第三章 台灣電力系統的營運和展望
第三節 經濟部能源局對 2020 年的負載預估及電源開發展望
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第三節 經濟部能源局對 2020 年的負載預估及電 源開發展望
雖說往者已矣,來者可追,我們現在每年多花的一千億卻不可能從 明年就減少,因為電源的規劃和開發需要提前五到七年。同樣的,現在 談要不要廢核四或廢核電當然得考慮替代方案,這些方案一樣不可能明 年就準備好。因此現在該做的是把未來七年的負載預測和電源開發方案 規劃好。本研究將先檢視既有的規劃方案,計算它的發電成本。再以這 個成本為基礎,探討廢核四和廢核電之後的替代方案和各自的發電成本。
既有方案在本節分析,廢核電則在下一章專章討論。
在經濟部能源局的網站,『電力政策與價格』頁面上有一個『負載預 測』專區。最新版的負載預測和電源開發規劃正在更新中。前一版的資 料就是 2012 年 4 月的這份『100 年長期負載預測與電源開發規劃摘要報 告』。
報告主要分為負載預測和電源開發兩大主題。負載預測方面,參考 的因素有「經濟成長」、「產業結構」、「人口成長」、「氣溫」、「電價」、「需 求管理65」、「大型開發規劃案66」。因此預測中期 2020 年,長期 2030 年的 電力負載。電源開發則根據規劃中的電廠除役、興建、升級、延壽計畫,
編列到中期 2020 年的所有電源開發方案。無論負載預測或電源開發都有 各年的細目,因此每年的備載容量率都經過一一比對,資料極為詳細。
跳過中間的各年,直接看 2020 年的資料,當年度尖峰負載需求為 48,954MW , 平 均 負 載 為 35,747MW , 全 年 用 電 需 求 含 線 路 損 失 為 316,330GWH(3,163.3 億度)。規劃的電力系統裝置容量為 63,486MW,
系統規劃淨尖峰能力 56,275MW,因此有 15.4%的備用容量率。詳細數 字分拆後如表七67。
電源開發(也就是裝置容量的增減及投入運轉和除役的時程)的預
65 推廣節約用電的效應。
66 新增科學及產業園區等大負載。
67 作者自行整理自「經濟部能源局 100 年長期負載預測及電源開發規劃摘要報告」,2012 年四月。
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估幾乎全來自台電公司的資料。汽電共生的新增容量主要在燃煤和再生 能源,每年兩類各投入 220 MW 到 240MW。獨立電廠則只在風力和太 陽能有新計畫,在這七年之中有倍數的成長。燃油、燃煤、和燃氣都維 持和現況一致。
表 七 2020 年裝置容量計畫及發電量預估
主要的電源開發來自台電。燃煤方面,林口、大林兩個燃煤電廠以 五座新機組淘汰五座老舊機組(其中一座原來是燃氣鍋爐),台中電廠將 增建一座新機組,彰工電廠將增建兩座新機組,讓系統增加 4,400MW 的 燃煤容量。燃油方面則淘汰兩座大林電廠的燃油鍋爐,更新許多離島的 柴油發電機組,讓總燃油容量縮減 1,105MW。燃氣則透過擴建大潭和通 霄兩座電廠來增加 5,417MW 的容量。風力和太陽能也增加了 171MW 的 容量。
最重要的是:核四兩部機在這份規劃中已投入運轉,核一廠的兩部 機組則已除役。核能以核二、三、四廠共六部機組,合計 6,572MW 的 發電容量持續運轉。
從發電量來看。雖然基載的核能增加了 1,428MW 的容量,燃煤增 加了 4,400MW 的容量,兩者的容量因數都高,發電量應該不小。但由 於燃氣的新增裝置容量也有 5,417MW,燃氣的發電量也同步增加,因此 來自所有基載和燃氣發電量的配比變化不大。最關鍵的基載裝置容量比
能源別
裝置容量 發電量 裝置容量 發電量 裝置容量合計 裝置容量佔比 發電量合計 發電量佔比
MW GWH MW GWH MW % GWH %
慣常水力 1800.6 3170 289 880 2089.6 4.06 4050 1.55
抽蓄水力 2602 2890 2602 5.06 2890 1.11
燃煤 13200 81300 3097 21680 16297 31.67 102980 39.41
燃油 2219.5 5400 2219.5 4.31 5400 2.07
燃氣 16010.2 74174 4610 17880 20620.2 40.07 92054 35.23
核能 6572 51000 6572 12.77 51000 19.52
風力太陽能 464.3 1290 592.8 1645 1057.1 2.05 2935 1.12
合計 42868.6 219224 8588.8 42085 51457.4 100 261309 100
台電 獨立電廠 台電加獨立電廠
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在 2011 年是 41.78%68,到了 2020 年只微幅上升到 44.44%,距離理想的 55%還很遙遠。
進一步分析之前,必須知道 2011 年台電的平均發電成本 2.27、民營 獨立電廠的平均發電成本 3.11,各會調整到什麼地步。因此要以經濟部 能源局對 2020 年的裝置容量為基礎,自行計算發電成本。能源局並未將 發電量如本研究以上各表依矩陣方式拆分,也沒提供各發電方式的單位 發電成本,因此必須依照以下步驟,逐一求算各參數以利分析:
1. 計算獨立電廠發電量:
甲、 由於獨立電廠只有風力和太陽能的裝置容量發生變動,
因此除風力和太陽能以外的發電量都維持 2011 年的實際 值。
乙、 風力和太陽能則以新的裝置容量乘上容量因數 31.7%,來 反推發電量。
2. 計算汽電共生發電量:在之前的計算中,汽電共生本是自給自 足的工業用戶,多給電力系統銷售的發電量被當作紅利,因此 並未列入考慮。但能源局的預估卻在此又將汽電共生列入總發 電量,因此要粗估一個數字拆開才能取得和 2011 年相同的比較 基礎。能源局對汽電共生只增加燃煤和生質能的裝置容量,同 時將生質能列入再生能源,預估了加上台電和獨立電廠之後的 全國再生能源總發電量。因此生質能發電量的計算步驟是:以 全國再生能源的總發電量,減除台電和獨立電廠的風力和太陽 能以容量因數 31.7%所產生的發電量,再減除慣常水力的發電 量而得生質能發電量。汽電共生的燃煤則保持 2011 年的容量因 數,以新的裝置容量反推求得。
3. 計算台電發電量:
甲、 將以上獨立電廠和汽電共生的各細項發電量從全國總量 中扣除。
乙、 再以全國各能源發電量的佔比反推各能源發電總數。
68 只計算台電加獨立電廠,計算基礎和第二節一樣。
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丙、 以各能源發電總數扣除各自在獨立電廠和汽電共生中的 發電量,最終獲得台電各能源的分項發電量。
4. 求算各種發電方式單位成本變化:
每發一度電的單位成本可以粗分為兩個部份:燃料成本和非燃 料成本。
不同燃料發電的機組特性決定了每度電的燃料消耗量,這單位 消耗量幾乎是固定的,因此燃料成本的變化和燃料價格走勢成 正比。
非燃料成本除了人事管銷費用的攤提之外,最大宗是建廠資本 支出的攤提。
以下計算假設人事管銷費用只隨物價波動,因為本研究不考慮 物價波動,這項保持 2011 年現值不變。建廠支出攤提則只計算 新投入的電廠,已列入攤提的舊電廠也保持不變。
單位發電成本 = 燃料成本 + 攤提成本
= 燃料成本 + (新廠攤提 + 舊廠攤提 + 人事管銷) 燃料成本:依燃料價格走勢
新廠攤提:計算
舊廠攤提 + 人事管銷:不變 詳細計算過程請參考附錄、一。
表八為將以上計算匯整之後的結果。台電的平均發電成本從 2.27 調 高到 3.16,上漲 0.89,漲幅 39%;民營獨立電廠的平均發電成本從 3.11 調高到 3.98,上漲 0.87,漲幅 28%。考慮台電對民營獨立電廠的發電量 比約 5/1,估計屆時平均發電成本將上調約 37.2%。
分析
未來七年單單燃料的漲幅,煤、油、天然氣就各有 29%、57%、36%
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72「2011 年各國平均電價比較」,台電公司網站(轉錄國際能源總署 International Energy Agency, IEA 資料)
慣常水力 1800.6 3170 20.1 1.58 289 880 34.8 2.26
抽蓄水力 2602 2890 12.7 2.98
燃煤 13200 81300 70.3 2.34 3097 21680 79.9 2.84 8035.4 45300 64.4 2.26
燃油 2219.5 5400 27.8 9.94 983 2270 26.4 2.26
燃氣 16010.2 74174 52.9 5.03 4610 17880 44.3 5.61 28 151 61.6 2.26
核能 6572 51000 88.6 1.16
風力太陽能 464.3 1290 31.7 1.58 592.8 1645 31.7 2.26 2982.4 7300 27.9 2.26
合計 42868.6 219224 3.16 8588.8 42085 3.98 12028.8 55021 2.26
台電 獨立電廠 汽電共生
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2 它的規劃不在電業自由化的環境之下,讓電價穩定而不晃動。高耗能 的產業因為沒有波動的電價,進一步節能的動機有限,節能產業也沒 有發展的市場。
3 說它體諒產業而不抬高發電成本嗎?也不是。因為這份規劃也沒能向 理想的電源結構靠近,基載裝置容量比由 2011 年的 42%只上升到 2020 年的 44%,距離理想的 55%還很遙遠。我們現在每年多花的一千億元 發電成本到了 2020 年只下降到 707 億73,改善極為有限。
然而,這就是我們目前的計畫。能源局在 2013 年 10 月 4 日將它從 網站取下之後,應該會有更進一步的規劃,但這是現階段唯一可以作為 分析依據的計畫。
下一章還是以這份計畫為基礎,分析 2020 年停用核四、甚至更大膽 的停用核電情境下,成本最低和最高的替代方案。同時計算各方案的單 位發電成本。
73 11%的燃氣裝置容量約 5,660MW 如果移到燃煤,以 53%的容量因數計算每年可發 26,278GWH 的電,每度差 5.03 - 2.34 = 2.69,每年一共可省 707 億。
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