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蔡中岳/不要再有下一次停電,我們該做什麼?
5月13日大停電,一間五金行在店裡架設了手電筒。(攝影/張家瑋)

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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,21世紀的台灣在一週內分區限電兩次,與過往的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。

過往筆者在能源演講時,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,上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5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。但近日兩次停電時都是綠燈,難道綠燈是個假象?

原因1:用電量超乎預期,今年5月已有3天進入史上尖峰用電前十名
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蔡中岳、停電
5月13日大停電,民眾在漆黑的店內用餐。(攝影/林彥廷)

台電多半是推估用電尖峰量,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7、8月會有更嚴峻的用電挑戰,所以在調度上,5月並不會投入所有的發電設備,有哪些機組可以歲修、哪些必須要上場,這些都是在之前排定的,臨時調度很困難。

很顯然,無論是5月13日或5月17日這兩個限電日,台電都低估了5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。

從數字上來看,5月17日至5月21日,5天就有3天進入台灣歷來單日尖峰用電量的前十名,其中5月21日搶進第三名,5月19日第四名,5月17日則是第八名,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7、8月的高峰,今年5月的尖峰用電量,更令人擔憂真正夏季來臨時會供電吃緊。

原因2:調度出問題,供電穩定燈號形同虛設

若從數字看,明明5月19日的尖峰用電,比停電的5月13日或5月17日多,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(7、8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。但殊不知對方在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,休息區的球員不是今天沒登錄、輪休調節體力,就是小傷沒養好,所以在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,歲修的機組也不可能臨時馬上發電。也就是,在最近氣候條件不變的狀態下,缺水跟酷熱的5月將會持續讓我們的供電風險提高,18、19日都有新聞指出當天下午或傍晚可能分區限電,唯一的差別,是從CD組改成EF組停電。但這兩天負責調度的台電與經濟部繃緊神經,加上部分民眾有意識的「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來減少尖峰用電,所以分區限電沒有發生。

原因3:燃煤機組意外停擺,台電又低估尖峰用電量

照經濟部目前公布的資訊,5月13日的停電事件,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%,但又因台電預估失準,尖峰用電量超過預估值近5%,所以全國400萬用電戶限電5小時。

5月17日的停電事件,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8點50分才開始50分鐘的分區限電,這跟調度很有關係。

原因4:缺水讓水力發電無法即時支援

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。

從台電每天提供的發電量圖可發現,早上的抽蓄負載(Pumping Load)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。 通常日尖峰(也就是一天用電最多的時刻)因為有太陽光電,天氣熱用電量雖然愈高、但光電發電量也愈高,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月17日停電事件中,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,10組抽蓄發電僅有不到5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。

而本來壞掉的燃煤發電機因為升降載慢,電力從午後修好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」,台灣的當務之急是?

回頭體檢兩次分區限電的議題,在個別問題上,5月13日停電中,人為疏失是現在檢討的方向,雖然有人質疑此種說法是找人背黑鍋,但輸配電設備故障讓電力供應出問題,短期因應的方法,正是重新體檢現有的輸配電基礎設施

解方1:電力基礎設施總體檢,發電、輸配電風險降至最低
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蔡中岳、停電
核二廠內的輸電設備。(攝影/林彥廷)

尤其,同樣的意外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。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月17日的停電中,不單純只有興達電廠故障的原因。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5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。

解方2:因應高溫、缺水的極端氣候,檢討備轉容量率計算方式

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5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、實則無法如以往發電的慣常水力、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,如同年初美國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。

解方3: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、汙染的舊電廠退休,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月17日的停電中,幸好有太陽光電,否則無法撐到晚上才限電。而未來3年,如同這次的夜尖峰(少了太陽後)缺電將是供電穩定的主要課題。

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布建,譬如台中新燃氣電廠,又或者桃園大潭的三接計畫。

解方4:努力抑制尖峰用電,不能任其攀升

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30.2億度電,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。

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,讓尖峰用電得以抑制。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,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,讓以價制量的效果得以發生。

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。

不依賴核電,才能不缺電

無論是否認知停電事件的原因為缺電,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,是近期尖峰用電中占不到10%供電量的核能。

近日停電事件中,擁核派重新談起核三廠的安全問題。若以上述供電調度的比喻,核三就是個坐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。過去蓋核四的資源,要是拿來投資其他發電設備,今天就不會陷入此困局,但擁核人士對於電力問題的唯一解決方式卻仍是重啟核四。

核四廠在短時間內不可能發電,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,2019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的,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汙染的燃煤。除了發電外,還需要健全的電網與智慧電表,並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。

索引
什麼是缺電?缺電燈號亮綠燈為何還停電?
「不要再有下一次停電」,台灣的當務之急是?

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