

除此之外,與三接相關的大潭電廠8、9號機220萬瓩未列入討論,若扣除此二部機組,則日間備轉容量率為-5.8%~-4.8%,夜間備轉容量率為-4.3%~-3.3%

但是但是,我也不排除因為其他燃氣發電機組上不了線,所以有多的天然氣可以分給大潭8、9號機的可能,畢竟也沒人研究?所以此處打上一個問號。

最後,本篇假設所有電力供給都沒有大問題,但當然事實不會是這樣,下一篇會加入老舊電廠跳電,天然氣供氣問題,再生能源併網困難等,進一步討論。

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