我不是擁核,但如果核一、核二還在運轉,815可能不會大停電

我不是擁核,但如果核一、核二還在運轉,815可能不會大停電
Photo Credit:總統府CC BY 2.0
我們想讓你知道的是

這也許是中油和承包商的人禍,但會不會也有執政決策的「人禍」呢?

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文:李修慧、羊正鈺

編按:本文於8/16晚上發佈後,經由網友指正,再進一步找台電資深人員查證與研究後,的確原本的論述有事實上的錯誤,因此於8/17重新編修。原標題為《就算重啟核電、或是分散式電網,最後還是會「全台大停電」》

8月15日下午5點左右,全台各地突然無預警跳電,晚上18:30,台電召開記者會,宣布中油在為桃園大潭電廠輸送天然氣時發生「人為疏失」,因此晚間19:00起將實施分區限電,限電狀況直到晚上21:40才完全解除。總共造成668萬戶大停電,經濟部初估,受影響的工業區,直、間接損失近8900萬元。

Q1:815為什麼會大停電?

A:台電於新聞稿及記者會中指出,這次出事的是位在桃園的大潭電廠,大潭電廠是天然氣發電廠,需要穩定供應天然氣才能持續發電。

15日儀表設備商「巨路公司」本來打算更換兩顆「控制系統電源供應器」,但事前沒有按照SOP,將自動模式轉換為手動,導致電腦自動控制系統發出異常訊號,讓天然氣輸送閥突然關閉,使得大潭電廠天然氣供應中斷,六部機組全部停擺,供電量減少約420萬瓩。因為電力系統頻率瞬間降低,為了保護全台其他電力設備,自動啟動「低頻電驛安全保護措施」,全台因此多處跳電。

由於大潭機組供電量大,420萬瓩的缺口無法馬上補齊,台電從晚間6時起實施緊急「分區輪流停電」,排定緊急分區輪流停電的組別,此次影響的用戶為電費單據上的A組與B組用戶,預估約668萬戶,每輪停電1小時,部分用戶停電兩輪。

不過,巨路公司表示,他們只是電源供應器供應商,巨路公司只是義務從旁協助安裝,安裝時也都有中油公司人員全程指揮監督,也是由中油公司人員負責系統操作,但中油卻說,巨路簽合約,8月15號當天是執行合約工作,而非義務協助,至今雙方責任尚待釐清。

Q2:政府有什麼應變措施?

發生跳電、限電第一時間,經濟部長李世光請辭獲准,行政院長林全隔日決定由沈榮津政務次長代理。

林全除了向社會大眾致歉,也表示將由政務委員吳宏謀召集「行政調查小組」,針對815大停電事件展開院層級的調查,並將儘速向社會大眾說明結果,政府會面對事實、解決問題。

民進黨團總召集人柯建銘表示,黨團決定要求行政院長林全8月21日到立法院專案報告。兼任民進黨主席的總統蔡英文在今天舉行的中常會前發表談話,對社會大眾致歉。但是蔡英文在15日第一時間就在臉書表示,這次的事件只會加強政府推動「分散式綠能」的決心。

Q3:台灣到底有沒有「缺電」?

根據台電近五年到達「供電警戒」(橘燈)的天數(備轉容量率<6%),從2013年的1天,到2014年的9天,到2015年暴增為33天,2016年增加到80天,而2017年至今才過一半,出現橘燈警戒的天數已經高達66天。(橘燈背後的含義是意指「全系統僅能承受1部大型機組突發故障」)

而什麼是「備轉容量」?(和「備用容量」的意義不同)備轉容量(Operating Reserve)用白話來說,就是系統當天可以供電(可調度的發電容量)餘裕,也就是「當天系統有能力發電的最大值」減去「當天系統瞬間需要最高的用電量」。而「備轉容量率」就是其百分比的概念。

近5年備轉容量過低的天數
Photo Credit: 台電近五年系統概況

橘燈警戒的天數之所以在2015年大增,原因在於核一廠2號機於2014年底大修期間,發生燃料棒連接桿鬆脫意外,立法院做出決議,核一廠2號機重啟運轉前,原能會必須向立法院提出專案報告,但這個報告時間遲遲排不進院會,因此停機至今。

另外2016年5月核二廠1號機歲修完畢,啟動併聯發電35分鐘後立即跳機,此為台灣核電廠史上第一宗歲修後跳機事故,立法院再次做出決議,核二廠1號重啟前也必須至立法院專案報告。

核一廠2號機、核二廠1號機供電合計高達162.1萬瓩(約佔夏季尖峰時間用電量3500萬瓩的4%),兩者皆停機也造成了2016年「供電警戒」大幅增加至80天。

不過所謂的「供電警戒」,因為台電還是留有「備轉容量」,所以一直沒有真的發生大停電的情況。直到815的大潭電廠因為突發性事故一下子少了420萬瓩,因此反核的人說,就算核一廠2號機、核二廠1號機補上供電也只多了162.1萬瓩,就算兩座機組早就啟動,還是會跳電。但真的是如此嗎?

Q4:重啟核電,以後就不會再停電了嗎?

國民黨立委楊鎮浯辦公室主任黃子哲就表示,大潭電廠六部機組天燃氣供應中斷,共減少420萬瓩。只要啟動封存的核一廠2號機、核二廠1號機和核四,三者相加總計有432萬瓩,等於12%的備轉容量率,剛好能安然度過這次停電、限電。

在此先不考慮核四,因為核四在政治因素之下,已經幾乎是不可能重啟,再加上多年來修修停停,真的要重啟,安全性一定有不少隱憂。但是如果這次只加上核一廠2號機(63.6萬瓩)、核二廠1號機(98.5萬瓩)的162.1萬瓩就真的不夠嗎?不見得。

首先要先了解,台電每天在運作的系統和機組,並不是每一台都把產能開到「滿載」,一方面是上述提到的「備轉容量」要留有餘裕的概念,而且電力無法大量儲存,一定是需要多少用電就發多少(供需一致);另一方面,也會因應不同類型的發電,有各自適合的「角色」。

而這個角色,就依照發電類型分為「尖載、中載、基載機組」,每天最低的用電量約為每天最高用電量的70%左右,是為基本負載;而平均負載與基本負載間的部份稱為中間負載,平均負載以上的部份稱為尖峰負載。

於是,在電源結構中核電、燃煤火力就是屬於24小時運轉的「基載」,有點像「打底的角色」。燃油、燃氣汽力機組是可隨生活、上下班、工商作業作息而變動的「中載」發電方式。而水力抽蓄電廠及火力氣渦輪機就屬於「尖載」機組,屬於最緊急應對的角色。

理解這個觀念後,假設815當天,核一廠2號機、核二廠1號機是屬於原本就有在運轉的狀態,他們提供的162.1萬瓩一定是扮演「基載」的角色。而同理可證,當天的桃園大潭(燃氣)電廠,扮演的則是「中載」的角色,也就是即便六台機組都在運作,也不會是產能開滿載的狀態,即便發生中油提供的天然氣「斷氣」,整個電網損失的也不會是420萬瓩,而是低於這個數字(420*70~90%=294~378萬瓩)。

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此為8/16的截圖,因此圖中的昨日即為8/15,可見得大停電的16:40~16:50時,全台總用電是3505萬瓩|Photo Credit:台電
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可以看到8/15的發電總容量(瞬間尖峰+備轉容量)為3761萬瓩|Photo Credit:台電

如果,我們把時間拉回8/15的16:40~16:50,當時全台總用電是3505萬瓩,而台電的發電總容量是3761萬瓩(瞬間尖峰+備轉容量),如果加上核一廠2號機、核二廠1號機的162.1萬瓩,發電總容量可達到3923萬瓩。

可是別忘了,核一廠2號機、核二廠1號機如果當時有運轉的話,核電應屬於「基載」電力。而桃園大潭則身為「中載」的角色,即便是六台機組同時無法發電,也頂多少了294~378萬瓩萬瓩,發電總容量還是有3545~3629萬瓩,依舊超過當時的全台總用電3505萬瓩,雖然備轉容量有些緊迫,但可能不至於全台大停電。

(或者可說,就算當下因為瞬間電力缺口太大觸發安全保護機制造成停電,但頂多停個5~10分鐘,而不是幾個小時)

最終,這也許是中油和承包商的人禍,但會不會也有執政決策的「人禍」呢?

Q5:除了核能,還有哪裡出了問題?

綠色消費者基金會董事長方儉投書表示,815大停電的主要問題不是缺電,而是長期的「大機組大電廠」迷思下,台電整體電力系統設計上的重大的缺陷。

方儉表示,台灣的電力系統,是學美國的「大電力系統」 , 台灣的電力需求才30GW(3000萬瓩)左右,但核電就有1GW,火力電廠也走向大型化,能提供0.5GW。台灣的發電就像這樣集中在少數電廠,等於把雞蛋放在同一個籃子裡 ,一遇到天災人禍,就會造成大規模的停電。

根據台電未來兩個月電力供需預測,8月下旬備載容量只有146萬瓩。再根據據台電各電廠簡介,台電包括協和電廠、林口電廠、大潭電廠、通霄電廠、台中電廠、興達電廠供電容量都超過187萬瓩 ,也就是說,只要其中任一個運轉中的電廠發生像大潭電廠那樣全部機組跳機的失誤,台灣又得陷入全島限電的狀況。

另外,像是815這樣整個電廠、六台機組無法發電的案例實屬少見。單一機組如果是核三1號機(95萬瓩)加上一個燃煤的林口2號機(80萬瓩)跳機,就馬上少了175萬瓩,備載容量的146萬瓩根本就不夠。(可參考各機組的發電量

電力供需預測
根據台電資料,燈號設計為工程上「N-x」,橘燈為「N-1」,全系統僅能承受1部大型機組突發故障,綠燈的系統穩定度可承受3部機組故障而不斷電|Photo Credit: 台電未來兩個月電力供需預測

綠色公民行動聯盟副秘書長洪申翰表示,這次全台大跳電凸顯「集中式」電力系統的脆弱,只是中油的一個小小錯誤,不僅造成電網內用戶無法正常用電,集中式電網的保護機制還讓遠在屏東、高雄用電戶也受波及。洪申翰呼籲,台電與中油應該一併檢討目前集中式的電力以及電網系統,朝「分散式」的電力系統以及電網系統來改革。

分散式電網相對於「集中式電網」,集中式電網通常配合大型發電廠,進行長距離的電力傳輸。但分散式發電系統必須配合小型發電設施,就近針對單一社區提供電力。

「分散式電網」是指在需要用電的區域附近,設置小型的發電設施,例如太陽能板或小型風力渦輪,就近供應住宅、商辦、工業設施或大學校園的用電。

不過,「分散式電網」的想法或許在台灣只會是一個「理想」,分散式電網首先要在各區域蓋更多的電廠、發電設施,才能針對特定區域供電,但就是因為新建電廠的不確定性太高(地方阻力、環評審查、環團抗議等),所以台電只能往擴廠和更新機組的方向提高現有火力發電能力,也導致了如今「大機組大電廠」的結果不斷惡性循環下去。

看看台電最新長期電源開發規畫,雖然未來10年核能跟舊火力機組將有1476萬瓩退休除役,台電預計於2017~2028年間完成裝置容量約2147.8萬瓩的火力發電機組。

其中施工中發電計畫有:

  • 大潭複循環七〜十號機(燃氣)
  • 林口新二〜三號機(燃煤)
  • 通霄新複循環一〜三號機(燃氣)
  • 大林新一〜二號機(燃煤)

台電規劃中的計畫有:

  • 興達新複循環一〜三號機(燃氣)
  • 協和新複循環一號機(燃氣)
  • 台中新複循環一〜二號機(燃氣)
  • 深澳新一〜二號機(燃煤)
  • 通霄新複循環四〜五號機(燃氣)

可以發現以上幾個電廠,幾乎都是上述提過超過187萬瓩的「大電廠」。急著2025年達到「非核家園」的大前提下,我們是不是真的準備好正確的替代方式,會不會過於集中在燃煤和燃氣(燃氣50%、燃煤30%及再生能源20%),而忘了能源也分散?(當然還有根本的「電價太便宜」這個沒人敢碰的問題。)

彭博的專欄作家Tim Culpan在《投資人應該擔心台灣電力危機》專文中指出,17年前陳水扁當選台灣總統的政見之一就是「非核家園」,17年來台灣電力改革牛步化,發電容量也增加有限,肇因於下列4項因素:

  1. 在過去3任總統與多屆立法委員任期內,台灣內部對於電力議題持續角力
  2. 從政治層面來看,台灣電力公司不可能調高電價
  3. 政府未能適當開放電力市場讓本國與國際廠商參與
  4. 天真地認為,再生能源可以解決所有能源問題

而蔡英文這次提到的「分散式綠電」,就讓我們繼續看下去吧。

核稿編輯:楊之瑜

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