停電未爆彈2》郭台銘說對了!發展綠電但智慧電網、儲能設備卻牛步,缺電跑不掉

台灣供電再生能源的佔比越來越高,但不只饋線等基礎設施嚴重不足,關鍵的智慧電網及儲能系統發展更如牛步,台灣恐陷缺電危機。(資料照,尹俞歡攝)

台電2018年8月宣布投資162.5億元,展開5年「配電系統強韌計畫」改善,目標設定每年每戶減少停電6秒;但根據台電統計,2020年每戶每年平均停電時間雖較前一年減少,停電次數及線路損失率卻不減反增,每戶停電時間是韓國的將近1倍。未來台灣供電仰賴再生能源的比例越來越高,不只饋線等基礎設施嚴重不足,關鍵的智慧電網及儲能系統發展更如牛步,鴻海集團創辦人郭台銘說「2022年會缺電」即使今年沒發生,未來遲早也會發生。

2017年815大停電造成全台592萬戶停電,隔年上半年區域性停電頻傳,達6294件,甚至影響交通、醫療等重要民生設施。

台電以大數據分析,停電多發生在供電系統下游端的配電線路系統,而非發電、輸電端,因此提出「配電系統強韌計畫」,包括推動配電線路及二次變電所設備更新汰換、饋線自動化擴建、建置智慧變電所等4大主要工程。

這幾年台電大批人力與大筆經費執行配電強韌計畫。(台電提供)
這幾年台電投入大批人力與大筆經費執行配電強韌計畫,但成效仍有限。(台電提供)

至2021年第3季統計,配電系統強韌計畫已汰換架空高壓被覆線4301公里、交連PE電纜1466公里、高壓線路開關8952具及配電線路變壓器17萬具等老舊設備;饋線自動化設備擴建5年計畫新增共計4500具,已新增3321具;二次變電所已汰換主變壓器87具、裝甲開關箱汰換為氣體絕緣斷路器179具;智慧變電所已將193所二次變電所機械式電驛全面更新為智慧型電子裝置,藉由數位資訊量測、運算及監控功能提升供電品質;台電預計今年各項工作會如期完成。

每戶停電時間台電遜於日本關西電力、韓電

台電員工透露,這幾年上半年度尖載期間來臨前,都會被要求儘快趕辦強韌計畫進度,以在年底前達成年度列管目標。但變電設備安裝若遇雨天,濕度會影響設備性能,過去曾發生設備安裝過程在雨天,濕度過高造成設備異常情況,而且雨天作業增加風險,例如2020年12月、2021年4月南投區處,都有人因為雨中作業觸電的情況發生。

為確保配電系統安全,台電人員常登高作業。(台電提供)
變電設備安裝若遇雨天,濕度會影響設備性能,因此必須晴天進行。(台電提供)

雖然台電強調強韌系統計畫有助改善停電事故,2019年配電系統造成的停電事故為1萬2492件,2020年減少為9781件,每年每戶平均停電時間也從2019年的16.488分鐘,調降到2020年的15.931分鐘,但線路損失率不減反增,從2019年的3.86%提高到2020年的3.97%,甚至是近5年的新高,每戶每年停電平均次數也從2019年的0.209次增加到0.230次。

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由於2021年發生513、517大停電,及萬隆變電所爆炸大停電等區域重大停電事故,預計每年每戶平均停電時間將較2020年大幅增加。

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與鄰近國家主要電業重要經營績效比較,台電雖然在線路損失率及每戶停電時間都優於東京電力,但是日本關西電力雖然2019年線路損失率4.3%不如台電,每戶停電時間6分鐘明顯優於台電,韓國的韓電2019年線路損失率3.8%及每戶停電時間8.61分鐘都明顯優於台電,台電坦言韓國每戶停電時間優於我國,是因該國供電區域都市化程度與配電自動化程度高於我國,未來台電配電自動化逐年完成後,每戶停電時間應可再進一步縮短。

無法積極建立完善的智慧電網,電價必定會調漲

「這凸顯台灣發展智慧電網步調太慢。」台灣科技大學電機系教授陳在相指出,電力設備老化確實需改善,「配電系統強韌計畫」打基礎雖好,但要提高供電可靠度應是更積極發展智慧電網,才能強化電力基礎設施的運轉韌性。

陳在相說,智慧電網靠的是監控設備收集數據,並進行分析,收集到的資訊都能用來預測問題,或在問題發生後自動快速辨識出故障位置,幫助台電採取預防或補救措施。像是遠距切換設備,以利維持供電。維護團隊可以更直接找到問題源頭,縮短斷電時間。

隨著綠能發展,加上市場用電需求多樣化,能源管理複雜度大幅提高,陳在相認為政府更應該積極建置智慧電網,因為再生能源跟傳統電力不同,「傳統電力是統一接受我們調度,再生能源卻有其不穩定及間歇性,必須要優先併網」。

政府積極推動離岸風機等再生能源,學者認為成敗關鍵在智慧電網。(台電提供)
政府積極推動離岸風機等再生能源,學者認為成敗關鍵在智慧電網。(台電提供)

陳在相說,透過智慧電表大數據資料分析用戶用電及綠電輸出特性,有助短、中、長期負載預測的精確性,利用短期負載預測可安排每日電源排程及調度策略,間歇性仍可以應付,並減少電力浪費。他又說,在法規上若能訂定誘因如即時電價、「虛擬電廠」吸引用戶導入需量反應,加上儲能等分散式電源設備,發展再生能源的同時才能穩定電力。陳在相強調,若無法積極建立完善的智慧電網,最後仍得仰賴大型傳統電力機組挹注,用電成本勢必增加,電價必定會調漲。

智慧電表安裝一再延宕,智慧電網建置牛步化

智慧電網透過收集供電端的供電情況與用電端的使用資訊,再利用這些資訊調整電力分配,智慧電表通訊及網路系統及電表資料管理系統組成,除可記錄用戶用電情形、定時回傳電表資料外,也可取代人工抄表,並協助抓出家中吃電怪獸,是管控用電需求的必要工具。

但是台灣智慧電網建置發展牛步,當日本在2017年就已建置超過2730萬具智慧電表,普及率超過3成5,並且訂定2024年就要部署8000萬台裝置,全面導入智慧電表,台灣在2018年卻僅完成23萬戶安裝。被監察院糾正後,台電承諾於2020年前完成100萬戶建置,雖然如期在2020年完成109萬戶裝設,但2021年建置進度又再度延宕,至該年11月累計僅118萬戶裝設智慧代表,2021年僅安裝9萬戶。

建立完善的智慧電網,電力調度才能更有效益。(台電提供)
台灣智慧電網建置速度緩慢,電力調度遲遲無法更有效益。示意圖(台電提供)

全台900萬戶家戶數,台電訂定2024年要完成300萬戶家戶智慧電表的目標,僅占三分之一,但是這「低標」因為未來3年每年要安裝至少60萬戶,以台電過往執行進度,跳票機會非常大。

綠能發電具間歇性,需要儲能系統搭配,以儲存發電後的多餘電力,避免受到天氣因素的波動影響供電電網能力。

台灣儲能產業及市場發展只處於起步階段,目前完成只有台電、能源局委託工研院執行的示範場域,包括台電的樹林所區儲能設備、金門夏興電廠功率型儲能系統與能量型儲能系統、工研院執行前瞻區域儲能計畫於台電永安、龍井、彰濱等光電站完成的電池儲能系統,合計只有12.17MW。2021年已發包的台南鹽田光電站、路園儲能系統,加上2022年會發包的龍潭、冬山變電所,及彰濱光電站儲能系統,合計也只再增加160MW,距離台電訂2025年完成590MW電力儲能裝置目標,仍有不小的差距。

台灣樹人會常務理事潘翰聲指出,能源轉型不僅是傳統的核能和火力轉成潔淨的再生能源,更要加強電網韌性,因應極端氣候等不確定的風險,儲能系統的廣泛應用,和智慧電表的全面普及,才能「一兼二顧」解決再生能源併網的不穩定,更可以從源頭「跳機不限電」。

潘翰聲以金門為例,全年太陽能發電總量近7%,靠台達電國產研製的儲能系統在200毫秒內送出2MW電力,平常化解大量再生能源併網的巨幅波動,讓發電量和電壓維持穩定,若遇到大型傳統機組緊急跳電時,也能夠即時反應,讓電網有半小時緩衝,為民眾穩定供電。他強調,再生能源結合儲能系統和韌性電網,需要實地驗證來累積大量經驗值,台灣應及早布局。

走向非核家園,再生能源進度卻嚴重落後

在2021年底公投結果揭曉,台灣應可確定走向非核家園,核二、三廠機組陸續除役,核四確定不重啟下,未來供電缺口勢必要由再生能源補足,但是不僅再生能源發電設備建置落後,依照經濟部規畫,2021年底的再生能源占比要達12%,但實際進度僅6%。且欲使再生能源發揮供電最大效益的智慧電表、儲能系統建置緩慢,文化大學經濟系教授柏雲昌指出,不只前端發電設施落後很多,配電建置能否如期完成也是一大問號。

以台積電與達德能源簽署的綠能直購合作協議為例,達德合計1.2 GW裝置容量的風場都要供應給台積電。柏雲昌指出,台積電要求綠電發電通通給他們,然而,中間配電這段設施全都算台電的,變成台電拉電網以滿足綠電公司供電給台積電,中間這段電網建置及所花經費都推給台電的制度,是「非常奇怪的事」。柏雲昌又說,且現況是太陽能、風能都是間歇性的,無法穩定提供電源,要擴大併網容量須擴大區域輸配電電網、變電站、變電所等基礎設施,屆時又勢必遇到在地居民抗議,影響建置進度。

因應再生能源發展,儲能系統應更積極發展。(台電提供)
因應再生能源發展,儲能系統應更積極發展。(台電提供)

此外,目前太陽能發電較多區域是在農業縣市,但台電於農業區架設的電網大都為低壓農業用電,可併聯用饋線容量都不高,很快就飽和,饋線普遍不足,或拉線距離太遠成本過高,亟須解決。離岸風電開發場域集中於彰化、桃園地區,如何併網供應用電需求較多的縣市,也是一大考驗。

台電對此表示,已針對彰化、雲林、嘉義、台南、高雄及屏東等開發模式較明確,潛力案場集中區位集中的光電併網熱點縣市,完成變電所裝設配電主變及輸電線路擴充容量等多項工程,增加輸變電設備裝置容量。

另因離岸風電開發場域集中於彰化、桃園地區,既有電網建設較為薄弱,2017年行政院核定的「離岸風力發電加強電力網第一期計畫」,2021年已在彰化提供1GW併網容量,預計2023年起連續3年再陸續增加0.5GW、 1GW、4GW併網容量,桃園也會在2025年提供0.64GW併網容量。盤點各縣市既設電網可提供離岸風電併網容量,為新北0.55GW、桃園0.5GW、新竹1GW、苗栗0.73GW、雲林0.72GW。

郭台銘預言今年會缺電 梁啟源:不是今年就是明年

中央大學台灣經濟發展研究中心研究員梁啟源質疑,政府拍胸脯不會限電是預設2025年再生能源供電占比達到20%、燃氣占比達50%,但是再生能源建置進度落後,從2016年至今才達成6%,未來這4年要趕14%進度做得到嗎?

梁啟源指出,而且發展再生能源多是在偏鄉地區,都是原本電網到達不了的地方,加上台灣土地因為繼承後分散,一塊地往往有多名地主,建置綠電的輸配電設施光是土地所有權整合都很困難,最後恐淪為即使蓋了也沒有電網輸送,加上綠電的不穩定若沒有建置儲能等設備無法達到供電穩定效果。他認為郭台銘預言的「台灣今年會缺電」即使沒發生, 2023年也鐵定會限電,2025年當燃氣機組未如預期上來,即使燃煤機組全部火力全開也難逃台灣限電的命運。

再生能源要能充分發揮效益,智慧電網、儲能設備都是台灣能源轉型必須關注的重點,也是輸配電業需要高額投資的項目,政府若無法正視問題積極發展,讓能源轉型淪為口號,最後還是全民承擔缺電、停電惡果。

*作者為自由撰稿人

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