台灣能源轉型的長期危機及綢繆

Lin Chien-Yen

長期而言,我們面對日益嚴重的全球暖化及氣候變遷的大環境,加上疫情及經濟重大投資使得電力需求持續增加,但供應端的基載機組、再生能源及儲能系統不足或遲緩,使得未來的能源轉型有諸多風險與危機,基於對這些問題的掌握,我們得進一步改善及規劃,及提早解決、應付問題。

圖片來源:翻攝自華視新聞Youtube頻道

氣候變遷的發生

氣象局表示,今年5月創74年來平均最熱紀錄,5月平均溫度達27.8度,高於氣候平均值1.8度,台灣17個氣象站達到歷史新高。今年梅雨季溫度也達史上第二高溫,台灣13個平地測站統計均溫為28.1度,僅低於2020年28.2度,但與長期平均值26.6度相比,今年梅雨季溫度高出了1.5度。

今年用電量也成長快速,史上尖峰用電量最高前五名,全部發生在今年5到7月,分別排名第一是7月13日的3859.9萬瓩,第二是5月28日的3840.1萬瓩,第三是7月12日的3821.2萬瓩,第四是7月9日的3816.3萬瓩,第五是6月18日的3808.4萬瓩,需電量迭創高峰。

從長期的資料觀察我們可得知,當氣溫越高,無論是平均用電或尖峰用電的用電量也會越高,這樣的溫度上升所造成的用電成長,成為難以預估的新變數。台灣的夏季氣候溫暖潮濕,更增加了空調的使用需求,進而導致用電成長。

氣候變遷會使長期的氣候預測越來越失準、越嚴重,像今年異常高溫、缺水的現象,將來只會一再重演,成為新常態,對於台灣未來的能源轉型產生更大負面影響。如何強化面對「氣候變遷」所帶來的「氣候風險」,我們需要有更加彈性、韌性的能源結構,以面對此危機。

基載機組的不足

檢視我們的能源結構,今年的513及517大停電,有一關鍵原因就是用電量高於預估值,加上當時大約10%的機組正在歲修,使得供電不足。台灣因為夏季會有用電高峰的原因,本就安排5月至9月不進行機組歲修,將歲修安排在冬春季,但是在去年冬季因為台電在中南部有多部天然氣機組同時歲修,造成加速惡化了中南部空氣品質。使得台電飽受壓力與批評,導致歲修安排非常困難。

對電力供應不足及歲修安排困難的解決方法就是增加更多發電機組,使歲修能有更大的空間。對此台電選定於基隆協和電廠、桃園大潭電廠、苗栗通霄電廠、台中火力發廠及高雄興達電廠等地更新改建共18座天然氣機組,取代燃煤發電,其總容量達1556萬瓩。

除了新建新的機組外,歲修安排還有另一個需面對的問題,台灣一共有235部水力、火力及核能機組,其歲修都需要依法安排,也要考量到實際的用電情況及歲修能力,事前需準備資金、原物料零件及人力,今年原定安排有117部機組歲修,幾乎一半的機組會分階段進入歲修,對於台電及電力供應而言都是不小的考驗,須確保歲修品質又須調配人力物力,除了增加機組也應該重視工程人員的人力安排。將供電面穩定住才能避免缺電危機,透過減煤、增氣、展綠、非核,才能穩健減煤及才能保持備用容量已達15%、備轉容量率10%,保證台灣供電無虞。

再生與儲能並進

政府預計2025年太陽光電裝置容量達20GW,風力發電裝置容量則達6.9GW以上,但目前已大幅落後,其中太陽光電截至2020年底累積總裝置容量應達6.5GW,但據台電官網指出截至2021年4月完成僅6.1GW。另外2020年風力發電預計完成離岸 520 MW、陸域 814 MW,但截止2021年4月風力發電完成僅離岸128 MW、陸域 735 MW。

對此經濟部次長曾文生受訪時強調,這主要是疫情因素攪局,延宕只是一時,他對達成目標仍很有信心。但是經過513及517大停電後,人民對於再生能源發電充滿懷疑,經濟部應出面處理。距離政府規劃的2025能源轉型的期限,只剩下不到三年半的時間,如何達到20%再生能源的願景,顯然困難重重,裝置容量的落後成為了能源轉型需處理的重大議題。

據中國工程師學會會刊由台灣電力公司電力調度處處長吳進忠所撰〈大量再生能源併網的衝擊與電力調度因應策略〉一文,提及「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。」,2025年太陽光電裝置容量目標為20 GW,風力發電裝置容量目標為6.9GW,加總約為27GW,至少還需要增設2.7GW的備轉容量。

人民對於再生能源最大的疑問,就是在於其間歇性及變動性,對此要解決這個問題應該是要發展儲能系統,我們呼籲政府再生能源的規劃應該要與儲能系統的規劃並進,才是有效解決再生能源不穩定的質疑。現在的發電模式,就是發的電即發即用,所謂儲能系統就是將離峰時或是將多餘的電力儲存起來,在用電高峰時釋出,隨著再生能源規模逐年成長,儲能系統的角色勢必將越來越重要。

台電目前規劃2020年建置23MW、2022年102MW、2025年590MW的電池儲能系統。這樣的規劃是遠遠的不足夠,現階段台灣電力儲能大多由水力發電負責,目前大觀、明潭抽蓄電廠儲能能力合計約2.6 GW,但由於氣候變遷,今年初遇到了56年來最嚴重乾旱,水力發電將來能否繼續承擔儲能的責任,將會是一個大問題?目前能源局已建置台中龍井、高雄永安等光電站之儲能設備,並進行運轉測試。儲能系統之需求未來將以自建及輔助服務等兩種方式來滿足,所以回過頭來檢視2025年才建設590MW的儲能系統裝置容量,顯然太少,政府應重新制訂目標,以滿足2.7GW的備轉容量的需求,分擔風險,以應對將來的氣候變遷危機。

產業用電的大增及控管

依電力統計資料顯示,過去10年(2009年~2019年)年均成長率1.34%,2020年用電成長 2.1%,經濟部統計將已盤點的重大投資案用電需求納入計算後,預估未來2021年至2027年用電需求年成長率約2.5%,尖峰負載成長約2.3%。

長期而言,台灣的用電需求持續增加,2020年工業部門的用電為1506億度,佔用電量55.6%,為了經濟的增長,這些大企業在台灣的投資建設,政府顯然沒有說不的空間,但也因此對台灣的用電成為負擔與危機,2021年施行的《一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法》(俗稱「用電大戶」條款),規範契約容量5000kW以上用戶,必須在5年內設置契約容量10%的再生能源。

這目標顯然遠遠不足,政府預計2025年能源結構要有20%的再生能源,卻只要求用電大戶五年內只要10%的裝置容量,因此政府應該立即調整目標為20%,及將用電大戶定義門檻改為800kW以上用戶,才能符合國家整體能源的規劃。這些用電大戶都是富有的財團,應該要善盡社會責任,投資建設再生能源產業以及建置儲能設備,為政府及社會分擔用電的壓力,落實企業社會責任。

以台積電為例,據〈台積電109年度企業社會責任報告書〉,2020年台積公司使用的總能源消耗量為169 億度,其中電力約佔 95%;天然氣佔 5%;柴油則小於 0.1%。相比2020年台北市總用電量為161億度,台積電的用電量堪比一個直轄市。但我們也要肯定台積電公司,台積電也積極在全球購買再生能源,已達全公司用電量的7.6%,但仍有成長空間。

節電與電價控管

首先要求工商業大戶落實「每年節電1%」,縣市政府「每年節電2%」的目標,透過節能與增加再生能源裝置容量來改變長期用電持續上漲的趨勢。至今為止落實率不彰,應建立相關究責制度,成立中央與地方專責單位,落實節電目標。

工業用電一向都是用電大戶,節電目標應該要從用電大戶與縣市政府帶頭落實,但台灣的電價非常低廉,不僅無法達到以價制量效果,更無法反映真實供電成本,為了緩解尖峰時段用電壓力,台電目前研議的「即時電價」方案,分階段會有不同的電價標準,使用電大戶在尖峰時段更合理的用電,此政策應盡快上路才能解緩用電的壓力。

結語

持續邁向減煤、增氣、展綠、非核的能源目標,一方面針對基載機組的建設應該要持續推動,以解決用電需求,除了新建燃氣機組,也要確保燃氣機組歲修人力物力,落實夏季不歲修、冬季不惡化中南部空品的原則。

另一方面再生能源的目標也要檢討過去一年來的落後要如何追上目標,太陽光電及風力發電的裝置容量建設要強化與在地居民的溝通與協調,同時和地方縣市政府與企業界合作,多方管道加速建設。

政府應立即修正《一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法》的目標,必須在5年內設置契約容量20%的再生能源。其次針對各縣市地方政府也要制定5年內設置裝置容量20%的再生能源目標。透過公私合力、中央與地方合力的方式,解決再生能源現階段發展遲緩問題。

最後,將儲能系統建設目標應該重新檢討,儲能系統應該和再生能源視作互補的關係,彼此的建設應該同時並進,才是強化我們電力穩定的基本之策。

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