2016/12/05
經濟部能源局
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撰文／鍾嘉雯
受訪／台電公司電力調度處 吳進忠副處長
資料、圖片提供／台電公司
高溫、機組歲修、核能停機，我國今年（2016）電力系統的備轉容量率，常常見到「供電警戒」的橘燈、甚至是「限電警戒」的紅燈！如何維持電力安全穩定？本期專訪台電公司電力調度處吳進忠副處長，一一向您道來。
今年5月31日，天氣異常炎熱，臺北地區溫度高達37.3˚C，臺中火力電廠6號機的破管意外，造成供電瞬間減少55萬瓩，原本排定歲修完成的大觀抽蓄水力2號機再度延期，更讓當天的備轉容量雪上加霜，僅剩56.42萬瓩，備轉容量率1.64％，就只差那麼一步，全臺就要進入「限電準備」的黑燈緊急狀況！
7月28日，全臺高溫接連突破38˚C，臺北市及新北市板橋區在中午左右都出現38.5˚C、38.3˚C之高溫，瞬時尖峰負載達到系統歷年最高：3,619.9萬瓩，而歷年來全臺用電尖峰的前10名中，有9名都在今年6、7月創下。
已入秋的10月19日，天氣仍有暑熱，備轉容量再破10月新低，低於90萬瓩的限電警戒區，也是史上第1次非夏季出現紅燈警戒。
缺電、限電，是臺灣目前面對的危機。但為什麼會發生？我們該如何因應？
供電不足原因多，氣候變遷是首因
今年5月、6月用電破紀錄、甚至是百年首見的天氣高溫，讓用電需求往上直升，溫度一高，空調用電的需求就增加。用電需求的增加並非線性的，台電公司電力調度處吳進忠副處長說明，「當天氣溫度上升到某一臨界值後，會產生累積效應，就像你冷氣一開，在降溫之前是不會關的。均溫30˚C以下，升高1˚C，用電成長可能是30萬、40萬瓩；但均溫35˚C以上，同樣升高1˚C，用電負載就會增加約50萬、60萬瓩。」
今年不只是5、6月，7月、8月、10月，溫度都是偏高，可以說今年的夏季，很長很長。
高溫影響的不僅是需求增加，供給面也連帶受到影響。怎麼說呢？「天然氣發電會受到環境溫度的影響。燃氣複循環機組的運作方式是將空氣吸收後，再進行壓縮作功，環境溫度高於34˚C時，空氣體積膨脹密度降低，機組吸入固定體積但質量降低的空氣，就發不了滿載。」吳副處長解釋。
除了天然氣複循環機組無法滿載外，火力發電機組一般是將低溫鍋爐飼水轉為高溫水蒸汽，推動汽渦輪機帶動發電機發電，再使用海水循環冷卻相關輔機設備，當海水溫度隨著環境溫度升高時，其冷卻能力也受到影響，也使得機組效率降低無法滿載。
供給面不足，機組大缺口是主因
到了高溫的季節，需求增加，供給能力反而降低，造成了今年多次備轉容量低於6％的「供電警戒」橘燈危機，但供給的不足，主因來自供給面的缺口：一是新機組延宕來不及併聯商轉，二來連帶影響老舊機組必須延後除役，以致機組可靠度及發電能力下降，三是部分核能機組已檢修完成卻無法併聯運轉。
如大林電廠的1 號機新機組開發有些遲延，趕不及併聯；水力發電面臨3、4月的枯水期，水庫水位過低，降雨不理想時運用相對保守。在此情形下，應退休的老舊機組只能勉強上場應援，不過運轉超過40年的機組效率衰減，電力無法滿載，機組運轉40幾年，很多關鍵配件連備品都找不到，再努力維護也有限度，如大林電廠3號、4號機滿載應是37萬5千瓩，但因機組老化，只能打個8折，用盡全力也只能發30萬瓩。10月時，大林電廠5號機也因老化問題連續跳機4次。
另外，去年（2015）核一廠的1號機因燃料把手鬆脫，預定去年初（1月14日）完成的歲修延期，一延便停機至今；核二廠2號機則是在今年歲修完併聯測試時發電機跳脫而停機解聯，至今亦無法重新併聯。這兩號機組就占了近160萬瓩的基載電力，將近5％備轉容量！除此之外，《空氣污染防制法》規定燃氣複循環機組每年的氮氧化合物（NOx）排放上限，也限制了機組滿載的狀況。
在機組安排上，最重要的仍是歲修的考驗。發電機組的運轉都是高溫、高壓、高速，在全力運轉後，固定會有一個維護週期，也就是歲修，過去台電公司安排從10月1日起歲修到隔年的6月30日，而只要開始進行，就要到歲修完成才能重新併聯發電。「夏季提前在5、6月到來，其實是風險較高的時段，因為歲修收尾階段，機組必須完成歲修後才能併聯，供電調度就會吃緊。」吳進忠副處長說。
供給面調整：技術存量都補足
面對極端氣候的挑戰與機組缺口，台電公司並未坐以待斃。過去幾年系統備轉容量比較充裕，台電公司的機組歲修排程已從「10月1日～5月31日」（8個月）放寬至「9月16日～6月15日」（9個月），即機組歲修排程的時間由8個月展延至9個月，但這兩年的炎熱5月，讓台電公司再度調整機組歲修排程計畫。「原則上我們會動態檢討，不過目前預計會調整為10月1日大修至隔年5月20日，因為夏天一直有提前的趨勢。」吳副處長表示，因應歲修時程縮短，也需要很多的配套措施，一方面引進新的工法，將某些關鍵零組件的處理改為整組更換（roll-in roll-out），抽出的零組件再慢慢修理，縮短大修的工期；在非核心項目讓素質佳的協力廠商來處理，提升品質。
電力供給的調整需要很多配套，如充足的備品與人力、機組安全與成本問題，與台電公司動態檢討與規劃的執行力。如10月的天氣仍是持續高溫，台電公司就需要動態調整，安排機組遲延幾天再開始進行歲修，以度過供電緊繃的時期，但歲修的調整不能延期太久，一方面有安全上的顧慮，另一方面也需要考量前來指導維修的國外技師之行程與成本。另外，台電公司因應夏季提前的氣候，原訂每半年一次的歲修協調會，也改為每季一次，盡量納入所有變數，讓電源可以更穩定、安全地供應。
在燃料供給端，台電公司則協請台灣中油公司提高天然氣的安全存量。燃煤由台電公司自行採購，安全存量在30天以上，燃料油是中油公司供應，這兩者基本上都沒有問題。不過我國天然氣是船運進口，變數較多。天然氣由於排碳量較低，也是目前主要的發電機組，但天然氣由船運進口，會受到氣候的影響，在海上若遇颱風便需避風，臺灣有颱風也無法靠港卸收，冬天的強勁東北季風，也可能影響天然氣船的卸收。而1艘船運量是6萬公噸，一到夏天，台電1天就要用掉4萬多公噸用來發電！不計其他使用量，3天就要2艘船，還不能受氣候影響。天然氣的儲槽容量也僅有30幾萬公噸，存量不大。吳副處長一一點出天然氣的重要性與隱憂，但也從中看到政府的努力，北部開發天然氣第3接收站，未來台電公司也擬爭取再蓋第4接收站，讓燃料供應可以更加穩定。
需求面調整：需量競價、用電管理，供給不能無限上綱
在精進歲修配套、排程，增加燃料安全存量之外，還有沒有什麼能做的呢？吳副處長認為，「未來的趨勢都是在需求面管理，電力不可能無限供給，還是要在需求面有效運用能源。」
從去年（2015）開始，台電公司試行需量競價，在需量競價平臺上開放用戶申請，只要是抑低契約容量50瓩以上之高壓用戶皆可申請，如「經濟型方案」為每天自行報價，以虛擬機組的方式和台電機組競比，若報價比台電機組的邊際價格便宜即可得標，得標用戶隔日要抑低用電2小時或4小時，抑低的部分台電給予電費折扣，達到雙贏的局面。
備轉容量不足時，台電便以需量競價補足6％的備轉容量，平時需量競價執行率約4至5成，但到供電緊急時，競標用戶大多都會得標，再經台電同仁們一一電話拜託，請用戶執行需量降載。如5月31日的危機時刻，需量競價執行率高達80％，也是今年供電化險為夷的關鍵因素，讓供電系統撐過最艱難的時刻。
除此之外，台電公司還有「需量反應管理措施」的管理辦法，包含計畫性減少用電措施及臨時性減少用電措施等方案，其中計畫性減少用電措施分為月減8日型、日減6時型及日減2時型，以日減6時型為例，契約容量100瓩以上用戶申請後，必須在每天的上午10點到12點、下午1點到5點抑低用電。在夏季（6至9月）用電量最高的時候，需求端的用電調整可是幫了大忙！
維持電力安全穩定，台電仍看好
對於未來的缺電危機，台電公司怎麼看？吳副處長很認真地回應，「未來臺灣的電力供需是否能平衡？其實我們是看好的。用戶端的能源使用效率還有很大的提升空間；臺灣資通訊技術（ICT）的領先，在負載管理和需量管理方面也不會有太大問題；用戶群代表（Aggregator）需量反應跟工商業的空調用電調整則是我們希望可以努力的方向。」
由於需量競價的執行率平均約5成，還有發展潛力，台電公司參考國外「用戶群代表」模式，期望整合更多中小型用戶，共同抑低尖峰用電，透過管理機制，可以在極短時間內抑低用電量，明年（2017）台電公司就預計採購20萬瓩，來提高用電尖峰時段的調度應變能力。另外，遍及全國的大賣場或連鎖超商使用大量空調，若能在下午1至3點、來客數較少的時段，店舖分批調高冷氣1至2℃、或送風15分鐘，可以有效抑低尖峰用電、對營業的影響也不大。
「2025年要達到非核家園，現在500多萬瓩的核能要用什麼電廠來替代？不管電廠蓋在什麼地方，對當地環境都會有影響，如果可以做好需量反應，減少要蓋的電廠數量，再加上未來的再生能源與傳統機組互為調節，我想還是大有可為的。」確保未來電力供需平衡，仰賴國人一起努力。
關鍵字：電力系統,氣候變遷,機組歲修,需量競價