在基礎設施面,本文考量了備用容量率負 偏離度、備轉容量率負偏離度、區域負載負偏 離度、與他國電網連接負偏離度、負載率(捕捉
負載轉移餘裕降低的風險)、天然氣月周轉次數 (捕捉天然氣供應中斷下可撐天數降低的風險) 以及電力生產結構脆弱度,共計七項次指標。
其中,與他國電網連接負偏離度,因我國屬於 孤島型的獨立電網,未曾與他國進行併聯,故 本數值在樣本期間中均為風險最高的100,不另 表述。但是假若未來我國的電力系統在可與他 國併聯,連接度將離最適值(歐盟建議10%)較為 接近,負偏離的程度將縮小,代表在不過於依 賴他國的前提之下,電網的穩定程度將可獲得 提高,進而降低整體基礎設施的脆弱程度。
4.2.1 備用容量率負偏離度
依據台電資料,1990年代我國備用電源不 足,限電次數共46次,其中1994年一年之內曾 達16次之多,而當時的備用容量率多在4.2~7%
的水準,一直到政府開放民營電廠興建,才逐 漸回升到政策目標值之上(詳如圖14)。
2014年後,因為電源開發未能如期進行,
加上核四廠封存,我國備用容量率再度降低至 政策目標值以下。加上非核家園政策的推動,
資料來源: 本文繪製。資料來自台灣電力公司,歷年停限電次數,http://www.taipower.com.tw/
content/new_info/new_info-d22.aspx。
圖14 我國歷年備用容量率
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0 5 10 15 20 25 30
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
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既有核電廠部分機組大多時間處於歲修逾排程 狀況而未能運轉,2016年台電的實績備用容量 率已降到10.4% (此數值將核一廠一號機、核二 廠二號機計入系統,但林口新一號機未計入系 統。倘若核一廠一號機、核二廠二號機皆不計 入系統,但計入林口新一號機併聯試運轉的貢 獻計入系統,則為8.1%17)。2017年台電的備用 容量率雖然預期仍能維持10%,但假若再扣除 核二廠二號機(目前仍處於歲修逾排程狀況),
實績備用容量率可能僅有7.3%的水準。
因此,若最適備用容量率以政策目標值 (2006年以前的政策目標為20%;2006-2011年政 策目標為16%;2012年之後則為15%)作為電力 供應穩定衡量標準,來計算負偏離度,將呈現 一個凹字型的樣子(詳如圖15),並在近年急速 惡化,已接近1990年限電年代的水準,顯示我 國電源供應餘裕降低所帶來的風險激增。
另外值得提醒的是,在2002至2013年間,
備用容量率高於最適備用容量率,雖可能有過 度投資的現象,但就電力供應安全而言則因較 無缺電疑慮,故其負偏離度的數值接近0,風險 極低。
4.2.2 備轉容量率負偏離度
根據台電公司自2004年至2017年第二季 的每日備轉容量與容量率的資料,並取「當季 的最低值」可以看到,2004年第一季備轉容量 率最低值為 4.79%,隨著電力供需變動,2007-2013年間,備轉容量率最低值發生於2007年第 二季,達4.26%,多數時段我國備轉容量率均 在10%之上,僅2013年第二季時降為5.86%,
然而,至2014年之後我國備轉容量率即逐步下 降,2015年第三季最低時僅為1.9%,至2016年 第二季時之備轉容量率更低達1.64%,幾近台 電公司執行限電措施的狀態,是樣本期間內的 最低值(詳如圖16)。
在這樣的狀態之下,我們可以用備轉容量 率負偏離度來捕捉電力系統每天實際可調度之 發電容量裕度緊澀所帶來的風險。將台電公司 的備轉容量率燈號中界定綠燈(代表供電充裕) 或黃燈(代表供電吃緊)的10%,作為最適備轉容 量率的標準;並且將樣本期間內的每日備轉容 量率,取當季的最低值後,來計算備轉容量率 負偏離度。可以發現我國的備轉容量率負偏離
17 台灣電力公司(2016),「備用容量之說明」,http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_
info-c33.aspx? LinkID=13 (最後瀏覽日期:2017年9月20日)。
資料來源:本文計算。
圖15 備用容量率負偏離度(1990年Q1至2017年Q2)
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0 50 100
1990Q1 1991Q1 1992Q1 1993Q1 1994Q1 1995Q1 1996Q1 1997Q1 1998Q1 1999Q1 2000Q1 2001Q1 2002Q1 2003Q1 2004Q1 2005Q1 2006Q1 2007Q1 2008Q1 2009Q1 2010Q1 2011Q1 2012Q1 2013Q1 2014Q1 2015Q1 2016Q1 2017Q1
度也在近年快速惡化,2017年第二季已達68.4 (2016年第二季則高達83.6),顯示我國電力系 統每天實際可調度之發電容量裕度緊澀,有可 能因為天災與事故而造成停限電的發生(詳如圖 17)。例如:在樣本期間外的2017年7月底發生 雙颱襲臺,造成和平電廠對外輸電鐵塔倒塌,
台電公司供電能量頓時減少130萬瓩,並在其後 兩度出現限電警戒的紅燈。
4.2.3 區域負載負偏離度
在臺灣各區域之電力供需負載概況中,
北部地區之電力需求均大於電力供給,需仰賴 資料來源: 本文繪製。資料來自台灣電力公司,歷年每日尖峰備轉容量曲線,http://www.taipower.
com.tw/content/new_info/new_info_in.aspx?LinkID=26。
圖16 各季備轉容量率最低值(2004年Q1至2017年Q2)
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0 4 8 12 16
2004Q1 2004Q3 2005Q1 2005Q3 2006Q1 2006Q3 2007Q1 2007Q3 2008Q1 2008Q3 2009Q1 2009Q3 2010Q1 2010Q3 2011Q1 2011Q3 2012Q1 2012Q3 2013Q1 2013Q3 2014Q1 2014Q3 2015Q1 2015Q3 2016Q1 2016Q3 2017Q1
%
資料來源: 本文繪製。資料來自台灣電力公司,歷年每日尖峰備轉容量曲線,http://www.taipower.
com.tw/content/new_info/new_info_in.aspx?LinkID=26。
圖17 備轉容量率負偏離度(2004年Q1至2017年Q2)
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0 50 100
2004Q1 2004Q3 2005Q1 2005Q3 2006Q1 2006Q3 2007Q1 2007Q3 2008Q1 2008Q3 2009Q1 2009Q3 2010Q1 2010Q3 2011Q1 2011Q3 2012Q1 2012Q3 2013Q1 2013Q3 2014Q1 2014Q3 2015Q1 2015Q3 2016Q1 2016Q3 2017Q1
中部地區輸送電力,長期以往呈現南電北送現 象,在這樣的狀態下,本文以區域負載負偏離 度捕捉區域電網供需失衡與輸電壓力風險。在 2006-2016年間,區域負載負偏離度曾一度好 轉,降至2014年之32.4,但其後因北部電源供 應不足、電力需求上升,2015年之負載預測偏 離度又回升到87.9,2016年回降到71.5,如圖18 所示。
不過這並不代表區域供需缺口將會縮小,
相反地北部地區長期電力供應不足的問題可能 短期無解。依據台電資料,2017至2023年間,
北部地區的電源均將不足以支應負載18。若未 來全面停用核能,加上協和電廠除役,淡水河 以東的大臺北地區將無電廠,而被寄予厚望的 風力與太陽光電,因為先天條件的限制,未來 興建的地點也將多半集中在中南部地區,因此 未來北部地區的供電缺口將有可能會超過中北 輸電幹線可靠送電能力(200-300萬瓩)。中北輸 電幹線電塔數量逾萬,若未來其中有一個超高 壓電塔因天災而倒塌,北部地區將有大規模停 電的危機,例如2017年6月北部暴雨造成核一廠
聯外電塔倒塌,以及7月和平電廠聯外電塔因颱 風倒塌的事件均是警訊。
4.2.4 負載率
依據能源統計資料顯示,1990年我國尖峰 負載和平均負載分別約為1,451.1萬瓩、940.1 萬瓩,其後隨著經濟發展和生活水準提升,產 業及家計部門之電力消費量持續增加,至2016 年時我國尖峰負載和平均負載已分別達2,847.2 萬瓩、2,383.9萬瓩,年均成長率則分別為2.63
%、3.64%,即平均負載增長速度高於尖峰負 載。如圖19所示。故觀察我國負載率變化,
1990年第一季負載率為77.87%,其後負載率漸 次提高,至2012第四季時達到最高值84.1%,
至2017年第二季時則為81.39%。
一般而言,負載率越高越好,但是因為負 載率具有極值(100%),加上和主要國家比較,
我國的負載率已經達到極高的水準。台電公司 的資料顯示,我國2012-2016年的負載率「平均 值」約為82%;但是根據日本電氣事業聯合會 (The Federation of Electric Power Companies of
18 台灣電力公司(2016),「北部電網供電現況」,http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_
info-c23.aspx? LinkID=12 (最後瀏覽日期:2017年7月18日)。
資料來源:本文計算。
圖18 區域負載負偏離度(2006年Q1至2017年Q2)
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0 50 100
2006Q1 2006Q3 2007Q1 2007Q3 2008Q1 2008Q3 2009Q1 2009Q3 2010Q1 2010Q3 2011Q1 2011Q3 2012Q1 2012Q3 2013Q1 2013Q3 2014Q1 2014Q3 2015Q1 2015Q3 2016Q1 2016Q3 2017Q1
Japan, FEPCJ) 2015年報告指出,德國在1990-2011年間的負載率「最高值」僅77%,其他國 家的負載率「最高值」更是遠遠低於我國的
「平均值」,例如美國(61%)、英國(67%)、加 拿大(69%)、法國(70%)、義大利(59%)、日本 (68%) (FEPCJ, 2015)。因此,現階段較高負載 率亦代表未來要透過加強抑低尖峰來穩定電力 系統之空間已所剩無幾。過高的負載率加上我
國目前的低備轉容量狀況,代表多數的發電機 組長期處於高負荷狀態,難以排修、維護。若 是電力需求突增,或機組出現故障,又或者出 現任何的意外事故,都將導致跳電。如圖20所 示。
舉2017年8月15日的大潭燃氣機組跳機的 例子而言,其實事件發生的時間已接近傍晚時 分,但是負載卻沒有因此大幅下降,大潭電廠 資料來源:本文繪製。資料來自AREMOS統計資料庫,http://net.aremos.org.tw/。
圖19 我國尖峰負載與平均負載
資料來源:本文繪製。資料來自AREMOS統計資料庫,http://net.aremos.org.tw/。
圖20 負載率(1990年Q1至2017年Q2) 80
90 100
1990Q1 1991Q1 1992Q1 1993Q1 1994Q1 1995Q1 1996Q1 1997Q1 1998Q1 1999Q1 2000Q1 2001Q1 2002Q1 2003Q1 2004Q1 2005Q1 2006Q1 2007Q1 2008Q1 2009Q1 2010Q1 2011Q1 2012Q1 2013Q1 2014Q1 2015Q1 2016Q1 2017Q1
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0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
百萬瓩(MW)
平均負載 尖峰負載
的各機組仍滿載發電,故當中油公司於電廠旁 的計量站因人為疏失導致中斷供氣時,全部六 個機組均跳機,進而造成全臺大範圍停電的嚴 重事故。因此,在抑低尖峰為國內需求面的主 要措施之下,負載轉移餘裕空間的降低將造成 相當大的風險。
4.2.5 天然氣月周轉次數
天然氣的接收與儲存設備建設不易,1990 年4月我國首座天然氣接收站,永安液化天然氣 接收站啟用,儲槽容量69萬公秉。至 2009年7 月,臺中液化天然氣接收站啟用,合計儲槽容 量48萬公秉。然而,近年來隨著我國天然氣消 費量的快速提升,我國天然氣存量的月週轉次 數也快速提高,天然氣相關儲輸設備的營運壓 力也水漲船高。
根據IEA 2016年「全球天然氣安全回顧 (Global Gas Security Review)」所彙整的資料 顯,我國天然氣儲輸設備的營運壓力在所有 亞洲主要的液化天然氣進口國家中最高(IEA, 2016)。舉例來說,韓國的液化天然氣再氣化 設備利用率約為34%;而臺灣的設備利用率不
但在2015年超過百分之百,2016年還能夠百尺 竿頭更進一步,設備利用率比前一年更高。另 外,日本與韓國之年平均天然氣周轉天數分別 為36天及53天,而臺灣則僅有13天。
在一般的企業營運中,以存貨為例,存貨 的週轉次數高本來是件好事,但考量臺灣夏季 颱風較多,由於液化天然氣載運船若在入港前 後遇到颱風,須因安全因素遠離待命。因此,
若天然氣進口來源中斷可撐天數小於3天,即有 可能因為颱風因素而斷氣,甚至一次接連發布 兩個颱風陸上警報也在2017年7月成真,因此本 文以天然氣月周轉次數來捕捉供應中斷時可撐 天數降低所代表的風險。
由圖21可知,我國天然氣月周轉次數由 1990年第一季之0.411次,一路上升至2007年第 三季之4.73次,其後得益於2006年永安站儲槽 擴建及2009年臺中站儲槽完工而一度好轉。惟 至2017年第二季再次上升至4.35次,換言之,
即使我國儲存天然氣的貯糟滿載,假若於夏季 用電尖峰期間發生天災或其他事件(海運封鎖) 導致天然氣供應中斷,若不採行應變措施減少 天然氣使用量,預計可用的天然氣數量僅能支
資料來源:本文計算。
圖21 天然氣月周轉次數(1990年Q1至2017年Q2)
圖21 天然氣月周轉次數(1990年Q1至2017年Q2)