核二廠一號機即將停機 台灣電力的負載管理與儲能需加速(06/28/2021 Upmedia上報)
💥核二廠一號機近日因燃料池爆滿、高階核廢料無處去而提前停機。因為5月的兩次限電事件,讓社會高度關注台灣的供電穩定問題。
⚡因應核二停機,台灣的電力供應會受到什麼影響?
⚡面對極端氣候造成的用電需求變化,台灣能夠如何因應?
⚡非核家園的最後一哩路,經濟部與台電還需要多做些什麼,才能增加社會對供電的信心?
作者:趙家緯 / 台灣環境規劃協會理事長
因著5月中兩次限電事件,導致民眾對於電力供應的憂慮,亦見諸多評論,意欲藉此事件,導向燃料池爆滿的核二一號機不應於七月一日停機,或藉此操作核二停機後產業生產成本將大漲之論點。但若盤點台灣電力系統現況以及國際經驗,此類論點均不符全球能源轉型趨勢。
核二停機不缺電
大眾更關切的是核二一號機七月一日停機後,臺灣是否可確保供電穩定,以避免5月中的限電事件重演。依據台電最新夏季尖峰供需規劃,在考量到今年景氣暢旺下,導致工業用電需求增長比預期高,故已經今夏尖峰負載由原推估的3831萬瓩調升至3900萬瓩,以此進行供需規劃。而由於5月中限電事件發生時,仍有許多機組處於歲修之中,淨尖峰供電能力約在3900萬瓩左右。但在機組陸續完成歲修下,雖因核二一號停機減少98萬瓩,但隨著林口三號機、大潭與興達燃氣機組完成歲修,今夏淨尖峰供電能力可達4300萬瓩。因此備轉容量率,除七月時將略低於10%以外,均可在核二停機下,維持10%的水準。
但5月17日的限電事件,則突顯了臺灣電力管理的重點要提前進入以因應夜尖峰為優先的新階段。若參考最新全國電力資源供需報告,夜尖峰值為日尖峰的95%,因此今夏夜尖峰約在3700萬瓩左右。且由於近期水情穩定,抽蓄水力可充分發揮作用,故扣除目前淨尖峰供電能力最高可達300萬瓩的太陽光電,則今夏夜尖峰供電能力仍可維持在4000萬瓩左右,備轉容量將達到電力系統學者所建議的可確保供電穩定的280萬瓩之水準。由此可知所為核二一號機停機,臺灣缺電風險將大增的論調,並不符合實情。
邁向非核的加州電力管理經驗
在能源轉型過程中,如何因應電氣化與極端事件所帶來的供需壓力,確保供電穩定,這是各國電力監管單位均共同面對的問題。預計於2025年淘汰所有核電廠的加州,於去年8月中時,因熱浪之故,用電負載激增,導致二十年來首次施行分區限電,影響約50萬戶。而加州電力調度處(California Independent System Operator)公布的肇因分析(root cause analysis)報告中,列舉下列三大因素:
一、電力負載需求預測未能考量氣候變遷導致的極端熱浪,現行需求預估為考量發生頻率為三十年一次高溫的影響。
二、能源轉型過程中的電力資源規劃不夠周延,未能確保夜尖峰負載需求。
三、日前電力市場運作漏洞,低估當日供給需求以及投標機制設計誤導當日仍有電力出口餘裕。
為了避免上此類情形重演,加州公用事業委員會在今年三月頒訂2021與2022年夏日尖峰因應規劃,核可各電力公司採取下列措施,因應這兩年的夏日尖峰:
一、各大電力公司須與媒體合作,共計每年以1200萬美元的預算,推廣民眾節電警訊通知(Flex Alert)機制。
二、關鍵尖峰電價時段修正至下午4點到晚上9點,方可藉由價格又因抑制夜尖峰需求。
三、增加需量反應誘因,如需量抑制費率每瓩增加1.5美元。
四、要求電力公司強化需量反應與儲能,提升備用容量率至17.5%。因此驅動了加州今年度新增170萬瓩的儲能電池容量。
雖然此限電事件發生後,時任美國總統川普批評將此歸因為加州大力發展再生能源所致,而許多媒體亦關注其如何確保發電占比8%魔鬼谷核電廠(Diablo Canyon)2025年除役後的供電穩定。但加州政府在此20年首次大規模分區限電事件後,仍是堅持其政策方向,持續以2030年時再生能源於電力結構占比提升至60%為政策目標。
非核達半途,健全管理提升信任
隨著6月底核二一號機的停機,伴同已進入除役程序的核一,臺灣的非核家園之路,可說已完成一半。然而今夏對能源轉型的挑戰,除了實質的供電安全,還有8月底的核四公投。而根據民調,民眾在可確保供電穩定之下,對非核家園的支持度均可超過7成。因此如何在5月中兩次限電事件發生後,提升民眾的供電穩定的信心,經濟部與台電應採取下列三大步驟。
首先在是妥善的資訊揭露。日本與韓國電力公司均會在每年夏季尖峰前,公布「夏季尖峰供需展望」,說明如何因應此次用電尖峰。而加州也在去年歷經20年來首次的大停電後,跟大眾說明今明兩年的因應作為。然而台電始終缺乏此機制,僅仰賴零星的新聞稿,或是未來兩個月的備轉燈號預測,是不足以跟各方對話。
再者為全面提升需求管理的強度,針對夜尖峰的需求特性,調整需量競價費率與時間電價時段。根據台電評估,隨著太陽光電的增加,晚上6~8點的夜尖峰將是電力管理的最大考驗。故應搭配已完成佈建的百萬具住商用戶的智慧電表,設計相應的需量管理與時間電價方案,達到抑制夜尖峰的成效。
第三則是加速儲能系統的建置。過往台電大幅仰賴抽蓄水力作為儲能之用,但在百年大旱之下,抽蓄水力的發電能力亦受水情限制,故經濟部與台電更應加快儲能系統的佈建。除現有的藉由採購或輔助服務市場的方式以外,更應思考如何藉由再生能源躉購費率的設計,將再生能源業者設置大規模案場時同時設置儲能,並應加速與電動車業者合作,整合電池交換站可提供的儲能資源。此舉不僅短期內可大舉提升臺灣供電安全。中長期而言,臺灣邁向淨零轉型之時,再生能源占比一定要達到80%以上,因此加速儲能佈建,是最無悔也是最具前瞻性的基礎建設投資。
完整內容請見:
https://www.upmedia.mg/news_info.php?SerialNo=117064
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一、台灣經濟成長率從馬英九2016年第一季卸任時的負0.6%,經過五年的努力,台灣2020年的經濟成長率為3.11%,蟬聯亞洲四小龍第一,也領先全球許多國家。今年主計總處最新公布的台灣第一季經濟成長率概估統計更來到8.16%,創下2010年第四季、約十年以來的單季新高紀錄。
二、平均每人國民所得在這五年也有進展,馬英九卸任前最後一年2015年為19,849美元,蔡英文執政後,2020年平均每人國民所得24,471美元,有助於經濟發展進入下一個階段。
三、關於保障勞工薪資的基本工資,馬英九任內的基本工資月薪為20,008元,蔡英文上任後每年加薪,五年後已經調升至24,000元,時薪從126元調升160元,保障勞工看得見也領得到。
四、去年疫情爆發後,大家擔心經濟發展,蔡英文政府除了守護台灣做好防疫,也努力穩定國家的經濟,以台商回流為例,回台投資的金額就已高達1兆1993億台幣,更證明蔡英文政府有效吸引台商回台與外商來台投資,相較於過往時期的產業外流,不可同日而語。
五、在股市方面,台股加權指數也從馬英九卸任前2016年4月平均8567.99點,到今年4月平均大幅升高至17,114.84點。股市上萬點在馬英九執政時是夢想,在蔡英文執政時已經實踐。
六、台灣是貿易導向的經濟發展,對外貿易出口金額,從馬英九執政最後一年2015年平均2803.8億美元提高至2020年平均3452.8億美元;而對中國投資的比重,從2015年的109.65億美元降低至2020年59.06億美元,大幅降低對中國的依賴。蔡英文證明台灣貿易出口成長可以賺全世界的錢,佈局全球更健全,不用把台灣鎖在中國。
七、在大家最關心能源轉型的部份,民進黨政府努力解決前朝留下來的能源問題,大力發展能源轉型,其他替代能源有顯著成長,讓國內電力備轉容量率從馬英九留給新政府最低點的1.64%、備用容量11.5%(2015年),回升到備轉容量維持平均10%、備用容量16.4%(2020年)。但是面對未來氣候變遷的挑戰,以及能源轉型的持續推動,我們沒有任何樂觀的空間,更要繼續加速推動能源轉型,因應未來的挑戰。
八、國際上,聯合國(UN)公布的全球幸福報告,由2015年的第38名,上升到2020年,在調查的153個國家和地區中,台灣排名第25名,蟬聯東亞及東南亞各國之首,聯合國的客觀指標可以證明在蔡政府執政後的進步。
九、在長照方面,從2016年以來,長照2.0的涵蓋率不斷擴張,目前已達54%,將會逐漸提升到70%;社區服務據點也持續增加,到今年1月的10,137個;也加速佈建「一國中學區,一日照中心」,到今1月已經有559個,比2016年更增加354個;同時,為失能家庭減稅,增訂「長照扣除額」,每人每年定額扣除12萬元,若進入住宿式機構,補助每人最多每年6萬元,讓民眾住得起;我們的長照預算,從2016年的50億元,到2020年投入約400億元,今年預算編列約500億元,並會逐年增加到每年600億元,用來照顧有需要的民眾。
十、此外,在托育上,政府積極因應少子女化,提出「0-6歲國家跟你一起養」,逐年增加投入經費,不但提供平價、品質好的托育服務,幫孩子踏出人生的第一步。同時,0到5歲未滿育兒津貼也加倍放送,從現在的每月2500元,今年8月開始,每月增加到3500元,明(2022)年8月開始,加倍到每月5000元。而且托育補助增加,降低公共化、準公共化托育的學費負擔。日前為讓工作中的父母親能夠安心,增加產檢次數從10次到14次,配套增加2天政府補助的有薪產檢假;也提高育嬰留職停薪津貼,由政府補助2成薪資,總共有8成薪;此外,還會擴大補助不孕症的對象,助更多家庭圓夢。
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【513停電啟示】強化電網韌性與風險管理是關鍵(張簡樂仁/成功大學電機系教授)(05/15/2021 蘋果日報)
論者表示,我們更需要重新以「電網韌性」與「風險管理機制」的角度,來彌補電網因應事故能力的不足。
作者:張簡樂仁/成功大學電機系教授
513停電事故,波及全台逾400萬戶,從居家用戶、大賣場、店家等都深刻體會到停電的不便,更有不少地方因停電導致交通大打結。經濟部15日公布調查結果,初判原因是台電人員操作失誤所此停電過程中,亦可看出電力系統遭逢片段的外力干擾,就造成全台大範圍的停電,凸顯我國「電網韌性」與「風險管理機制」不足。
在究責的同時,更重要是要痛定思痛,加強我國電網可機動因應外在環境變化的韌性,才有利於供電穩定。
電力系統是一個動態的系統,隨著用電趨勢及供電機組狀態而變化,從發電、輸電、配電的每個環節都不能出問題,才能確保供電穩定,用戶才能享受電為生活帶來的舒適及便捷。
但要確保一個擁有千萬具設備的電力系統能穩定運轉何其不易,電力設備的故障,外力的侵擾,都可能讓供電出現問題,為了把損害降到最低,電力系統自有一套保護機制。在電源側透過備轉容量,電網側倚賴特殊保護系統,都可應付內在及外在環境帶來的挑戰。
然而,當電網遭受的衝擊太大,上述的保護機制不足以及時舒緩其衝擊,只好暫時犧牲部分用電戶的用電權益,以計畫性輪流停電的方式減低電力系統的負荷以穩定系統,爭取時間盡力排除障礙,逐步讓電網運作恢復正常。過去2017年發生的大潭電廠因天然氣源中斷而造成整廠跳機(815事件),乃至於前日因路北超高壓變電所的匯流排因人員操作失誤造成興達電廠跳機事故(513事件),都有著類似的情況。
這些案例告訴我們,電網中存在著隱藏性的系統風險,而這風險可能大到整個系統的前衛保護不足以應付。過去815事件時政府曾邀集電力專家學者為台灣的電力系統作全盤性的檢視,也看出了許多台電系統現在及未來可能遭遇的問題,根據總體檢報告顯示,電網韌性不足是未來可能造成大停電的隱憂。
所謂「電網韌性」,指的是電網可因應內外變化仍能穩定地供電給用戶的能力。為了因應發電、輸電、配電等不同層面可能帶來的衝擊,在發電端就要增加電源運用的彈性,如擴增可快速啟停、快速變化出力的天然氣機組,增加儲能設備的建置,在輸電端要有能及時了解電網狀態的監視系統、自動化投切保護設備、以及因應設備故障的備援系統,在配電端要能掌握用電戶的即時資訊,強化需求面管理,引進先進的資通訊系統來擴大需量反應,以迅速平衡發電及輸電短缺的量能。
從過去大規模的停電經驗中,我們可以發現這些事故決不是單一事件可以引發,皆是在許多不利的環境及條件下碰巧一起發生,這些條件的共通性都與大環境有關。不管是近日的513事件,還是今年年初美國德州因冰風暴所發生的大規模停電事故,皆可看到極端氣候所帶來的影響。
要電網能抵禦大型天災的衝擊而完好無缺是不可能的,即使勉強做得到也要付出龐大的代價,因此先進國家的做法是為電網可能遭受天災衝擊時預作準備,當非預期事故發生時能盡力維持關鍵基礎設施正常運作,而讓被迫切離系統的負載盡速復電,這也是增強電網韌性的一環。強化電網韌性及可靠度已是國際間電業的顯學,亦被世界各國列為未來電網建設重要的政策方向,這樣的思維確實值得臺灣主管機關借鏡參考。
除了增強電網韌性及可靠度外,事前的未雨綢繆也相當重要,孫子兵法所謂: 「無恃其不來,恃吾有以待也。」即是做好電網風險管理的最佳註腳。電力公司可以透過大數據分析預測結果,歸納出各種災害對電網發生衝擊的嚴重程度,找出隱藏的弱點,以提前進行相對應的電力設備投資。
例如因應未來運轉環境可能的變化,以風險或然率彈性調整重要設施維修排程,並根據電力關鍵設施的健康程度,滾動式檢討相關零組件更新的必要性。另外,可明確訂出風險控制的標準作業流程(SOP),於災害發生造成斷電時,讓運轉人員立即反應,照預先所設定的程序確實執行,明確公布停電與復電的優先順序,優先將民眾的恐慌與生活不便降到最低,並縮短斷電時間。
一國的電力穩定攸關民生福祉與社會經濟發展,不應該一昧的要求供給端,更不要去誤導「缺電」的錯誤觀念。513大停電事故,曝露出我國電網隱藏性的脆弱,顯示我國電網韌性的不足。在事件發生後的一片撻伐聲中,不應該只是單純檢討肇事者的責任。我們更需要重新以「電網韌性」與「風險管理機制」的角度,來彌補電網因應事故能力的不足,如此才是真正「以不變應萬變」達到電力穩定及永續發展的關鍵。
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