趙家緯/303全台大停電事件:停電是因為電力不足嗎? | 特約作者 | 鳴人堂
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「習時代」回望江澤民昔日對台政策,兩岸戰略模糊空間早已不再

趙家緯/303全台大停電事件:停電是因為電力不足嗎?

圖/聯合報系資料照片
圖/聯合報系資料照片

(※文:趙家緯,台灣環境規劃協會理事長。)

3月3日上午9點7分發生的全台大停電事件,影響了549萬戶停電,歷經12小時完全復電。與2017年815停電事故與去年度的513與517事故相較,此次停電事故影響戶數雖低於815停電事故,但復電時間均較前三次事故為長。再者,此次事故乃是發生在3月,當日尖峰負載預估值3,100萬瓩,發生事故前負載更未達2,900萬瓩,遠低於前三次事故時均已達3,700萬瓩的夏日用電高峰之時。但其跳脫機組裝置容量卻為815停電事故的2.5倍、513事故的四倍。

事件發生後,許多矛頭又將其指向能源轉型政策,工業總會表示將在六個月內提出能源政策建言,要求政府檢討現行能源政策。而台北市長柯文哲則是趁機斷言核能三廠必須延役,才能確保供電穩定。但倘若未能確切掌握3月3日停電事故的本質,則恐怕這些建言書與評論均無助於降低台灣電力脆弱度。

停電並非電不夠

首先,這並非是發電裝置容量不夠的問題。充足的備轉容量可因應故障跳機的程度,也就是容忍兩部最大機組因故障無法發電時,還可維持系統穩定,此為「最大機組N-2」原則。而當日發電系統裝置容量最高的兩部機組為核三的一、二號,裝置容量總計為190萬瓩。

但本次停電事故,肇因於「興達電廠匯流排保護電驛跳脫功能閉鎖」,導致龍崎及路北等五座超高壓變電所啟動保護機制,而位於南部地區的大林、南火、興達、核三、麥寮、嘉惠、豐德等電廠因此受影響而跳脫,瞬間減少1,050萬瓩的供電能力,遠高於備轉容量可因應的範圍。且在將近三分之一的供電能力均瞬間跳脫時,由於瞬間頻率失衡,當日無論準備多少的備轉容量,都無法避免其導致全台大停電。

再者,依據統計,全台有八成左右的工業區均受到影響,因此工業界亦有「若未能確保供電穩定,將影響投資意願」的論調;不過此論調卻忽略,當日亦有工商業用戶,因設有儲能設備,發揮不斷電系統的功能,而未受衝擊(例如,設有5MW儲能系統的台達平鎮廠,便未受影響)。許多工業大用戶,均已受到依據《再生能源發展條例》訂定的《一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法》的再生能源設置義務規範,應設置占其契約容量10%的再生能源或是儲能設備。

本次停電事故,肇因於「興達電廠匯流排保護電驛跳脫功能閉鎖」,導致龍崎及路北等五座超高壓變電所啟動保護機制。 圖/聯合報系資料照片
本次停電事故,肇因於「興達電廠匯流排保護電驛跳脫功能閉鎖」,導致龍崎及路北等五座超高壓變電所啟動保護機制。 圖/聯合報系資料照片

因此此次受到影響的能源大用戶,除批評台電以外,亦須檢視自身履行此規範的進度。受到影響的產業,更應自問過往是否支持工業總會阻礙此規範的游說行動,導致施行範圍由800kw以上限縮至5000kw以上,履行期限更放寬至2025年,反減損了自身的風險管理能力。提升供電系統的韌性,不僅止於政府與電力業的責任,在行政院的能源轉型白皮書中,推動能源用戶亦需履行能源轉型責任。

最後,亦有論者強調這次事件,顯示台灣需要燃煤與核能的基載電力。但此論點,卻完全無視於3月3日的復電速度,主要是由再生能源與燃氣等所做出的貢獻。如圖所示,由於3月為空污季,已規劃燃煤機組歲修,輔以當日空氣品質不佳,又有多部燃煤機組停機,可以從圖中看出當日主要的供電能力來源為燃氣機組。

3月3日上午9點7分事故發生後,燃氣發電能力減少430萬瓩、燃煤減少188萬瓩,核能則減少189萬瓩。其中,燃氣機組的發電能力於下午兩點半已回升至跳電前的水準。燃煤方面,則在該日都未能回升至跳電前的水準。但是核三廠機組跳脫後,則直到3月4日晚上11點方併聯發電。意即核電廠此類啟動時間需時甚長的機組,當跳脫停機後,對當日復電速度是毫無助益。

針對光電的部分,雖因台電官網的即時系統上顯示的資訊,並非實際併網量,故未能掌握南部案場因事故所造成的跳脫量以及併網速度。儘管缺乏大眾可及的實證資料,由於光電並不像火力機組跟核能機組於跳脫後,需由經較長啟動時間程序方可併網,故當電網頻率穩定後,應便可併網。

若從當日實際發生的狀況觀察之,在傍晚光電無法發揮供電能力,亦有部分已復電地區歷經第二次停電,併同在台電去年度《513及517停電事故檢討報吿》中,亦指出太陽光電隨饋線卸載亦一併卸載,導致事故發生當下供電能力更為不足,顯見光電對於復電速度乃是有正面助益。

圖/作者整理自台電即時發電資訊平台
圖/作者整理自台電即時發電資訊平台

2025年的台灣會如何?

雖然經濟部已解釋本次並非缺電,但各方更為關注者在能源轉型的政策方向下,是否可以確保電力系統安全。

國際能源總署(IEA)在去年度的《2021電力安全報告》(Electricity Security 2021)中,為了加速電力系統減碳,風力與太陽光電此類具有變動性的再生能源於電力結構的占比在2040年時要提升到45%以上,因此傳統仰賴基載電力的規劃思維已無法滿足需求。

要確保電力系統的穩定,則在大舉布建再生能源之時,亦需提升現行發電廠的運作彈性,以及需量反應、儲能等具有彈性的電力資源擴增速度,也要跟得上再生能源發展速度。但若檢視國際趨勢,在電網的投資卻是持續下降,無法滿足需求。且在後續電力系統規劃上,更需要整合輸配端、用電大戶與城市規劃,針對橫跨行政區的整體電力價值制定規劃標準與長期投資方案。

若參考國際能源總署的報告,則可從發電端與電網端檢視台灣的能源政策方向,是否足以確保電力系統安全,從發電端分析,若台灣於2025年可達到再生能源占比20%以及燃氣占比提升至50%的目標,則在該年3月時,燃煤機組於發電能力占比將降至10%以下,而核電機組則僅設核三的二號機,因此可大幅降低發電系統中,反應速度較慢的機組之占比。

圖為核三廠。 圖/本報資料照片
圖為核三廠。 圖/本報資料照片

搭配智慧電網計畫的推行,該年度再生能源即時可監測量亦可達到16.5GW,大幅提升電力調度單位對於變動性再生能源預測以及因應的能力。但依據台電委託研究,當再生能源愈多,發電機組跳脫事故對於頻率的變動影響也就愈大,因此更需強化在電網端的因應。

在電網端,最主要的政策為「智慧電網總體規劃方案」。該方案中,除了較廣為人知的智慧電表數要於2025年提升到三百0萬戶以外,亦提出將燃煤電廠不可用率由1.55%降至1.2%、機電事故發生率由每年20次降至每年15次、輸電系統故障時間由每年1.62小時降至1.42小時等目標。

但該方案中,最可因應的諸如這幾次機組跳脫事故的作為乃為推動快速反應負載資源(FRR)達到300MW與儲能可提供的自動頻率控制(AFC)輔助服務590MW,平時協助因應再生能源間歇性,事故時協助系統應可承受一部機組跳機不跳脫一般負載。

去年度5月兩次停電事故之後,政府已將儲能發展目標近乎倍增至1GW,但卻未能同步提升快速反應負載資源(FRR)的政策目標。若其同時加倍,則可見讓可承受跳脫機組數達到兩部機組,再搭配備轉容量可因應的兩部機組跳脫事故,則可大幅度提升電力系統安全。

無論是光電或離岸風電發展,其造成社會及環境影響衝擊問題漸浮檯面。 圖/歐新社
無論是光電或離岸風電發展,其造成社會及環境影響衝擊問題漸浮檯面。 圖/歐新社

提升韌性的關鍵要素

事故發生後,台電董事長與總經理已請辭獲准,而行政院長則責成經濟部要在六個月內找出電網韌性問題,並盤整解決。但若比對此次事故肇因與相關討論,則多可見諸於《513及517停電事故檢討報吿》。如該次報告中便已就設備操作與維護管理面提出要落實SOP、確保防呆機制等作為。在提升電力系統韌性上,則列舉出盤點電力設施脆弱度、建構電力系統諮詢平台、評估區域電網等措施。

這些措施雖均列入管考事項,也非短期便可完整的事項,但在缺乏公眾監督與稽核下,又遭逢此次停電事件,更增添對於電力系統穩定性的憂慮。而在3月8日公布的《303 停電事故檢討報告》中,則再次提出「設置風險管控專責單位及提高電網管理層級」、「強化電網韌性的設計」、「邀集國內外電力系統專家協助診斷」、「強化人員的訓練與風險意識」、「建議投入國家資源以加速提升電網韌性」等五項改善對策。

與去年檢討報告相比較,主要差異之處則為此次檢討報告提出了台電因累積虧損導致電力設施進度及韌性無法匹配這一點。但若要讓民眾在經歷本次跳電事故後,願意接受電價調漲,則應於後續檢討上,就「完善監管機制」、「全面韌性評估」、「適足電網基礎設施投資」三面向提出根本性的改善方式。

行政院長則責成經濟部要在六個月內找出電網韌性問題,並盤整解決。 圖/聯合報系資料照片
行政院長則責成經濟部要在六個月內找出電網韌性問題,並盤整解決。 圖/聯合報系資料照片

1. 完善監管機制

現行僅仰賴電力系統諮詢平台此類不定期諮詢會議的方式,無法發揮電力業監管效果。仍應儘速依據《電業法》第3條,建立電業管制機關,方可有充足資源以及問責機制,檢視電力供需規劃、電業市場運作、調度是否可達到確保電力系統穩定之功效。

2. 全面韌性評估

電力系統風險,不僅限於本次的操作事故,國際上亦關注極端氣候事件與網路攻擊的影響,故應納入電力設施脆弱度的項目之中。再者,現行的備用容量率與備轉容量率已非電力韌性適切指標,故應參考國際能源總署最新提出「電力系統安全分析架構」,以多重指標作為電力系統韌性之分析依據。

3. 適足電網基礎設施投資

目前「智慧電網總體規劃方案」中,並未提出整體台灣在電網強化上投資的總預算,而在台電預算書中,則是分別將第七輸變電計畫、板橋一次變電所改建、北區一期電網專案計畫等預算規模相差百倍的個別專案計畫列出,未見整體電網投資規劃。且輸變電計畫之推動,亦牽涉到地方政府之職權,如新北、松湖超高壓變電所因抗爭等外在因素延宕,亦是導致第七輸變電計畫工期再次由2021年展延至2025年之因素。故在此呼籲行政院應適時介入協助,搭配此次電力設施韌性檢討以及未來再生能源擴增之需求,提出長期且適足的電網基礎設施投資,方可確保維生系統韌性。

303大停電造成街頭交通號誌停擺,警察第一時間趕到各路口執行交通管制,仍發生多起碰撞事故。 圖/聯合報系資料照片
303大停電造成街頭交通號誌停擺,警察第一時間趕到各路口執行交通管制,仍發生多起碰撞事故。 圖/聯合報系資料照片

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