2017-08-08 | 編輯:Delilah Lin 2114 瀏覽人次

電力拉警報!從德國發電結構看台灣如何藉綠能解決夏季用電尖峰需求

夏日炎炎,工業用電、民生用電都處在高峰。加上颱風過後和平電廠的輸電塔倒閉,台中火力電廠一號機故障等,都讓「缺電危機」不再只是一則新聞,而是可能將影響所有人的大問題。

缺電的問題成為台灣這整個夏天的一大討論議題。要談起缺電的問題與解決方案,可以從目前與長期規畫來看,當然,這個夏天的問題,大概只能靠著公務員中午不開冷氣、經濟部長帶著台電所有工作人員辛苦地度過。

然而,要解決缺電問題,還是必須從長期解決方案著手。反觀景氣優於台灣的德國,卻沒有缺電的問題。他們的發電政策、用電情況如何,或許可以是台灣很好的借鏡,並能提供一個未來發展電力的策略方向。

(Source : 台灣電力公司)

 

台灣過於仰賴火力發電,佔整體發電八成比重

喜歡到日本旅遊的人應該都有觀察到,日本的分布式、屋頂型太陽能比例在非都市區的使用率非常高,更不用說,歐洲離岸發電風力系統的蓬勃發展。

對比台灣的供電結構,從台電的資料顯示,2016 年的總發電、購電中,燃煤、燃油、燃氣3 種加總佔了77.3%,核能仍然有13.5%。泛綠能(包括太陽能、風力、水力等)僅佔6.6%,加計氣電共生也不過9.2%,不到一成的比重。相較於日本、歐洲等國家,台灣顯然維持較傳統的發電方式。

年年頭痛夏天兩個月,每天兩、三個小時的尖峰用電

觀察台灣的缺電問題,事實上,台電每年的電力警報僅來自夏天的用電高峰,多半為6 月中到8 月中不到兩個月的時間,其中又以每天的中午2、3 個小時缺電警報最劇。而最為緊張的顛峰電力消耗點,通常是幾十萬千瓦到百萬千瓦。平常月份、其他時段的用電是沒有問題的。

然而,基於經濟因素,不可能把一年最尖峰用電的時段當成基準,大幅擴充基礎發電量,因為這將導致尖峰過後,發電容量閒置的狀況。

▲2017 年8 月7 日中午台灣發電分布。
(Source : 台灣電力公司)

借鏡德國經驗

全球公認的工業、科技大國──德國,對於電力穩定性要求極高。值得關注的是,德國同時也正在減少核能發電,這點與台灣相似。因此,德國對於長期的基礎電力配置,以及尖峰用電需求的考量,皆能成為台灣的學習對象。

(Source:Fraunhofer, Amprion, Tennet, TransnetBW, EEX)

如上圖所示,可以觀察到最近一週德國的用電來源分布。

在中午時段的用電高峰,因為正好處於太陽能最有效率發電高峰,因此,太陽能提供高達35% 的發電比率。而這也正好改善了夏天最熱、電力消耗最大時段造成的缺電問題。這就是為什麼無論是歐美或是日本都積極提升太陽能發電比例,其收購電價也不一定要跟最低價的幾種基礎電力比較的原因。因為即使用比較高的價格收購尖峰時刻的太陽能電力,仍然具有相當高的經濟價值。

同一個時段,風力的發電量也比其他時段來的高。這也說明,德國的尖峰用電大部分是靠太陽能、風力等潔淨能源,且順應其發電特性所供給。相較之下,基礎發電的火力、核能在尖峰用電時刻的供電比重改變不大;反觀台灣的尖峰時刻用電,則仍是以燃氣、燃油等火力補充發電為主。

(Source :Fraunhofer, Amprion, Tennet, TransnetBW, EEX)

若以上述德國經驗做為借鏡,反思台灣現況,可以就目前台灣發展離岸風力與太陽能的狀況進行討論。

彰化離岸風力具3GW 以上潛力,有助於基礎電力提

先從風力發電來看,政府規劃2025 年離岸風電要達3GW(百萬瓩)設置目標,離岸風力台灣總開發潛能概估約可達23 GW。其中大部分集中在彰化海岸線附近。無論以3GW 來看,或是高標的23GW,都能為長期基礎電力帶來相當大的疏解、分流效用,同時也符合我們看到的德國案例中,風力發電佔比高達16% 的方向。

(Source : 台灣電力公司)

太陽能彌補尖峰用電,最有助紓緩台灣夏天供電問題

再者,觀察台灣來自太陽能發電的情況,就以今日(8/7)來看,在溫度高達攝氏37 度的中午,全台陽光普照的熱辣中午時段,太陽能發電卻僅佔總發電的2.2%──約76 萬千瓦;相較於日本2016 全年平均來自太陽能發電佔4.9% 的比重(中午時段更高),以及德國近幾日中午時刻,太陽能發電佔比為35%,台灣的太陽能發電顯然落後許多。

(Source : 台灣電力公司)

先不以德國尖峰用電時刻來自太陽能供電佔比做為標準,就以日本的太陽能發電平均比重來看,若台灣的太陽能發電能跟日本類似,尖峰時段太陽能發電佔比能超過5%,與目前相比,就能增加逾100 萬千瓦的電力,應付夏日的尖峰時刻已綽綽有餘。

要解決年年出現的缺電危機,避免經濟部、台電工程人員年年重覆的辛苦奮戰,前述德國在尖峰用電時刻,大幅提升太陽能、風力發電的供電模式,具有高度參考價值。

(合作媒體:科技新報
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