核二1號機停機討論潮中，大家忽略的面向：核能的“最小運轉容量限制”

文：Tony Yen / 德國弗萊堡再生能源工程與管理碩士／媽媽監督核電廠聯盟特約撰述

核二1號機在7月2日凌晨停機，標誌著台灣非核政策的進程已經跨過一半；在這過程當中，因為地方政府對乾式儲存的疑慮，造成核廢料無處可放的難題，以及停機以後，因應接下來夏季用電將進行的各種措施，是各方討論的重點。

然而似乎有件事情較少被人認真討論：那就是，過去3個多月核二1號機每天都以不足1%的幅度緩慢降載，但在最後電力輸出不足額定功率的80%以後，便必須停機，無法再行運轉。

事實上，從過去的數據便可看出，台灣的核電廠大多在以數日計的啟動升載之後，便必須慣常地維持滿載發電，中間發生升降載的情況甚少，且多是因為安全性問題而致，和電力系統彈性調度需求較無關聯。這次核二1號機在電力輸出不足額定功率80%以後，台電也選擇直接停機，而非讓機組持續緩慢降載至0%；這代表，80%左右的電力輸出量應該就是為了確保核能安全，台灣核電機組能慣常維持的最小運轉容量。

目前台灣剩下的3部運轉中反應爐、以及已停建的核四廠，其設計時都沒有將大量再生能源進入電力系統的未來納入考量，因此它們的最小運轉容量，應該不會和核二1號機有太大差異。於是，任何關於核能在台灣的未來的討論，都必須面對一個核綠並存時必然出現的情境：那就是，在2030年代以後的冬季，風能與太陽能發電量豐沛、用電需求相對不大，如果出現數星期甚至一整個月殘餘負載偏低的情況，運轉容量無法降低太多的核能機組，可能就必需完全停機。而即使是夏天，例假日中午的殘餘負載也有可能逼近負值，台灣目前的核能機組能否在這種時段和綠能良好搭配，也仍是一大未知數。

當然，在一個核綠並存的平行世界中，我們可以要求彈性能力較核能佳的再生能源，在殘餘負載趨近於零、而核能機組無法應對時削減出力－但如此一來，就是很明顯的「以核擋綠」了。明知核綠兩種發電技術具有系統性衝突，卻還是選擇走上這條成本、不確定性、核安核廢風險都更高的發展路徑，實屬不智之舉。

幸而，我們有更好的選擇－這就是在加速發展綠能的同時，也發展那些彈性調度能力較佳、能和綠能良好搭配的技術選項。這些技術選項包括儲能、需量反應、以及（給出使用綠色燃料具體時程的）燃氣機組。這些彈性資源不僅能協助再生能源的加速推廣，綠能的設置也會反過來讓它們更容易整合進入電力系統。

比方說，今年5月17日興達電廠燃煤機組故障後，因發電總量限制，造成抽蓄水力放電將近8小時後便無電可發。從附圖可以看出，到了2025年，當發生類似的故障事件時，額外導入的彈性資源放電時間只需要約4小時、而到2035年時則只需要約3小時（這些數字是筆者目測標準化負載=0.9的水平線對應到的歷時需求）；如此，當大量再生能源導入電力系統以後，便能大幅降低機組發電總量限制對供電可靠度的負面影響。而由於電池等很多新式彈性資源的成本，主要受發電歷時的影響，再生能源的增加也能讓這些資源更容易取代不夠彈性的傳統機組。

由此可知，能源轉型的過程除了綠能需要儲能、需量反應等彈性資源的設置之外，反過來的論述也能成立－兩者在轉型過程中，是互補共存的關係。相對的，在核二1號機停機的前後，若干藉機倡議核四啟封續建、核二機組延役的論點，不僅忽視續用核能在台灣將面臨到的法規、工程、社會正當性、經濟性等諸多困難，更欠缺放眼長期的系統性思考。

通盤考慮怎麼樣的政策路徑最適合以綠能為主的未來後，答案很明顯：僅存的三部運轉中核能機組不可能延役、核四續建完工則窒礙難行；今後關於台灣能源未來的討論，不應該再繼續被這些行將就木的電廠綁架了。

你知道這三種水力有哪些是再生能源嗎❓

水力發電可分為兩種類型
☑️慣常水力發電
☑️抽蓄水力發電

而慣常水力發電是屬於再生能源的一種
利用河川或湖泊
讓位於高處的水流到低處↘️
把「位能」轉換成「機械能」
來推動發電機最終產生電能

簡單來說，是藉由水流的高低落差及穩定水源
為我們的生活製造珍貴的電力唷⚡️⚡️⚡️

所以透過這樣的特性
圖片中的三種水力發電形式，都是屬於再生能源唷～

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*同場漫畫加碼：
老水力電廠活力再現 （慣常水力）
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具有儲能效果的水力發電（抽蓄水力）
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"...... 水力發電分為「慣常」與「抽蓄」兩種類型，慣常水力發電後的尾水會放流到河川下游，抽蓄機組則會把水流在下池，反覆使用。抽蓄水力等同於儲能設施，在離峰時段，耗電將水從下池抽到上池，尖峰時再從上池放到下池發電。

目前台灣的日月潭有大觀二廠、明潭電廠兩座抽蓄水力儲能電廠。相較於慣常水力，抽蓄水力機組較不受乾旱影響，即使2020年水情不佳，慣常水力發電量減少近一半，但抽蓄水力則僅減少1%。2021年第一季，抽蓄水力發電量更比慣常水力高出約2億度。

水力發電量雖僅佔全台用電約2%，卻擁有快速支援的絕佳優勢，慣常水力機組啟動到滿載約15分鐘，抽蓄水力機組更僅需3～5分鐘，皆遠快於燃氣機組2小時、燃煤機組的6小時。快速起降的抽蓄水力機組，適合搭配未來間歇性再生能源的儲能設備。

因應未來再生能源占比提高，儲能系統有助於緩解間歇性能源併網對電力系統的衝擊，台電也正尋找可建置500MW抽蓄水力的現成水庫。

此外，台電透露，石門水庫的抽蓄水力發電計畫估計最快明（2022）年會完成可行性評估，初步規劃是以石門水庫為上池、後池堰為下池，設置約40MW的小型抽蓄水力機組，雖然比較晚起跑，但該案工程相對容易，最快可能2025年前就能設置完成。

石門水庫的抽蓄水力發電計畫若推動順利，將是1995年明潭電廠抽蓄機組完工30年後，台灣再有新建抽蓄水力儲能設施。....."

大甲溪一滴水可發六次電 肩負台灣一半水力發電重責大任 ，上游德基水庫將化身大型「儲能電池」 拚2034年啟用 ，讓尖峰用電備援再添生力軍！（06/15/2021 EIC環境資訊中心）

（記者 孫文臨報導）再生能源占比持續提高，儲能設備成為能源轉型重要配套，對此台電重啟評估多座大型抽蓄水力發電，由「大甲溪光明抽蓄水力發電計畫」今（2021）年率先啟動環評。

該計畫擬於德基水庫、谷關水庫之間打通10.7公里的隧道，並興建最大368MW的抽蓄式水力發電機組，將兩座水庫打造成台灣第三座大型儲能設施，目標於2034年啟用，替未來尖峰用電的「最佳備援投手」再添生力軍。

大甲溪一滴水發六次電 肩負台灣一半水力發電重責大任

今年5月高雄興達電廠兩度意外故障，引發513、517全台停電事故，連總統蔡英文都直言「無法接受」。背後原因，除機組跳機、用電超乎預期，今年嚴重乾旱導致水情不佳，也讓「備援投手」水力機組無法全力發電即時支援，台中的德基水庫更是從2月就開始停止發電。

德基水庫位於大甲溪上游，海拔高度1400公尺，是全國海拔最高的水庫，有效庫容約1.8億立方公尺，是中部最大、台灣第四大的水庫，僅次於曾文水庫、翡翠水庫與石門水庫。

大甲溪的溪水從南湖大山發源，從最上游的德基水庫開始，經過六次的水力發電利用，最後才匯流到石岡壩供應台中地區的水資源使用，從德基水庫到石岡壩，約50多公里的長度，海拔落差就有1200公尺。

再生能源占比提高 抽蓄式水力有如充電電池 有助穩定供電

大甲溪河床陡峻、位能足夠，為水力發電優越條件，日治時期就規畫於此興建天冷電廠（今大甲溪發電廠天輪分廠），目前大甲溪沿線已有德基、青山、谷關、天輪、馬鞍等，共19座慣常水力發電機組，總裝置容量1137MW，約占全台慣常水力裝置容量約2/3，年發電量約26億度，台灣有將近一半的慣常水力發電都來自大甲溪。

水力發電分為「慣常」與「抽蓄」兩種類型，慣常水力發電後的尾水會放流到河川下游，抽蓄機組則會把水流在下池，反覆使用。抽蓄水力等同於儲能設施，在離峰時段，耗電將水從下池抽到上池，尖峰時再從上池放到下池發電。

目前台灣的日月潭有大觀二廠、明潭電廠兩座抽蓄水力儲能電廠。相較於慣常水力，抽蓄水力機組較不受乾旱影響，即使2020年水情不佳，慣常水力發電量減少近一半，但抽蓄水力則僅減少1%。2021年第一季，抽蓄水力發電量更比慣常水力高出約2億度。

水力發電量雖僅佔全台用電約2%，卻擁有快速支援的絕佳優勢，慣常水力機組啟動到滿載約15分鐘，抽蓄水力機組更僅需3～5分鐘，皆遠快於燃氣機組2小時、燃煤機組的6小時。快速起降的抽蓄水力機組，適合搭配未來間歇性再生能源的儲能設備。

引水隧道長達10.7公里 大甲溪光明計畫施工有難度

因應台灣能源轉型政策，再生能源佔比持續提高，為配合穩定供電品質與電力系統安全，台電於2016年開始評估利用現有水庫增建抽蓄水力發電機組，包含翡翠水庫、石門水庫、德基水庫、牡丹水庫等都是選項。

其中由台電管理的德基水庫「大甲溪光明抽蓄水力發電計畫」（下稱光明計畫）今年率先完成可行性評估，於4月進入環評程序。

光明計畫將德基水庫作為上池，谷關水庫（庫容約500萬立方公尺）作為下池，搭配新建一條長約10.7公里的頭水隧道，設置2部豎軸可逆式變頻法蘭西斯機組，總裝置容量最大368MW。兩座水庫間約有450米的高度落差，比明潭電廠與大觀電廠落差更大，頭水隧道也較日月潭的抽蓄機組更長，是大觀二廠引水隧道的五倍以上，施工有其難度。

依《環評法》規定，越域引水工程將直接進入第二階段環境影響評估，光明計畫總經費約264億，目標於2024年通過環評、2034年6月商轉。

台電規劃未來將利用白天的光電發電尖峰，抽水約5.5小時，並於夜間的二次尖峰時段放水發電，年發電量估計有4.5億度，抽水電能約需5.9億度。配合此計畫，也需擴充既有輸電線路並更新電塔。

事實上，光明計畫早在1997年就有過規劃，當年台電考量發電成本效益不彰而作罷。台電解釋，抽蓄水力約需耗1.25度的電抽水才能發1度電，是將離峰電力轉換為尖峰使用，需有效搭配時間電價才會有經濟效益。

台電尋找現成水庫增建抽蓄水力儲能設施 石門水庫有望2025年完工
因應未來再生能源占比提高，儲能系統有助於緩解間歇性能源併網對電力系統的衝擊，台電也正尋找可建置500MW抽蓄水力的現成水庫。

此外，台電透露，石門水庫的抽蓄水力發電計畫估計最快明（2022）年會完成可行性評估，初步規劃是以石門水庫為上池、後池堰為下池，設置約40MW的小型抽蓄水力機組，雖然比較晚起跑，但該案工程相對容易，最快可能2025年前就能設置完成。

石門水庫的抽蓄水力發電計畫若推動順利，將是1995年明潭電廠抽蓄機組完工30年後，台灣再有新建抽蓄水力儲能設施。

完整內容請見：
https://e-info.org.tw/node/231418

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