只求穩定供電,不問電從哪來?

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穩定而充足的電力供給是維繫一個國家經濟發展與民生需求的根本。隨著科技文明的快速演進以及生活型態的改變,人們對於電力的依賴程度越來越高,舉凡日常生活中的食衣住行、政經活動、文化教育、休閒娛樂,幾乎均已達「無電不可」的境地。相較於二十年前夏天出現經常性限電時的怨聲載道,今日國人在生活品質提高且重度依賴消費性電子產品的情況下,對於短暫停、限電的耐受性,顯然會比以往來的更小,若再出現類似的頻繁限電狀況,將可能導致民怨沸騰。

現實的情況是,過去十年我國未新設任何可充當基、中載的高容量發電設施,於是就在今年六月底、七月初用電量頻頻創新高之際,終於七月二日的電力備轉容量率驟降至1.9%,創下近年新低。沒有人預期到當日會出現如此窘迫的供電狀態,但偏偏適逢兩部民營發電機組與一部台電機組同日出現破管跳機,幸而位於三座核電廠內,燃耗昂貴輕油的六部緊急用氣渦輪發電機均上線供電,避免了一場無預警跳、限電的災難。近幾年,我國電力系統的備用容量率快速下降,從2013年的17.5%、2014年的14.7%、一直到今年的預估值10.4%。面臨老舊發電機組陸續除役、新設機組面臨環保抗爭而停止、既有電廠更新計畫進度緩慢等多重挑戰,未來數年我國的電力備用容量率肯定會持續下降,經常性的限電屆時將無可避免。

過去十年,台電公司的發購電量從2004年的1,812億度上升至2014年的2,192億度,仔細檢視這段期間我國的經濟發展狀況,其實並不是很好,甚至還歷經了金融海嘯,但整體的電力需求仍以每年平均1.92%的成長率增加。2014年的發購電量中,化石燃料(含燃煤、燃氣、燃油)的總發電量佔比高達76.0.%,核能發電的佔比為18.6%,所有再生能源(含太陽能、風能、慣常水力、生質能)的發電量佔比則為4.0%。

由於目前再生能源的發電佔比相對偏低,經濟部能源局在今年初的全國能源會議之後,經濟部能源局在今年初的全國能源會議之後,又將再生能源在2030年的總裝置容量從原先規劃的13,750 MW大幅度加碼至17,250 MW。新的做法是將太陽能發電的裝置容量由2014年的438百萬瓦(MW)增加至8,700 MW,陸域及離岸風電的總裝置容量則由2014年的633 MW增加為5,200 MW,慣常水力發電的裝置容量由現在的2,081 MW小幅度增加至2,200 MW,生質能發電的裝置容量由現在的740 MW增加至950 MW,地熱發電的裝置容量由現在的0 W成為 200 MW。

先不考慮相關儲能技術屆時是否完備,假設上述的發展目標在2030年均可達成,在考慮1.92%的發購電量年成長率之後,我國2030年的電力需求則將達2,972億度,預計較2014年增加780億度,

而在「非核家園」的情況下,2025年之後我國的電力來源將僅剩火力發電與再生能源發電。首先檢視火力發電量的變化情形。依據台電公司《103年長期電源開發方案》,將於2014年至2025年退役的發電機組裝置容量為11,879 MW,同一期間如果林口、大林、通霄三座火力電廠順利完成更新擴建計畫,加上其他規劃中的台電公司發電廠以及民營電廠也均能於2025年完工運轉,則新建機組的裝置容量將有17,369 MW。火力發電在2014年的總發電量為1,667億度,2025年將因此增加為2,100億度。未來十年如果沒有其他新建機組的規劃與動工,預計2030年時我國的火力發電總量將維持這個數值。

接著考慮技術可行最大化發展後的再生能源發電。2014年的風力發電為14.9億度、太陽能發電為5.1億度、慣常水力發電為42.9億度、生質能發電為24.1億度,總發電量為87.0億度,佔當年度全系統發電量的4%;2030年的風力發電將為122.5億度、太陽能發電將為101.4億度、慣常水力發電將為57.1億度、生質能發電將為30.9億度、地熱發電將為17.5億度,極大化後的再生能源總發電量將成為329億度,若再加上抽蓄水力可提供的31億度電,則總供電量可達360億度,佔當年度預估電力需求的12%。

將再生能源發電量與火力發電量加總後,則2030年總發電量將為2,460億度,與2,972億度的預估電力需求相較,將有512億度的缺口。不過,若是大型儲能技術未完成,屆時基、中、尖載的可用電量將短少來自風能與太陽能的224億度,亦即電力缺口將因而上升為736億度。這些數據顯示,腹地有限的台灣即使做到最大化發展,整體再生能源的電力供應依舊無法滿足未來的需求。

如此大的電力缺口,在排除污染性較高的燃煤後,如果全部依賴每度成本3.91元的燃氣發電補足,不僅電價勢必要大幅調漲,我國的人均排碳量也會因此而快速攀升。此外,面對全球性的碳稅課徵,這樣的電源使用配置,將直接衝擊到我國的國際貿易與經濟發展。

然而,台灣社會對於核電議題始終爭執不休,在新設電源開發不易的情況下,電力供給吃緊的現象正逐漸惡化當中。緊接著,今年內還同時出現兩項雪上加霜的衝擊。首先,新北市政府遲遲不願意核發核一廠用過核燃料乾式儲存廠「水保計畫完工證明」的情況下,核一廠的用過燃料池已無空間可容納歲修時退出爐心的用過燃料。接著,用過核燃料境外再處理的招標案,經立法院經濟委員會於今年三月十六日決議暫停辦理。由於用過核燃料無法於歲修時從爐心退出,因此核一廠的一、二號機不待運轉執照到期,將分別在2017年2月與6月提前停止運轉。同樣的情況也會發生在核二廠,原先可分別使用至2021年與2023年的一、二號機,將於2016年11月及2017年5月提前停止運轉。這兩核座電廠的四部機組去年提供超過260億度的電量,佔總供電量的11.9%。

事實上,根據國際原子能總署最新的資料,全世界目前有31個國家仍在使用核電,較2011年福島核能事故前的數量為高,有16個國家共69部核能機組正在興建中,在減碳與能源安全的考量下,使用核電仍是全世界電力供給的趨勢。因此,個人認為眼下較佳的出路,應是讓每度發電成本僅0.95元的核一、二、三廠延役,繼續提供每年400億度的電量;並讓未來每度發電成本2元的核四廠儘速商轉,提供每年210億度的電量;同時也要加快再生能源最大化發展的腳步,積極研發儲能技術,冀望未來再生能源至少可擔任尖載或提供電力備用容量的角色。如此一來,在2030年來臨時,我們不但有足夠的電源供應全國的用電需求,也不會出現過高的電價。

多年來,國人早已習慣使用便宜而穩定的電力,但低廉的電價與優良的供電品質,其實是植基於早年深思熟慮的長遠規劃。如今,在追求「非核家園」的民粹思維下,我們打算將可靠的基礎資源棄如敝屣,轉頭擁抱建構於華麗詞藻下天邊彩虹,這樣的決定對於未來的經濟發展與民生需求會出現甚麼的衝擊,其實答案已經不言可喻了。

(本文之簡短版刊於2015年9月5日聯合報民意論壇:只求穩定供電 不問電從哪來?


葉宗洸
國立清華大學工程與系統科學系教授兼系主任
美國賓州州立大學核子工程學系博士
學術專長:電化學、核電廠水化學、核能材料、核能安全

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