台電月刊 - 打開電力新視野

台電長期電源 開發規劃的十字路口

642期

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文/電源開發處

本公司目前是國內唯一的綜合電業,故各界皆重視本公司每年所出版的長期電源開發方案,以判斷未來電力供應是否充裕。然而,近年來國內外經濟、環境及能源情勢面臨劇烈變化,再加上未來有許多因素將影響電力供需,包括經濟景氣、異常氣候、產業結構、國際減碳趨勢、再生能源大量開發及擴大使用天然氣等能源轉型趨勢、中央完成「溫室氣體減量及管理法」之立法、地方政府依地方自治條例提出禁燒或管制生煤條例,以及電業自由化等,致本公司長期電源開發方案的角色及定位隨著外在環境的變化而面臨轉變。

一、電源開發現況

長久以來,本公司肩負著台灣供電的重責大任,定期檢討長期的用電成長需求及所需開發的電源計畫,並且以滿足政府核定的合理備用容量率作為目標,積極推動電源開發建設。隨著電力系統規模逐漸增加,要維持相同的供電品質,所需的備用容量率可逐漸降低。政府所核定的合理備用容量率目標由早先的25%、20%,於2005年降為16%、再於2012年降為現行的15%。

至2015年底,本公司電力系統中,有90.2%的裝置容量為傳統的水力、火力、核能及抽蓄水力,其餘9.8%則為再生能源。再進一步剖析再生能源的組成,其中傳統水力發電占5.1%,風力占1.6%、太陽光電占1.6%、垃圾及沼氣發電占1.5%。

換言之,本公司最熟悉也最具經驗的發電領域為傳統水力、火力及核能發電,而風力、太陽光電等間歇性再生能源,目前占比仍有限。

未來電力供應是否穩定充裕,必須考慮傳統發電方式、再生能源及用電需求等三塊拼圖,才能拼貼出一個整體的輪廓。

二、未來電力供應的三塊拼圖

拼圖1:本公司熟悉的傳統發電方式正面臨前所未有的不確定因素

我國核能發電政策在日本發生福島事件之後面臨了重大的轉變,現有三座核能發電廠採屆齡除役,然而,核一、核二廠因為用過核燃料池已滿,接續的乾式貯存計畫推動不順,作為乾式貯存替代方案的小規模國外再處理計畫預算亦遭凍結,若無法及時找出可行的應變方案,核一、核二廠將面臨提前停止運轉的困境。

龍門(核四)廠已於2015年7月1日起封存3年,依據行政院2014年4月召開國際記者會之說明,日後核四是否運轉,必須經公投決定,沒有時程表。

在傳統火力發電方面,發電量占35.7%的燃煤發電正面臨前所未有的變數。社會各界對於燃煤發電所排放的空氣污染物有著相當高的疑慮,尤其是PM2.5。雖然環保署的資料顯示,台中發電廠配合降載期間,對於中部地區空氣品質的改善有限,但本公司本於社會企業責任,已訂定實施配合環境友善降載減排機制,在空氣品質不良時期,及供電無虞之情形下,將適度降載燃煤電廠。即便如此,已有部分地方政府提出禁燒或減燒生煤之管制條例,其中台中市政府提出「台中市公私場所管制生煤及禁用石油焦自治條例」,目前正由中央部會審核中,若通過實施,則自條例公布日起4年內須減少生煤使用量40%,相當於台中電廠有4部機組無法運轉。

更嚴竣的挑戰在於,因空氣品質不良,國內大部分地區都將成為三級空氣品質管制區,未來可能由大範圍的區域總量管制,調整為較小範圍區域的總量管制,這將使未來的電源開發增添了變數。

2015年12月聯合國氣候變化綱要公約(UNFCCC)召開巴黎會議(COP21),世界180餘國依據各國國情提交各自的「國家自定預期貢獻」(INDC),並達成歷史性的巴黎協定,欲將全球平均氣溫升幅控制在低於工業化前2°C水平以內。

我國於2015年9月主動提出INDC,在達成「前瞻節電」及「核四商轉」等前提之下,明訂2030年溫室氣體排放量為2005年排放量之80%。此外,我國於2015年7月1日發布實施「溫室氣體減量及管理法」,長期減量目標為2050年溫室氣體排放量降為2005年溫室氣體排放量50%以下。

為達此目標,必須減少燃煤發電,並積極節電,擴大使用低碳及無碳能源。然而,核四的未來與INDC減碳目標緊密相關,再加上長期節電成效仍有待觀察,未來能否在供電無虞的情形下順利達成減碳目標,必須由全國各部門審慎面對及抉擇。

因此,在傳統發電方面,因受到以上種種因素的交互影響,反而成為本公司難以掌握的領域。未來再生能源的大量增加,也將反過來影響傳統發電的運轉操作模式,使得情勢更加渾沌。

拼圖2:發展中的再生能源非由本公司掌控

政府2009年公布實施「再生能源發展條例」,其用意在於鼓勵民間大量發展再生能源。本公司評估自身技術及資金能力,預計2030年再生能源發展目標為350萬瓩(不含水力),若要達成政府2015年公布之發展目標1,725萬瓩,尚需仰賴民間大量投入。

在減碳及能源自主的趨勢下,未來再生能源發展目標可能再度提升,但長期的發展目標、躉購費率及開發進度,除有併網傳輸問題待克服解決外,有關設置太陽光電及離岸風電所需之土地及海域部份,更涉及國土整體開發利用、漁業權、環境與生態保護等層面,實非本公司所能掌控。為了讓外界更容易裝設再生能源,本公司致力於創造再生能源併網的友善環境,包括2015年起推出簡明的計費方式、訂定「第三型再生能源發電設備屬屋頂型太陽光電發電設備併網工程費計費方式」,並於網站上公開各區域可併網容量等措施。

對於再生能源的發展,各界常以發電量做為替代某種特定發電方式的衡量標準,事實上,再生能源發電量充足不代表電力系統一定能夠順利運轉調度。未來當再生能源併網規模大量增加後,太陽光電及離岸風力多集中在用電負載較輕的中部及南部地區,且太陽光電發電時間集中於白天,其地點分散且間歇性發電的特色將影響傳統火力發電的運作。

舉例而言,由於現階段電池式儲能設施的成本仍高,未來白天太陽光電大量發電時,許多火力發電機組所發的電無法儲存,需以低負載的方式運轉,到了傍晚再快速升載,以因應晚上日落時的電力需求。國外已陸續出現類似的現象,稱為「鴨子曲線(Duck Curve)」,而傍晚火力發電機組大量快速升載的曲線看起來就像鴨脖子(Duck Neck)一般,此將為未來傳統火力發電的運轉操作帶來嚴竣的挑戰。

現階段政府核定之備用容量率目標15%是以傳統發電方式為基礎,為因應大量再生能源的開發,未來必須準備更多的傳統火力發電來提供「備轉容量」,這也意謂著未來15%之備用容量率水準是否足以確保供電無虞,有必要進一步探討。

拼圖3:未來用電成長情形與大環境有關

電源開發的目的是為了滿足用電的需求,而未來用電成長及用電型態的走向,受到經濟景氣、產業結構、各行業發展,以及電價、人口、氣溫與節電效果等諸多因素所影響,有著高度的不確定性。

近年來異常氣候所帶來的影響值得我們進一步關注。過去夏季尖峰用電需求大多出現在7∼8月之間,但隨著氣候異常,6月高溫屢創新高,10月秋老虎也愈加兇猛,而隨著炎熱時間的拉長,為了提供穩定電力,大型發電機組的定期檢修排程也會受到影響。

需求端的不確定性因素眾多,電業難以精確預測長遠的經濟成長及氣候變化,僅能以定期滾動檢討的方式,逐年調整電源開發的投資決策步調,盡可能以友善環境且成本最小化的方式,提供社會多元發展所需的穩定電力。

三、誰來拼拼圖?

前面所提到的三大塊拼圖中,本公司營運的電力系統未來將受到大量再生能源的影響而變得難以操控,而其餘再生能源及用電需求等兩塊拼圖則完全不在本公司掌控之中。然而,更重要的是,未來由誰來拼拼圖?

電業自由化後,我國發電業將由獨占轉為競爭,未來供電責任歸屬及制度規劃尚未明朗,此議題對於電力供需的影響有賴各界持續關注及探討。

四、本公司長期電源開發方案的定位

長遠來看,未來再生能源目標及發展情形、核能發電使用情形、國家自定預期貢獻(INDC)之減碳承諾、空氣品質管制區之總量管制情形及電業自由化等規劃及進展尚有變數,而這些議題對於電業發展、本公司角色定位及備用容量率所代表的意涵都會帶來根本性的改變。因此,本公司的長期電源開發方案僅能做為本公司電力建設投資決策的參考。

就本公司而言,短期現象是比較能掌握的,本公司將持續在網站上揭露當日及近期預估的「備轉容量率」,讓民眾能瞭解實際的供電情形。

此外,本公司目前為國內唯一的綜合電業,儘管未來需要花點時間釐清各種不確定性對於電源開發規劃的影響,但提供社會多元發展所需的穩定電力是我們的使命,因此本公司每年仍會依據內外在環境的變動,考量未來可能除役的大型發電機組及需推動的電源開發計畫,並於網站揭露,讓社會大眾瞭解本公司在電源開發上的努力。

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