防止台灣缺電

台灣既要停止核能發電,又要達成在2025年大幅減碳的目標,但這個雙重目標能否達成,越來越受到關切。台灣幾個暫時停機的核能發電機組沒有重新啟動,因此核能發電所占比例已大幅降低,留下的空缺主要是由燃煤火力發電取代。另一方面,由於有法規和環保因素的限制,太陽能與風力發電遠遠趕不上計畫的進度。

台灣在8月15日發生大停電,全台有600多萬個家庭和商家失去電力。除了立即的效應,這次大停電也讓人更加擔心台灣的能源轉型可能進展不順,使重要的製造產業面臨風險。

台灣經濟仰賴對外貿易,而電子與機械製造業占出口額的50%,全球大廠台積電、和碩、鴻海、美光與康寧的產能都非常大。高科技製造業需要穩定的電力,即使是極為短暫的停電,都可能造成鉅額的損失。

815事故發生原因,在於台灣中油公司的承包商員工在桃園大潭發電廠區更換電源零件時,意外切斷天然氣供應。大潭發電廠是台灣全大的天然氣火力發電廠,天然氣供應雖然只中斷了兩分鐘,卻導致發電廠6部機組全部停機,結果是全台660萬個住戶與商家停電達5個多小時。

有150多家企業一共蒙受至少300萬美元的損失,但規模最大的企業大都未受停電影響,因為它們位在具有獨立電廠的科學園區,或者有自己的發電設備。

台灣在試圖大幅改變能源組合,但這次大停電讓人質疑台灣能否確保供電的穩定性與平價的電力。在815大停電之前不久,還有多起別的事故造成台灣供電吃緊,整個夏天也因為電力備轉容量逐漸降低而似乎隨時可能缺電。

已經成為法律的政府政策,是要大幅改變台灣的電力供應結構,讓台灣現有的3座核能發電廠除役,並且在2025年以前使可再生能源占發電比例的20%左右。根據計畫,天然氣的發電占比將達50%,燃煤火力發電占30%。

815大停電不僅歸咎於承包商,中油公司也有責任,因為它的管理人員當時在場,但並未遵守標準作業程序。台電公司也受到責怪,因為它未盡到督導的責任。

經濟部長李世光和中油董事長陳金德為大停電辭職以示負責,總統蔡英文也在臉書上為此事向國人道歉。

大停電發生時,台灣正遭熱浪侵襲,夏季高溫常達攝氏36度以上,根據台電數據,尖峰用電量多次超過36,000千度,台電3,742萬瓩的淨供電量幾乎全部耗盡。

近來的另外幾起事故,也影響到台灣的電力供應。民營和平電廠的輸電塔在颱風來襲時被吹倒,這座裝置容量達130萬瓩的燃煤火力發電廠,從7月底有好幾個星期無法供電,台灣的總發電量因此減少近4%。台中火力發電廠7號機跳電,也使得發電總量暫時減少約1.5%。

在815大停電之前的幾個星期,停電與用電吃緊的情況相當頻繁,連行政院大樓也在815之前的一個星期發生跳電。

Grid connectivity is a major concern with distributed renewable energy. Photo: Timothy Ferry

政府有關電力供應無虞的談話顯得空洞。在815大停電次日,行政院長林全對媒體表示:「台灣沒有電力不足的問題。」他說,大停電的原因是人為疏失以及供電系統穩定性的問題。

參與台灣化石燃料發電的一家工程公司主管說,台灣政府的態度是:「如果我們有0.1萬瓩的備轉容量,就不算缺電。如果不是負的,那就是正的。」他說:「這就是問題所在!」

在大停電發生之後,蔡總統再次強調廢核並以再生能源取代核能發電的決心。她在臉書上說:「現在政府推動分散式的綠能發電,就是要避免單一電廠事故就影響全國供電。」她說:「我們的政策方向不會改變,今天的事件只會讓我們的決心更堅定。」

備轉容量

台電8月有好幾天的備轉容量率降到2%以下的新低。新任行政院長賴清德上任後,政府現在的目標是努力在明年使備轉容量率回升到7.5%,到2025年升到15%,方法是加速好幾座發電廠的興建工程。

供電系統的「備用容量」是總裝置容量減掉尖峰用量需求。台電的總裝置容量是41百萬瓩,尖峰用量需求從未超過37百萬瓩,照說台電的備用容量率應該達到10%,相當充裕,也符合國際標準。

但裝置容量是台電供電系統發電能量的總和,包括民營電廠以及因為歲修、維護或其他因素而暫停運轉的電廠。根據台電網站,台電在任一時刻所能提供的電力,也就是「系統運轉淨尖峰供電能力」比裝置容量小得多,大約為37百萬瓩。

運轉淨尖峰供電能力與裝置容量之間出現落差,主要原因在於好幾個核能發電機組未併聯發電。台電核能發電裝置容量為514.4萬瓩,約占12%,但6部核能發電機組當中,有3部因不同因素停止運轉,因此目前核能發電量僅2,845千度,在總發電量中比例不到9%。今年6月10日,核一廠已停止運轉,核二廠一號機組尚未重新啟動,核三廠又有一個機組因維修問題導致停機好幾個星期,在當下,核能發電在台灣總發電量比例僅3%。

台灣有3座現役核能發電廠,各有兩個發電機組,其中核一、核二廠在台灣北部的新北市,核三廠在南部的屏東縣。核四廠也在新北市,但未完工,而且政府已經正式撤消這個核電廠計畫。

台灣政府的政策,是要讓現役的核電機組在達到服役年限時停止運轉。核一廠兩個機組的服役期限分別是明年12月5 日和2019年7月15日。核二廠的兩個機組接著將在2021年12月27日與2023年3月14日服役期滿。核三廠的機組在2024年7月26日與2025年3月14日除役之後,台灣將達到「無核」的目標,但核電廠除役的後續工作將持續數十年,還有更長久的核廢料處理問題。

核能相關的政治爭議使得台灣廢核進程加速許多。核一廠一號機因為燃料棒事故,早在2014年就停止運轉,核二廠二號機也在2016年5月的火警之後停機。雖然這兩個機組已經過行政院原子能委員會認定可以重新啟動,但原能會把同意重啟這兩個核能機組的責任交給立法院。立法院如今由反核立場鮮明的民主進步黨及其盟友控制,迄未同意重啟。

6月3日,核一廠因輸電電塔倒塌,二號機停止運轉。這個發電機組因為廢燃料棒儲存池裝滿,原本就要在一個星期之後停機。儲存池空間已滿,表示機組無法再更換燃料棒。

核二廠一號機的廢燃料棒儲存池在去年11月裝滿,後來把裝載池改裝成廢燃料儲存池,才得以重新啟動。它在6月19日重新併聯發電,目前是北台灣唯一運轉中的核電機組。根據台電網站的資料,核二廠一號機目前發電能量達99%,核三廠兩個機組是在全速運轉。

815大停電之後,當時的行政院長林全表示,政府願考慮重啟兩個暫停運轉的核電機組。(核一廠二號機無法重新啟動,因為它的廢燃料池已經裝滿,核電機組無法更換燃料棒。)媒體引述林全的話說:「如果真的發生可預期的電力缺口,屆時他會報告立法院,將它當作電力供給的最後手段。」但台電發言人林德福說,這個情況不太可能發生。

政府為重啟核電機組設下3個條件:1. 窮盡一切方法之後,還是沒有其他非核電力來源;2. 台電必須承諾核能發電機組運轉安全無虞;3. 全民要有高度共識。

林德福說,台電做到了第二點,因為核能發電機組已通過原能會檢驗。他說:「這兩個核電機組沒有安全顧慮。」

能否達到第三個條件,也就是取得全民的共識,就比較不確定。根據台灣指標民調在8月28日公布的調查,56%受訪民眾支持重啟兩座閒置的核能發電機組,以防止電力短缺。但這項調查也顯示,67%的受訪者對於台電處理核能事故的能力缺乏信心。林德福說:「社會共識基本上是個政治議題。」

讓核電機組重新啟動,直到除役為止,可以讓台電的供電能力提高將近5%,而且核電沒有廢氣排放的問題,但這個可能性微乎其微(請參見本期另一篇文章),而且核二廠二號機與核一廠兩個發電機組都已經從台電的備轉容量來源中剔除。

燃煤發電成長比例甚於再生能源

政府雖然宣示要多採用可再生能源,但取代核能的主要是燃煤而非風力或太陽能電力。今年夏天,燃煤火力發電廠產生的電力在總發電量中所占的比例升高到40%以上,燃油火力發電的比例也有增加。天然氣火力發電也有成長,只是幅度較小,原因是接氣站與管線不足。

台灣幾乎沒有任何天然資源,有98%的初級能源仰賴進口。台灣的天然氣主要來自卡達,其次是印尼與澳洲。天然氣要在極低的溫度之下液化,用液化天然氣專用的輪船載運,送到特別的接收站卸載。台灣只有兩個夜化天然氣接收站,一個在台中,另一個在高雄的永安。第三個接收站多年前就規劃要建在桃園,但這項計畫因為環境衝擊問題多次延宕。

台灣2015年頒行的溫室氣體減量及管理法,對於減排有明確規範,但台灣近來高度倚賴燃煤發電的情況,有違政府有關減排的承諾。根據這項法律,到了2050年,台灣溫室氣體排放量要降到2005年標準的50%以下。此外,台灣依巴黎氣候協定的精神所訂定的目標,是要在2030年把原本的4億2,800萬公噸的溫室氣體排放量減半。換句話說,到了2030年,台灣的溫室氣體排放量要降到2億1,400萬公噸,比目前的排放量減少25%。

台灣進口的初級能源主要用於發電,而發電事業也是溫室氣體最大的排放者。最近燃煤發電比例增加,使得問題更形嚴重。台電目前在進行多項計畫,目的在提高備轉容量。這些計畫將大幅提升傳統化石燃料所能產生的電力。

其中一個例子是高雄大林燃煤火力發電廠新建的80萬瓩超超臨界機組。它已經超前進度,在全速運轉中。新北市林口發電廠80萬瓩的一號與二號機組也是一樣。林口電廠還有一個三號機組正在建造中。造成815大停電的大潭天然氣火力發電廠60萬瓩複循環式二號機組已在全力發電,一號機在9月底併聯發電,目前在逐步提高發電能量。

台電發言人林德福說,台電明年還有多項發電提升計畫,「新的計畫將增加發電能量,我們預測明年的電力供應情況應該比今年好」。

不過,業界人士擔心明年夏天供電吃緊時,這些新的發電能量是否可以派上用場。過去幾年,電力發展計畫在主管機關審查和興建過程中常有延誤,這就是台灣發電備轉容量偏低的原因。

台灣能源轉型的目標相當遠大,但實踐的進度不如預期。台灣目前的太陽能發電裝置容量為1百萬瓩。但依據計畫,從2016年7月到2018年的兩年當中,太陽能發電裝置容量要達到1.4百萬瓩,到目前卻僅有40萬瓩。台灣可建設太陽能發電基地的空間有限,許多理想地點已用於農業。建設離岸風場的計畫則面對當地漁民與環保團體的挑戰。台灣政府的目標是太陽能發電裝置容量在2025年達到20百萬瓩,離岸風力達到3.5百萬瓩,在當時發電比重達20%。

製造業的用電大戶對於這個目標可否達成越來越感到懷疑,業界人士表示,這樣的質疑已經在影響未來的投資計畫。

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