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从德国发电结构看台湾如何借新能源解决夏季用

2017-08-08 16:55先能电力

夏日炎炎,工业用电、民生用电都处在高峰。加上台风过后和平电厂的输电塔倒闭,台中火力电厂一号机故障等,都让“缺电危机”不再只是一则新闻,而是可能将影响所有人的大问题。

缺电的问题成为中国台湾这整个夏天的一大讨论议题。要谈起缺电的问题与解决方案,可以从目前与长期规划来看,当然,这个夏天的问题,大概只能靠着公务员中午不开冷气、经济部长带着台电所有工作人员辛苦地度过。

然而,要解决缺电问题,还是必须从长期解决方案着手。反观景气优于台湾的德国,却没有缺电的问题。他们的发电政策、用电情况如何,或许可以是中国台湾很好的借镜,并能提供一个未来发展电力的策略方向。

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Source:台湾电力公司

中国台湾过于仰赖火力发电,占整体发电八成比重

喜欢到日本旅游的人应该都有观察到,日本的分布式、屋顶型太阳能比例在非都市区的使用率非常高,更不用说,欧洲离岸发电风力系统的蓬勃发展。

对比中国台湾的供电结构,从台电的资料显示,2016年的总发电、购电中,燃煤、燃油、燃气3种加总占了77.3%,核能仍然有13.5%。泛新能源(包括太阳能、风力、水力等)仅占6.6%,加计气电共生也不过9.2%,不到一成的比重。相较于日本、欧洲等国家,中国台湾显然维持较传统的发电方式。

年年头痛夏天两个月,每天两、三个小时的尖峰用电

观察中国台湾的缺电问题,事实上,台电每年的电力警报仅来自夏天的用电高峰,多半为6月中到8月中不到两个月的时间,其中又以每天的中午2、3个小时缺电警报最剧。而最为紧张的颠峰电力消耗点,通常是几十万千瓦到百万千瓦。平常月份、其他时段的用电是没有问题的。

然而,基于经济因素,不可能把一年最尖峰用电的时段当成基准,大幅扩充基础发电量,因为这将导致尖峰过后,发电容量闲置的状况。

2017年8月7日中午台湾发电分布。

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Source:台湾电力公司

借镜德国经验

全球公认的工业、科技大国──德国,对于电力稳定性要求极高。值得关注的是,德国同时也正在减少核能发电,这点与台湾相似。因此,德国对于长期的基础电力配置,以及尖峰用电需求的考量,皆能成为台湾的学习对象。

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Source:Fraunhofer,Amprion,Tennet,TransnetBW,EEX

如上图所示,可以观察到最近一周德国的用电来源分布。

在中午时段的用电高峰,因为正好处于太阳能最有效率发电高峰,因此,太阳能提供高达35%的发电比率。而这也正好改善了夏天最热、电力消耗最大时段造成的缺电问题。这就是为什么无论是欧美或是日本都积极提升太阳能发电比例,其收购电价也不一定要跟最低价的几种基础电力比较的原因。因为即使用比较高的价格收购尖峰时刻的太阳能电力,仍然具有相当高的经济价值。

同一个时段,风力的发电量也比其他时段来的高。这也说明,德国的尖峰用电大部分是靠太阳能、风力等洁净能源,且顺应其发电特性所供给。相较之下,基础发电的火力、核能在尖峰用电时刻的供电比重改变不大;反观台湾的尖峰时刻用电,则仍是以燃气、燃油等火力补充发电为主。

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Source:Fraunhofer,Amprion,Tennet,TransnetBW,EEX

若以上述德国经验做为借镜,反思台湾现况,可以就目前台湾发展离岸风力与太阳能的状况进行讨论。

彰化离岸风力具3GW以上潜力,有助于基础电力提

先从风力发电来看,政府规划2025年离岸风电要达3GW(百万瓩)设置目标,离岸风力台湾总开发潜能概估约可达23GW。其中大部分集中在彰化海岸线附近。无论以3GW来看,或是高标的23GW,都能为长期基础电力带来相当大的疏解、分流效用,同时也符合我们看到的德国案例中,风力发电占比高达16%的方向。

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Source:台湾电力公司

太阳能弥补尖峰用电,最有助纾缓台湾夏天供电问题

再者,观察中国台湾来自太阳能发电的情况,就以今日(8/7)来看,在温度高达摄氏37度的中午,全台阳光普照的热辣中午时段,太阳能发电却仅占总发电的2.2%──约76万千瓦;相较于日本2016全年平均来自太阳能发电占4.9%的比重(中午时段更高),以及德国近几日中午时刻,太阳能发电占比为35%,台湾的太阳能发电显然落后许多。

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Source:台湾电力公司

先不以德国尖峰用电时刻来自太阳能供电占比做为标准,就以日本的太阳能发电平均比重来看,若台湾的太阳能发电能跟日本类似,尖峰时段太阳能发电占比能超过5%,与目前相比,就能增加逾100万千瓦的电力,应付夏日的尖峰时刻已绰绰有余。

要解决年年出现的缺电危机,避免经济部、台电工程人员年年重复的辛苦奋战,前述德国在尖峰用电时刻,大幅提升太阳能、风力发电的供电模式,具有高度参考价值。

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