鴻海創辦人郭台銘先生日前表示「明年一定缺電」,引起各界關注,然而事情可沒有郭董說的這麼簡單,未來的電力危機,絕對不只是缺電而已。
首先要先了解一個電機概念:冷機(待機)負載極限,它指的是火力機組的最低負載極限,若運轉功率低於這個極限就必須解聯停機,否則會故障跳機。燃煤的冷機極限為60%,CCGT複循環燃氣為30%。
按政府規劃,2025年光電裝置容量將達20GW,風電約6GW,而冬季淨尖峰負載約30GW。若情況良好,白天風光電可貢獻約25GW,火力則負責剩下的5GW。
由於上述提到冷機極限,使得火力機組必須以60%或30%運轉,才能盡可能讓火力的負載維持在5GW,但即便是以最低負載運轉,火力供電仍會超過5GW,因為火力機組的裝置容量很大。
此時,系統總供電大於總負載(30GW),這將對電網構成極大威脅。首先,對機組的影響是,多餘的電轉換成機組的轉動動能,造成轉速過快(頻率驟升),導致機組效率驟降,很容易保護跳機(跳了就停電);而對輸電系統的衝擊是電流過大、過集中,輸電壅塞,變電所這種中轉設備容易故障(爆了也一樣停電)。
要防止轉速過快就得棄載,但理論上該放棄的是光電(調度上更安全,能源工程稱作solar curtailment),但政府推的綠能先行,不允許棄掉綠電,台電只能對火力機組下手,但前面提過,火力已處在最低負載,再降載就必須解聯停機。
關鍵就在這裡,一旦停機,日落時20GW的光電會全部歸零(鴨子曲線),誰來補?這可是將近70%的電!若僅靠沒解聯的火力機組,短時間最多提升約5~10GW,剩下10~15GW,只能重新點火稍早為防止轉速過快而解聯的機組,但要重新喚醒這些機組,光是熱機燃煤就要8小時,燃氣3小時,而光電在2小時內就會全數歸零,完全來不及,這就是517明明沒有機組故障,卻還是晚上停電的慘劇。
此外,我國綠能政策同樣為電力危機埋下定時炸彈。美國綠能發展原則為:儲能容量必須達到綠能裝置量約12%,且有很大比例是抽蓄,但台灣呢?我國沒有地方能弄抽蓄了,未來儲能只有電池,但它造價昂貴且極容易燒毀,這導致它沒有商業誘因,沒有業者敢蓋,2025年我國儲能只有590MW,僅佔2%,而且美國電網規模很大,綠能衝擊相對可以承受;我國電網小又是海島型,意味需要遠多於12%的儲能佔比。而白天將近70%的光電滲透率,一日落70%的供電落差,電網絕對會崩潰,若未來只如郭董所言,僅缺電而已,那還真的是天佑台灣。
廢核後,我國電網沒有足夠的轉動慣量維持電網穩定,而燃氣建置根本趕不上2025年的需求,能源政策已走進死胡同,完全沒有逆轉可能,未來513/517停電會是日常,甚至是更嚴重的全國停電(blackouts),這全都是躁進能源政策的必然後果,也是未來國人必須承擔的責任。
作為工程師,實在不忍看著國人在一片歡呼聲的自取滅亡!
*作者為留美核工師