2014年5月4日 星期日

基載電力對台灣電力結構與電價的影響

  在龍門電廠面臨封存之際,未來受到衝擊的是台灣電力系統基載電力的不足。首先,先仔細說明一下何謂基載電力。
  
  全世界都一樣,隨著時間及外在的環境因素變動,電力需求會因應此變動而跟著變化,舉個例子:面臨不同時間的生活作息與氣溫高低,我們會開關電燈、冷氣、暖氣機等生活家電,如下圖一所示,24小時內用電的時間跟需求都會時時變化;2008年發生金融海嘯風暴,台灣北中南關了許多工廠放無薪假,因經濟下滑並減少大量的電力需求。
  
  也就是說,電力會根據外在環境所造成的變化做不同的發電調整,電力公司在進行發電的配比時,需要以現有機組中,考量各種發電方式不同機組的特性,予以最經濟(發電成本低)、最有效率(發電容量因素高)及最容易穩定調度的發電機組合進行最適當的電力調度。而為確保電力系統的穩定與安全,考慮各型機組運轉特性,系統所需之電源配比可分為基、中、尖載。於電力系統的發電結構中,我們通常將發電機組分為基載、中載及尖載。如上所述,我們來稍微說明一下基載、中載、尖載機組的定義是如何:

圖一  102年8月9日夏季日負載曲線
(圖片來源:台灣電力公司)
  • 基載
機組需滿足可長時間連續運轉且發電成本低之特性,如核能燃煤火力等。
  • 中載
介於基載與尖載特性間之機組,即供應基載與尖載間的用電負載,它必須可接受調度,於早上清晨時方升載或併聯發電,於深夜用電離峰期間則降載運轉,或解聯停止發電,如調整池水力燃油燃氣汽力機組複循環機組等。
  • 尖載
尖載機組必需具起、停快速之能力,可適時增加出力,滿足尖峰用電需求,如抽蓄水力水庫式水力氣渦輪機等。

風力太陽光電川流水力等發電廠受天候、季節、白天與黑夜的影響,發電出力不穩定,不但無法長時間連續運轉,也無法配合調度指令增加出力,是為間歇性能源;欲以此等再生能源作為基載電源,則必須投資興建其他傳統發電廠及搭配儲能設施,而目前我國風力及太陽光電等再生能源均未搭配設置儲能系統,故無法做為基載電源


  接著我們可以從圖一說明台灣基載電力不足之實情。台電102年核能發電成本約0.95元/度燃煤發電成本1.37元/度,兩者裝置容量若夠多,配合抽蓄水力電廠,則核能及燃煤電廠可在當日26000 MW範圍內連續運轉。但因目前台灣核能總裝置容量只有5144 MW,燃煤總裝置容量約11280 MW,即使"能夠"機組全開也只有16424 MW,離當日的"離峰用電時段"電力需求還短少近10000 MW,基載電力完全不夠台灣的夏季離峰用電時段!因此只好動用成本稍高之燃氣複循環機組發電(成本3.80元/度)。倘若尚需補充當日的尖峰時段電源,其所需的電量須藉由調度成本更高之汽力燃油發電(成本6.55元/度)及汽力燃氣發電(成本5.85元/度)及輕油機組。
  由此可知目前台灣電力結構是不健康的,102年電源結構比例如下圖二所示,而理想的基載電源的比例,可參考下圖三。

基中尖載占比圖
圖二  102年8月基中尖載機組占比圖
(圖片來源:台灣電力公司)
台電系統理想之電源結構
圖三  台電系統理想之電源結構
(圖片來源:台灣電力公司)
  從圖二可以看到目前台灣的基載只有41.9%,與理想上健康的電力系統基載占比少了1/3的量,也就是說,發電便宜又穩定的基載電廠少了,燃料較昂貴的燃油燃氣等中載機組占比變多了,電價自然也就會越漲越多,電力系統穩定度也會隨之降低。
  而為何會說電力系統穩定度會下降的原因之一是,若由燃氣機組當作基載機組,以我國目前天然氣儲槽的容量,如果負責運補天然氣的天然氣船受到氣候、海象的影響,造成無法順利靠港卸收,將使燃氣機組因氣源不足而停機。目前台灣只有台中接收站(供應大潭)及永安接收站(供應通霄、興達、南火)兩處天然氣儲槽,若天然氣沒有靠港卸收,以我國目前夏天的天然氣用量,大約撐(不到)一個星期(天然氣法定儲量七天),之後就會"斷氣"了,如果一個禮拜內剛好有颱風在天然氣船的路線上,就會可能無法靠港卸收,造成停機風險。但如果是核燃料的話,一個反應器內的全部燃料,每18個月大修一次會換三分之一,因此核能的發電運轉穩定能力遠高於燃氣機組。而以目前台灣氛圍及環團抗爭浪潮下,基載電廠無法順利新建或增設機組,電力系統開始呈現惡化的趨勢。
  
  由於基載電力的核能及火力電廠建設屢遭反核、環保團體的抗爭影響,使得台電只能依靠燃料成本較高之燃氣電廠補充不足之電力。102年之燃氣發電成本是核能發電的4倍,燃煤發電的2.77倍。而台電102年每度售電成本為2.9888元,平均每度售電單價為2.8945元,其每度售電稅前盈虧為-0.0943元,加上台電附有上億的政策性負擔支出,造成嚴重虧損,這是我國電費必須要調漲的主因之一!
  若基載電力的火力電廠無法順利建設、核能電廠不延役,未來依靠大量的燃氣電廠發電,電價必定面臨飆漲情形。吳再益院長(台灣綜合研究院)於2014/5/3亦有提到關於基載、中載、尖載對於電力系統的重要性,可供諸位參考。(核四存廢大辯論》核四有沒有必要商轉?(1/9),14:30之處)

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