【Yahoo論壇/戴發奎】台積電蓋太陽能電廠的成敗關鍵

圖片來源:民視
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愛因斯坦說:「科學的發展以兩個偉大的成就為基礎,行事邏輯體系以及發現通過系統的實驗找出因果關係」,技術則是沒有通過這兩步直接做出。晶圓與太陽光電好比是科學與技術,花開兩朵各表一枝,發展重點完全不一樣。

台積電隨著奈米先進製程不斷躍進,5奈米製程已經準備生產,緊接著研發重心將是3奈米,6月11 日已通過竹科寶山用地環評初審,3奈米研發中心預計在年底動工,新廠估計將於2022年開始量產,擇定落腳於南科台南園區。台積電繼5奈米之後3奈米確定投資台灣,這是台灣大利多,然而供電給晶圓半導體這種吃電酷斯拉將是未來兩年台灣基礎建設的大挑戰。

據報導台積電2018年用了130億度的電,5奈米、3奈米加入陣容後,台積電一年用電將突破200億度,比2018年台北市一年總用電量190億度更高。今年5月正式施行的再生能源發展條例中,有關用電大戶需設置一定比例以上綠電,由於意見尚未達成統合,實施時程未有定案,未來用電大戶一定比例必須採用綠電只是時間問題。強制設置再生能源發電的比例是多少,經濟部能源局長游振偉表示10%分三年到位會是一個討論的起點。於是台積電計畫自己蓋太陽能電廠。

若按再生能源發電可能訂下的比例10%門檻,以台積電2022年用電量200億度電計算,至少要裝置可發20億度電的太陽能設備。年發電20億度電換算成每日是547萬度,等於是每小時要發228,311千瓦(0.228GW)的電,0.228GW是什麼概念,是世界最大最先進的美國福特級核動力航母總發電功率的2.28倍。

以台積電太陽能電廠預定設在屏東來說,1kW太陽能板在屏東的日平均發電量為3.29 kWh,台積電太陽能電廠等於要裝置547萬度÷3.29=1,665,487片1kW的太陽能板,架設一片1kW的太陽能板需要10平方公尺面積(包含每排間隔走道空間),總計台積電的太陽能電廠用地將高達1,665公頃。哪裡去找麼大面積空地,報導指出最有可能的地點是在林後四林平地森林園區,這又衍生出環保問題,要將現有的林木及植被夷為平地。克服了環評問題,台積電蓋太陽能電廠的最大挑戰還不在裝設這1,665,487片1Kw單位的太陽能板工程,成敗關鍵在於太陽能電廠並聯到台電的這中間地下管路建設工程。

在越南以越南電力集團(EVN)為首建設的太陽能光電以短短幾年時間就以建置了21.6GW,實際並聯到國家電網的電力卻只有1/3,原因就出在輸電網路建設,以及各地的太陽光電站與國家電網變電所並聯間的管路工程建設開展不順利。

台積電太陽能電廠所發的電,無法以一己之力直接供應給在台灣各地的晶圓廠使用,必須先將電力輸送到台電輸電網路,再經由台電供應給161千伏特高壓用戶,這其中包括台積電。太陽能光電連接到台電的界面就是「超高壓變電所」(Extra High Voltage Substation,簡稱E/S),目前大多數太陽光電業者採161千伏特的電纜輸電到台電變電所(越南大多採220kV),另外也有廠商採22.8千伏特電纜。

目前台灣最大的太陽能電廠是位在彰濱工業區裡的彰濱光電,裝置容量達100MW,裝置容量不等同實際可發電容量,以彰化日平均太陽能發電量為3.5 kWh,每年約可產生近1.28億度的電力。

架設太陽能板是在一片開闊空地上進行,受到外界干擾的情況極少,先前擬定的施工期程大致都能達標,鋪設特高壓管路的管道工程就不一樣了,一走出電廠就是實打實的基建工程,需要與不同單位打交道進行協商,申請使用路權及開挖許可是首當其衝,運氣好沿路人煙稀少道路底下有足夠的空間可供埋設,運氣差的則要避開路底下的現有管線如電信、瓦斯、汙水…,在僅存的小小空間設計出自己的電纜管道。

魔鬼藏在細節裡,太陽光電還有一項非常特殊之處,那就是以民間身分當做甲方來施做公共工程。以彰濱光電來說,各報導均以台電彰濱光電廠來稱呼,令不知情的人會以為業主是台電,或許連報導的記者也這麼認為,事實是台電單純只是向這些民間的光電廠購電,實際建設及管理的還是私人企業,這樣的狀況顛覆了以往挖馬路的一定是政府單位,施工的乙方是營造廠的刻板印象。公共工程由政府來尚且有諸多困難,這下要民營企業去發包道路工程,與台電、能源局、縣市政府、道路所屬機關、地下各管線單位申請許可及協調,如同攀登珠穆朗瑪峰。角色互換所多出的行政程序、法令解釋、財務會計排解都是空前的。

彰濱光電從2018年2月動工,預計2020年並聯到位在彰濱東三路上的台電E/S,因為上述種種困難延宕,時間過了一半及至目前為止彰濱光電的管道工程還停留在紙上作業階段。儘管比不上台積電的上兆身價,彰濱光電的承包業者各個大有來頭也都是資本額上百億的外國公司,然而財大氣粗在這上頭完全派不上用場。

以裝置容量來計算,台積電太陽能電廠是彰濱光電的16.6倍,想在2022年3奈米新廠開始量產前達到政府的再生能源發電比例幾乎是不可能。此電非彼電,台積電做的是高科技晶圓,太陽光電拼的是基礎建設進度,隔行如隔山,台積電須更換思維才不致按下葫蘆起了瓢,重蹈10年前投入太陽能產業慘賠60億的覆轍。

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