2017年5月19日 星期五

缺電之夏系列二: 不蓋電廠也能挺過缺電危機,「需量反應」這麼行?

"面對「電不夠用」的疑慮,外界壓力多環繞在如何加裝更多發電機組。可是遠水不一定救得了近火。很多人都忘了,比起「開源」,「節流」同樣可做出貢獻。"
南韓2011年發生大停電,不只官員因此下台,當晚職棒賽事也被迫取消。(來源:朝鮮日報

文/高宜凡(台達電子文教基金會計畫主任)


    一次突如其來的停電,就會讓一個大官下台?別笑,是真的!

    2011915日下午三點,南韓因為突如其來的秋老虎高溫,使電網尖峰負載飆升至7200萬瓩(72GW),超乎國營電力公司KEPCO原本估計的6400萬瓩(64 GW),結果造成全國無預警斷電數小時,影響超過600萬用戶,不僅交通、電信、工廠作業大亂,還有多人被困電梯,連職棒賽事也得取消,時任總統的李明博大為震怒,當月底,身為主管機關的知識經濟部長崔重卿便下台一鞠躬。

    類似景象,以後會不會發生在台灣?

時隔20年,台灣缺電潮捲土重來

    去年(2016531日,台灣創下10年來最低的備用容量率記錄(1.64%),尖峰用電一度只剩564MW可資調度,距離準備限電的門檻(500 MW)近在咫尺。2017年盛夏將至,明眼人都知道,今年又將是充滿挑戰的一年。

    缺電是啥米滋味?很多人或許都沒記憶了。也難怪,台灣上一波缺電潮發生在民國7884年(198995),那7年共發生過50次限電,次數最多的1994年(16次),電網備用容量只剩4.8%。

    有鑑於此,政府決定破例開放民營電廠加入供電陣營,才舒緩了缺電危機,之後僅在1999921大地震時出現三次限電,讓自主能源不到2%的台灣,享受了將近20年供電無虞的日子。

    直到近年來,台灣接連遭遇核電必須歸零、火力發電的空污疑慮揮之不去、國際減碳壓力愈來愈強、綠能發電又還補不上龐大缺口等多重因素夾擊下,備用容量率不斷探低,爾後數年都得面臨供電不穩的挑戰。無怪乎最近不少產業大老頻頻放話,擔憂台灣的「缺電」現象會扼殺經濟發展和投資意願。

    剛過去的2016年,全年共有80天瀕臨「供電警戒」(單日備轉容量率低於6%)線!足足是前一年的兩倍(33天)有餘,若你想知道的話,2014年只有9天。

    面對「電不夠用」的挑戰,外界壓力多環繞在如何加裝更多發電機組。可是,設置新電廠須經土地取得、環境評估、電網饋線、基礎建設翻新等層層環節,遠水不一定救得了近火。或許很多人都忘了,比起「開源」,「節流」同樣可以做出貢獻。

台灣上一波的缺電荒,距今已有20年之久。(來源:2016/12/6台綜院謝智宸簡報檔)

從需求端下手,集體節電消減尖峰負載

    不久前,資策會智慧網通系統研究所舉辦「需求面管理措施與節能方案應用」研討會,邀請國內外專家解析全球當紅的「需求面管理」(Demand Side Management概念,及蓬勃發展的「需量反應」(Demand Response)節能商機,探討如何透過用戶端的集體節能,降低整體電網尖峰負載壓力,亦即,在不必蓋新電廠的狀況下,也能安然度過缺電危機。

    事實上,台灣不是沒做過需量反應,只是過往推動層面僅限用電大戶。台電公司業務處副處長黃美蓮解釋,台灣的需量反應推動史可從民國68年說起,嘗試過手法包括:「時間電價」(Time-of-Use)、季節電價、儲冷式空調離峰優惠、空調週期性暫停等,用價差和費用獎勵誘導用戶改變用電行為和消費時段。

    效果其實不差。台灣綜合研究院一所副所長謝智宸分析201015年七種需量管理措施,發現每年可抑低440500萬瓩(44005000MW),舒緩1315%的尖峰負載壓力。以2015年為例,當年抑低量達443萬瓩(占尖峰負載12.6%),分別由:時間電價(376萬瓩)、需量競價(7.88萬瓩)、各類減少用電措施(59.12萬瓩)等方法貢獻。

    其中,鼓勵裝有智慧電表的高壓用戶自行出價的「需量競標」(Demand Bidding)制度,更在關鍵時刻管了大用。在2016年備轉容量率最低的531日那天,台電找到了406戶一起抑低389MW38.9萬瓩),幫台灣度過最危險的一天,至於最大的單日抑低成績,出現在1019日的秋老虎時節,當天共有817戶協助抑低557MW55.7萬瓩)。眼見2017年缺電危機更甚,台電決定擴大需量競標實施期,從每年512月份延長為全年度。

    礙於新電廠開發不易,上線運轉也需時間,需量反應這種從用戶端調配需求的「負發電」(不用電也算貢獻)模式,對於減少電網負載壓力極具貢獻。日本經產省2015年即公告「負瓦特交易相關指引」,作為需量反應交易市場的法源,20174月更進一步讓零售電力的負瓦特交易全面自由化。

盤點過去6年各種需量管理措施,減少尖峰負載壓力的成效頗佳。(來源:2016/12/6台綜院謝智宸簡報檔)

市場夠自由,需量反應商機才會起飛

    不過,要真正釋放需量反應的節能潛力,台灣電力市場的自由化腳步還得加快。

    謝智宸觀察,此刻台灣電業僅開放上游的發電端,下游的電力批發和零售市場都未開放競爭,限縮了需量反應從業者的發揮空間。其次,雖然已有時間電價以價格區間誘導用戶改變行為,但整體而言,電力價格仍受到相當管制,一方面不足以反映真實成本,二來也難對用戶提供更強的經濟誘因。以前述的需量競標制度為例,此刻全國共有2.4萬用電大戶具備參與資格,但直到去年10月份,只有821戶響應政府號召,參與率僅3個百分點出頭。

    當然,不少標榜作業程序一刻不能停的工廠擔心,加入需量反應恐中斷製程、損失慘重。但從國外經驗來看,企業大可運用自備發電設施(Back-Up Generation)、建置分散型電源(如再生能源、汽電共生)、儲能設備(如家用儲能電池、電動車)等手法因應。資策會網通所洪永杰博士以美國最大電廠PJM(賓紐馬跨州聯網)為例,其201415年的需量反應容量前五大來源分為:工業製程(39%)、暖通空調HVAC27%)、在地發電(23%)、照明(8%)、冷凍(2%),加入的企業戶不但減少了電費開銷、賺取節能利潤,更獲得節能減碳的正面商譽。

    為刺激需量反應市場,不只前述的日本,許多國家都祭出強制的節能義務和年度目標,如歐盟〈能源效率指令〉第七條要求,電廠須在20142020年每年節能1.5%,以達成歐盟2020年節能20%的長期目標,美國也有25州立法訂定節能目標,最積極的加州不但設有專責單位(能源委員會&公共事業委員會),還會裁罰達成率不到65%的業者,同理,達成率破百的則施以獎勵。專家分析,這類「能源效率義務方案」(Energy Efficiency Obligation Scheme, EEOS措施,特別適合財政不充裕的國家,一有法規當後盾,業者自會想方設法、推出一堆創新方案。

2016年供電吃緊,瀕臨限電警戒線的日子愈來愈多。(資料來源:2017/5/18台電網頁

    對發電端遭瓶頸的台灣來說,發展需量反應確實刻不容緩。但中華經濟研究院研究員王京明提醒,此刻國內電力市場仍存有許多制度性障礙,必須突破單一買方(台電)的窘境,並加速開放下游的批發和零售市場,才能讓需量反應的節能商機不再是空中樓閣。


【參考資料】
  1. 資策會新聞稿
  2. 台電新聞稿
  3. 不怕紅色供應鏈,張忠謀更擔心2017年限電危機! 遠見雜誌2015年11號 

【延伸閱讀】
  1. 人為財死、我要節電──日本電力負瓦特交易制度 2017/2/13 宋瑞文
  2. 電不夠用系列:蓋電廠 不如削減夏季用電尖峰 2014/5/17 謝雯凱 
  3. 省電是門好生意 2014/3/14 謝雯凱
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