(本文經合作夥伴 上報 授權轉載,並同意 BuzzOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈夜尖峰成為供電新挑戰 趙家緯:改革備轉燈號、加速儲能設置〉。首圖來源:pixabay

【為什麼我們挑選這篇文章】

5 月台灣面臨兩次大缺電,電力供需預測失誤與儲能規劃不足等問題浮上檯面,也突顯夜尖峰負載管理的重要性,以及極端氣候對電力調度的影響。此文由台灣環境規劃協會理事長趙家緯,提出台灣目前用電的觀察,及分享國外如何節電與儲能的成功案例,並對台電提出相關管理的規劃與策略建議,提供大家思考用電的新方式。(責任編輯:陳怡君)

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5 天內發生 2 次分區限電,居家辦公電需求暴增,氣候變遷、乾旱水力發電不足

今年,台灣在 5 天內發生 2 次分區限電,讓電網系統較為脆弱、電力供需預測失誤與儲能規劃不足等問題浮上檯面,也突顯夜尖峰負載管理的重要性,以及極端氣候對電力調度的影響。未來要如何避免限電的狀況再次發生,增強電力系統穩定、擴大調度彈性已是當務之急。

電力供需預測失誤的原因,綜合專家學者的分析,與提前高溫的極端氣候情境未被納入考量、5 月曾出現數次 40 度以上高溫有關,又逢景氣復甦、本土疫情嚴峻,民眾改在居家辦公與上課,使得用電需求暴增。再加上,當時水情吃緊、水力發電不足,造成無法即時救援的窘境。

台電應將 5 月、6 月、 9 月平均氣溫內入尖峰用電量評估

就台灣環境規劃協會理事長趙家緯的觀察,氣溫是台電進行負載管理預測的重要因素,但都是以 7 月、8 月的尖峰用電量評估,並沒有分析 5 月、6 月或 9 月平均氣溫上升,可能會發生哪些情形,也沒考量乾旱問題。雖然台灣一直以來都有國家氣候變遷調適計畫的研究,卻沒有結合台電實際的營運與調度規劃,建議盡快納入,並補強到 513、517 限電的檢討。

乾旱讓水力發電無法成為備案

趙家緯也提到,經濟部原本在電力供需報告中預估,尖峰負載將從 2024 年開始以夜尖峰時段為依據。但現在夜尖峰的問題已提前 2 年發生,517 限電正是因為乾旱,讓水力發電原先的貢獻無法加以推動,導致無法妥善因應夜尖峰。

日尖峰與夜尖峰挑戰

然而,台灣過往面對尖峰負載議題,在需求面管理的規劃與策略,大多圍繞在日尖峰,例如呼籲民眾避免在下午 1 點到 3 點使用冷氣。為了因應夜尖峰的挑戰,趙家緯建議,台電住商型簡易時間電價、需量反應等制度都必須有大規模的調整,也要改革備轉容量率燈號、加速儲能系統設置,同時讓電源開發規劃納入尖峰燃氣電廠(gas peaker)。

借鏡國外,改革備轉容量率燈號

在 513、517 事件後,備轉容量率燈號若亮起供電吃緊的黃燈,就會引發大眾關注,是否又會發生限電的狀況,但根據中山大學電機工程學系教授盧展南的分析,只要尖峰備轉容量達到 250 萬瓩以上,就屬於供電正常。對此,趙家緯指出,備轉容量率燈號制定的依據已不合時宜,應盡快調整,讓燈號能實際發揮電力管理的意義,同時還可以結合具體的節電行為。

美國加州明確的民眾節電警訊通知,省下 300 萬瓩的需求幅度

趙家緯以南非、美國加州的機制為例,作為台灣改革備轉容量率燈號的參考。像南非採用電力警告(Power Alert)方式,在橙色等級時,建議民眾關閉一些非必要的耗電設備,包含滾筒式烘乾機、洗碗機、游泳池水泵浦與不必要的照明;在紅色等級時,由於降載迫在眉睫,進一步要求使用者關閉熱水器、火爐、微波爐、電熱水壺、加熱器與空調。

加州則使用民眾節電警訊通知(Flex Alert)機制,在供電吃緊時,會提醒民眾採取節電行為,像調整冷氣溫度、關閉不必要的照明、將未使用的電器電線拔掉,甚至建議將窗簾拉上,阻擋輻射熱,間接減少冷氣用電量。據統計,在 2020 年 8 月,加州藉此機制降低 100 萬至 300 萬瓩的需求幅度。

加速儲能設置,穩定電網安全

至於台灣儲能設備不足的原因,趙家緯認為,與水力發電有關。抽蓄水力機組約有250 萬瓩發電量,佔尖峰用電量 3800 萬瓩,約 7 % 左右,是目前電力系統最仰賴的救援投手,也因此台電過去認為 2050 年達到 59 萬瓩儲能量就已足夠,但從這兩次限電的經驗發現,抽蓄水力機組因乾旱沒有發揮預期功能。

「台灣儲能推動的目標應盡快提升,投資儲能對整個電網系統只有利而無害。」趙家緯說明,相較於韓國制度性的推動,台灣過去鼓勵設置儲能的力道不大,主要都是來自台電直接採購、建立,但對再生能源業者來說,同步搭配儲能的佈建,其實也能減少饋線的擴建需求。

韓國與台灣太陽光電設置與台灣差 3 倍,但孰能設置量差 30 倍

在韓國,建置太陽光電廠的同時,若搭配儲能系統整合併網,就能獲得 5 倍的再生能源憑證(Renewable Energy Certificate, REC)。這對韓國再生能源業者而言,顯然是非常大的誘因,從 2019 年的數據可以得知,台韓的光電設置量雖差距不到 3 倍,儲能設置量卻相差 30 倍之多。

台灣獨有優勢,電動機車充電站為很大的儲能設計

不過,台灣也有其他國家無法取代的優勢。趙家緯透露,電動機車充電站其實是很大的儲能設計,更是台灣獨有的特色,韓國與日本都沒有大規模的電動機車,其他機車大國多採用換電方式,台灣未來應妥善運用這些資源,讓充電站發揮儲能功能。

趙家緯也坦言,儲能畢竟不是發電機組,在電網系統中,升降載反應速度快的發電機組也很重要,其中燃氣機組是升降載速度比較快的。目前台灣規劃的燃氣機組都是大型機組,或許可以多採購一些小型機組,如尖峰燃氣電廠,可以減少投資成本與建置時間。

「電網系統要增加彈性,燃氣機組會是蠻重要的貢獻。」趙家緯表示,第三天然氣接收站設置後,燃氣機組未來在尖峰時刻供氣量都是充足的,甚至能有更靈活的調度,若再遇到 513、517 的狀況就能妥善因應。相對來講,核四的幫助就不大,核能與燃煤機組的調度彈性本來就比較差,在國際研究的分析上,這兩種機組遇到極端氣候跳機的比例更高。

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