不下雨如何靠水發電?搶救夏日「夜尖峰」供電危機

核二廠2號機已除役,旱象頻仍又難靠水發電,台灣面臨能源轉型的陣痛?隨著夏日將近,太陽下山後的夜間用電「夜尖峰」將成能源課題的新挑戰。

3月14日,核二廠2號機因運轉執照屆滿到期依法除役,少了核二廠98.5萬瓩電力,缺電危機來了嗎?

但大家可能不知道的是,其實晚上供電比白天更加吃緊,畢竟太陽下山後,沒有太陽光可以發電。特別是夏日將近,傍晚16時至22時的「夜尖峰」用電需求遽增,恐怕出現供電缺口,戳破「台灣不缺電」的政治口號。

供電、產業結構改變,尖峰用電轉移夜間

所謂「夜尖峰」,指的是民眾下班後的夜間時段,家庭用電的高需求形成另一波用電的高峰。

回顧去年4月,天氣開始進入夏季前的高溫,民眾回家打開冷氣等高耗電電器,加上當時台中火力發電機組破管無法供電,就創下歷年來4月用電量新高,夜尖峰的備轉容量率一度最低只有3%,低於供電警戒水位6%,供電燈號逼近紅燈,與一般判定10%的備轉容量率有相當落差。

對此,台電發言人吳進忠表示,隨著綠能的發電量增加,白天太陽光電已有約500萬瓩以上的發電出力,可以滿足白天的尖峰用電。我國電力系統尖峰負載挑戰已從白天中午時段挪移至晚上。

從需求面來看,產業結構日趨多元,夜間上班的族群變多,夜間用電需求日增。而從供給面來看,日尖峰有傳統機組支撐一部分供電,另外有一大塊是由太陽光電支撐;然而,如今核能機組一個個除役,一旦到了晚上,少了核能作為基載電力,晚上也沒有太陽來加持,夜間用電很可能拉緊報。

因應夜尖峰,水力抽蓄能當救援投手?

因此,位在南投日月潭的明潭、大觀兩座水力抽蓄電廠就成為台電快速調配電力的法寶。

究竟水力抽蓄具備什麼特點,可以成為填補夜尖峰的用電需求?

台電發電處副處長簡進興表示,早在1970年代末期,因為我國尖峰與離峰時段的用電量差異很大,核能與火力等基載電廠在離峰時尚有餘裕,因此建造大觀二廠及明潭發電廠2座抽蓄電廠,做為離峰儲能、尖峰發電。一來維持核能及火力基載機組維持高負載、高效率穩定運轉,二來也可以提供低成本的電力。

「抽蓄式水力發電」主要是利用上下水池的高低落差來發電。在用電尖峰時放水發電,並利用電網有餘電,例如白天太陽光電充足餘裕時,把下池水抽回高處水池,充分運用餘電不浪費。若以球隊來比喻,水力抽蓄電廠可以說是最佳「備援投手」。

擔任明潭與大觀2座水力抽蓄電廠的廠長張天瑞強調,水力抽蓄機組由停機起動至併聯發電,達到滿載只要10分鐘。快速起動、併聯、升載、降載,線上調度隨時反應系統對電力的需求,成為獨一無二、無可取代的優勢。

兩廠調整為白天抽水蓄電、夜間放水發電,合計可以輸出260萬瓩電量。

左為明潭、大觀水力抽蓄電廠廠長張天瑞、台電發電處副處長簡進興。陳之俊攝
左為明潭、大觀水力抽蓄電廠廠長張天瑞、台電發電處副處長簡進興。陳之俊攝


旱災怎麼靠水發電?台電:優先保留發電用水

但問題是,缺水怎麼辦?近期中南部出現旱災,日月潭蓄水量不到60%,教人擔心水力抽蓄電廠的發電戰力。

張天瑞表示,日月潭流放到下游給一般慣常(民生、工業、農業)使用的水會先流經抽蓄電廠,再由電廠依據下游需求來管控放水量。

舉例來說,日月潭滿水位是海拔標高748公尺,水位若減少一直到732公尺之間,不論是慣常用或是發電用的都能正常供應沒有問題。水位若低於732公尺,則會停止慣常用水,只會保留發電所需的用水量循環使用。

台電明潭抽蓄電廠。陳之俊攝
台電明潭抽蓄電廠。陳之俊攝


縮減電力缺口,智慧電網會是解方?

台電表示,評估今年供電情勢時,已經將核二廠2號機停機時程納入,除了重新調配水力抽蓄發電來加以因應之外,今年新增的機組還有通霄小型機組及大潭8號機,規劃在3月底至4月初點火併聯,提供130萬瓩電量。

太陽光電加上風電合計約600萬瓩,或是水力抽蓄260萬瓩,都遠大於核二機組的98萬瓩,台電呼籲國人無需憂心缺電。

但如何讓供電更有效率?或許一個能有效配電、擴大供電效能的智慧電網會是解方。

曾擔任台電董事會獨立董事的中華大學專任特聘教授許志義分析,2021年513與517兩次大停電事故後,突顯出台灣電網的問題。

中華大學專任特聘教授許志義。蘇義傑攝
中華大學專任特聘教授許志義。蘇義傑攝

他指出,台灣單一電廠的總發電容量動輒超過數百萬瓩,萬一發電廠的開關機制、對外高壓輸電系統或變電所設備發生故障,不但供電缺口擴大,所引發的限電範圍與民生衝擊也會加大。因此,建置智慧電網的關鍵在於,能把各種電源互通有無,增加供電彈性與電力韌性。

近年屢次大停電,總統支票跳票中?

從企業的角度看,不論是513、517還是2022年3月3日「33全台大停電」,電力系統缺乏穩定、供需失衡,都直接衝擊企業營運。

根據台電統計,2022年上半年因配電系統事故停電次數達3794次,雖較過往大幅減少,但仍讓企業十分憂心。

隨著「非核家園」期程的延後,以及近年多起大停電,在在說明蔡英文總統當年「不缺電」的支票瀕臨跳票。

今年,又一個核能機組除役,但眼見用電尖峰的夏日即將到來,夜尖峰供電問題迫在眉睫,這次台電與政府又將如何化解危機?

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