觀點投書:綠能的歲月靜好,因為有核能負重前行!

2021-12-17 05:30

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核四廠命運多舛。(王伯輝提供)

核四廠命運多舛。(王伯輝提供)

公投將至,反核環團、政府及其大量側翼一再宣稱燃氣、綠能的「年發電量」與核四相當,足以取代核四。核四辯論的後三場反方,也不遺餘力否定核能長期對電網穩定的貢獻,甚至祭出「三接可以解決缺電」的鬼話,大肆為綠能的前景背書,無視實際的調度困境,以及李敏院長近期在立法院揭穿我國燃氣機組、接收站完全不足的問題,倘若核能如期除役,核四不重啟,我國電網在不遠的未來必將崩潰。

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為何實政府的能源政策在現實中很難做到?

 

目前台灣日間的綠能佔比可達10%,但在下午會於數小時內盡數歸零,這就是綠能大名鼎鼎的鴨子曲線。要處理這隻鴨子,我們在下午2-3點時,會升載燃氣機組來補足10%的供電缺口,並搭配儲能、電力輔助服務來定速調頻,確保供電穩定,這也是全世界電力調度的基本原則:瞬時負載與供電時刻保持相等。

然而危機就在這裡,由於我們無法精準預測光電下降的速率,而調度上又得讓每時每刻的負載與供電相平衡,代表一旦我們的燃氣升載少於光電的預期降載,這一瞬間供需平衡被打破,供電量少於用電量,在廢核、燃煤又降載下,系統沒有足夠的轉動慣量防止頻率驟降,如果此時儲能無法cover (在現實中確實很難),機組轉速會大幅降低,物理上的反應是系統頻率驟降,一旦低至59.5Hz則直接低頻電驛動作卸載,這就是517明明沒有機組故障,卻還是在晚上停電的原因。

因此,為了確保供電無虞,我們會讓燃氣的升載量在一定程度上大於光電的預期降載量,但這意味供電量在這一瞬間是大於負載的,這多餘的電會轉變成機組轉子的轉動動能,造成轉速上升,物理上反應就是頻率過快,過快的轉速不僅會影響電機作功效率,徒增風險與成本,還會導致輸電系統壅塞、電壓變動,很有可能造成低頻電驛動作卸載,引發停電。故在調度上必須放棄這些電力(棄載)以保護機組,也無法把多餘的電儲存起來,因為儲能在鴨子曲線時段通常是滿狀態,以應對升載情況不佳時的緊急狀況。

而大幅且頻繁棄載的代價就是成本大增,因為實際發出的100度電其實只用了80度,而棄載率各國家、地區不盡相同,在一年中不同時段也不同,例如加州2017年在Q1時的棄載率約為3%,但在有些月份則來到20-30%,這將給電網帶來極大衝擊,而加州的儲能系統相對成熟許多,也有電力輔助服務來cover綠能,但為何今夏還是頻繁分區供電,甚至官方出來拜託電動車車主盡量不要在下午充電?因為有太多不可控因素無法被量化,而這正是我國將面臨的困難。

我國現在白天的綠能僅10%,照政府規劃2025年很可能日間尖峰能達到20%以上,這代表我們需購買更多的複循環燃氣機組,才能處理日落就消失的20%電力,而未來核能退役,燃氣必須肩負起基載電力,以及夜間沒有綠能的負載需求,可想而知未來夏季的用氣量有多驚人,根本沒有餘裕再來對付鴨子曲線。以「108/109電力供需報告」的燃氣現況來看,在2025年絕對不可能補足供電缺口,也絕對還會有517的晚上停電,而我國的電網穩定會因頻繁停電逐漸弱化;然而我國的政治人物,一再強調燃氣、綠能為藍圖的能源轉型,無視實際的發展困境,誆騙純樸的台灣民眾。

政府、環團一再強調「未來有智慧電網、儲能、殘載、CCS等下一代科技可以配合綠能」,然而供電不是舉債,必須務實處理今日的供電問題,我們無法如向未來借錢一般,向未來借技術、借電力。在10-20年後,下一代電網是否能以殘載這種前沿理論來調度,我相信一定可以,哪怕是現在,虛擬同步機、快反儲能等科技,在世界各國都已經小規模投入使用且有很好的成果,但在技術成熟到能大規模應用前,無法放棄核能,拿未來科技輔佐今天的電網,這不合科學精神。

老話一句,請支持核四為我國轉型贏得時間。

*作者為在美國讀核工的台灣人。

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