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放眼未來 穩定供電的擘劃者

採訪、攝影/商訊文化採訪攝影團隊 協助/發電處、電力修護處、電力調度處、電源開發處、大潭發電廠、台中發電廠、興達發電廠、明潭發電廠 審查/台電月刊編輯小組
大潭發電廠廠長郭天合形容該廠的6部機組為「戰鬥機」,主要是因此種加入汽力循環的複循環運轉模式,具有可快速升、降載的優點。(圖為大潭發電廠汽輪機組)

夏天缺電,冬天也缺電,臺灣電力不能年年度小月。今年減碳,明年減碳,台電減碳需要長期擘劃。

為了建構國家供電安全的藍圖,以及達成「國家自定預期貢獻」(INDC)的國際承諾。台電對未來能源轉型已著手推動長期電源開發方案,將重點擴增燃氣複循環機組的建置外,同時也將竭盡所能開發水力發電。

10年內 機組將陸續汰舊換新

大修的工作繁複又需仔細,須將機組零件一一拆解維護後,再逐一拼裝。(圖為大潭發電廠汽機維修工作狀況)

政府在去(105)年7月訂定2025年整體國家能源配比為燃氣50%、燃煤30%及再生能源20%的目標。電源開發處處長王振勇不諱言的表示,這目標台電理當全力以赴,但其中有著相當大的挑戰及困難。

針對國家長期電源需求,電源開發處進行了未來10~15年的規劃,在再生能源方面,台電預期在民國119年時達到離岸風力1,800MW、太陽光電1,000MW、陸上風力及地熱共700MW,以及水力發電裝置容量達1,896MW的目標。

王振勇指出,根據《台電10510長期電源開發方案》規劃,台電將進行包括大潭7號至10號4部機組增建計畫,裝置容量2,880~3,168MW,此計畫已奉行政院核准,環評也已通過,新機組預定自111年7月1日起陸續商轉。

電源開發處也規劃裝置容量950~1,200MW的《高原燃氣複循環發電計畫》,此計畫已報請經濟部審核,希望能在106年4月前獲行政院核定。如果後續相關的環評、水土保持計畫都順利通過的話,新建的機組可望能在112年7月前商轉。

此外,台電已奉准於深澳火力電廠設置兩部600MW超超臨界機組,合計裝置容量1,200MW,預定於114年至115年間完工商轉;另外,台電正規劃「通霄發電廠新複循環4~6號機」、「台中發電廠複循環機組1、2號機」、「興達電廠新複循環計畫」、「協和電廠新複循環計畫」等,這些增、改建機組預定在114年起陸續完工商轉。

王振勇樂觀預期,這些計畫在民國111年至116年完成後,台電整體供電系統將遠較目前來得充裕。當然,前提是再生能源發電容量也要如期完成才行。

複循環戰鬥機 利於尖峰纏鬥

大潭發電廠位於桃園市觀音區大潭濱海工業區,是為配合國家經濟發展及紓解北部地區電力需求而興建。
大型機組拆解維修是一項浩大的工程。(圖為台中發電廠汽機檢修狀況)

依據電源開發處的規劃,有多部新增機組將自民國111年開始商轉,且至114~115年間將有大量燃氣機組加入。不過,屆時相關的天然氣卸輸儲設施也必須能跟著上來,才能使所有新增燃氣機組發揮功能。

大潭發電廠所需的天然氣,將由中油公司在毗鄰電廠處興建天然氣接收站卸收儲存,由台電自行採購天然氣、中油代操作的模式營運。此外,台電也已在基隆外海找到適當地點,將與港務公司合作興建300萬噸容量的天然氣接收站,以供未來協和發電廠改為燃氣複循環機組發電時之用。

大潭發電廠位於桃園市觀音區大潭濱海工業區,是為配合國家經濟發展及紓解北部地區電力需求而興建,目前有6部燃氣複循環機組,每部發電容量約740MW,供電量占全國11%。

所謂的燃氣複循環發電,一般是以2台或3台氣渦輪機搭配1台汽輪機系統組合的發電方式,氣渦輪機組帶動發電機發電後,再利用氣渦輪機排放的高溫熱氣,經過熱回收鍋爐產生蒸汽送入汽輪機,帶動發電機再次發電。透過複循環運轉的發電模式,可以將傳統汽力機組發電效率由44%左右提高至58%以上,目前最新的機組效率甚至可達60%以上。

大潭發電廠廠長郭天合形容該廠的6部機組為「戰鬥機」,主要是因為加入汽力循環的複循環運轉模式,具有可快速升、降載的優點。他指出,從啟動到併聯供電,只要28分鐘,可以充分滿足離峰與尖峰間的臨時調度需求,具備戰鬥機的快速反應及高空纏鬥性能,因此適合擔任發電系統的中載角色。

依據台電公司104年發購電量統計,火力發電容量占比接近70%,其中燃煤及燃氣各占約35%,而核能為16%。因此,未來增加再生能源供電部分以抑低燃煤減排的功能外,燃氣也將逐年提升至50%,以彌補核能發電的部分。

可以看出,大潭發電廠的「戰鬥機發電機組」模式,儼然成為台電能源轉型的一張王牌。

穩定供電 水力當救援投手

話峰一轉,王振勇打出了「水力」的另一張牌。他強調,由於水力是屬於再生能源,台電必須竭盡所能進行開發,以達到再生能源20%的政策目標。因此,台電將在花蓮縣萬里溪中、上游,規劃興建裝置容量49MW的萬里水力電廠外,後續也將開發20MW以上的水力電廠,如:清昌文蘭及北克萊等水力發電計畫。同時,台電也將進行小水力發電可行性評估,利用台電公司及農田水利會的既有設施,規劃興建10~15處20MW以下、0.1MW以上的小型水力發電計畫。

同時,台電也將利用灌溉水渠進行流速型發電機組的微型水力可行性評估。這類技術在國內還不成熟,國際技術雖已有商業化機組卻很昂貴,台電將邀請水利署、農委會、農田水利會、成功大學與水利產業協會一起建立測試平台,幫國內微型水利設備商做技術測試及驗證,除了幫國內相關產業生根外,也可以協助其行銷國外,發展國家微型水力的新產業。

王振勇強調,雖然水力開發的量體不大,但水力的好處在於它具備穩定性,不像風或太陽能,太陽能必須依靠太陽,風能必須依靠風,沒有太陽或風,就發不了電,而水力經堰壩調節貯存後,不但可以長期使用,也可以選擇在白天或晚上任何需要用電的時刻發電,是作為調節系統供電的最佳能源。

這一點,太陽能或風能都做不到,所以台電必須積極開發水力發電系統,同時也可達成「全國能源會議」119年2,200MW全國的目標需求。

火力規劃 重視升、降載能力

火力發電機組為因應未來必須著重低碳能源,所以大量採用複循環機組。(圖為興達發電廠的卸煤作業)

談到台電未來電源規劃的重點與原則,王振勇指出,在火力部分,因必須配合國內用電成長需求,提供用電的穩定性與可靠度,同時符合能源轉型政策,並考量到區域供需平衡的概念,也須顧及未來再生能源大量出現時,所有新設的機組都能有良好的升載、降載能力。

同時,台電為充分掌握燃料供應的自主性與彈性,以有效降低營運風險與營運成本,加上未來發電必須著重低碳能源,而燃氣複循環機組的發電效率可以達到60%以上,正符合規劃所需,所以大量採用燃氣複循環機組。

基於國家能源的安全考量,成本較低、儲量豐富也較易取得的煤炭,是不能忽視的能源。(圖為興達發電廠室內煤倉)

但是基於國家能源的安全考量,成本較低、儲量豐富也較易取得的煤炭,同樣也是不能忽視的能源。因此,台電也採用高效率的超超臨界機組,其效率可以由38~40%提升到45%以上,同時也將引進高效率的空氣品質控制系統(Air Quality Control System, AQCS),讓燃煤的空氣污染程度能夠接近燃氣排放的法規標準,以爭取地方認同,同時符合國家空氣品質的要求,這是台電規劃電源開發的最大目標與原則。

王振勇指出,即使所有增建計畫都能如期完成,還必須考量未來用電持續成長的趨勢,以及到116年前除役將近15,000MW的大型火力及核能機組等因素,節約能源的政策更需要全體國人配合力行,如採用時間電價、需量競價等負載管理等方式節電,否則光是以增加發電機組滿足用電需求,也是相當困難的事。

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