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。

核二廠一號機即將停機　台灣電力的負載管理與儲能需加速（06/28/2021 Upmedia上報）

💥核二廠一號機近日因燃料池爆滿、高階核廢料無處去而提前停機。因為5月的兩次限電事件，讓社會高度關注台灣的供電穩定問題。

⚡因應核二停機，台灣的電力供應會受到什麼影響？

⚡面對極端氣候造成的用電需求變化，台灣能夠如何因應？

⚡非核家園的最後一哩路，經濟部與台電還需要多做些什麼，才能增加社會對供電的信心？

作者：趙家緯 / 台灣環境規劃協會理事長

因著5月中兩次限電事件，導致民眾對於電力供應的憂慮，亦見諸多評論，意欲藉此事件，導向燃料池爆滿的核二一號機不應於七月一日停機，或藉此操作核二停機後產業生產成本將大漲之論點。但若盤點台灣電力系統現況以及國際經驗，此類論點均不符全球能源轉型趨勢。

核二停機不缺電

大眾更關切的是核二一號機七月一日停機後，臺灣是否可確保供電穩定，以避免5月中的限電事件重演。依據台電最新夏季尖峰供需規劃，在考量到今年景氣暢旺下，導致工業用電需求增長比預期高，故已經今夏尖峰負載由原推估的3831萬瓩調升至3900萬瓩，以此進行供需規劃。而由於5月中限電事件發生時，仍有許多機組處於歲修之中，淨尖峰供電能力約在3900萬瓩左右。但在機組陸續完成歲修下，雖因核二一號停機減少98萬瓩，但隨著林口三號機、大潭與興達燃氣機組完成歲修，今夏淨尖峰供電能力可達4300萬瓩。因此備轉容量率，除七月時將略低於10%以外，均可在核二停機下，維持10%的水準。

但5月17日的限電事件，則突顯了臺灣電力管理的重點要提前進入以因應夜尖峰為優先的新階段。若參考最新全國電力資源供需報告，夜尖峰值為日尖峰的95%，因此今夏夜尖峰約在3700萬瓩左右。且由於近期水情穩定，抽蓄水力可充分發揮作用，故扣除目前淨尖峰供電能力最高可達300萬瓩的太陽光電，則今夏夜尖峰供電能力仍可維持在4000萬瓩左右，備轉容量將達到電力系統學者所建議的可確保供電穩定的280萬瓩之水準。由此可知所為核二一號機停機，臺灣缺電風險將大增的論調，並不符合實情。

邁向非核的加州電力管理經驗

在能源轉型過程中，如何因應電氣化與極端事件所帶來的供需壓力，確保供電穩定，這是各國電力監管單位均共同面對的問題。預計於2025年淘汰所有核電廠的加州，於去年8月中時，因熱浪之故，用電負載激增，導致二十年來首次施行分區限電，影響約50萬戶。而加州電力調度處（California Independent System Operator）公布的肇因分析（root cause analysis）報告中，列舉下列三大因素：

一、電力負載需求預測未能考量氣候變遷導致的極端熱浪，現行需求預估為考量發生頻率為三十年一次高溫的影響。

二、能源轉型過程中的電力資源規劃不夠周延，未能確保夜尖峰負載需求。

三、日前電力市場運作漏洞，低估當日供給需求以及投標機制設計誤導當日仍有電力出口餘裕。

為了避免上此類情形重演，加州公用事業委員會在今年三月頒訂2021與2022年夏日尖峰因應規劃，核可各電力公司採取下列措施，因應這兩年的夏日尖峰：

一、各大電力公司須與媒體合作，共計每年以1200萬美元的預算，推廣民眾節電警訊通知（Flex Alert）機制。

二、關鍵尖峰電價時段修正至下午4點到晚上9點，方可藉由價格又因抑制夜尖峰需求。

三、增加需量反應誘因，如需量抑制費率每瓩增加1.5美元。

四、要求電力公司強化需量反應與儲能，提升備用容量率至17.5%。因此驅動了加州今年度新增170萬瓩的儲能電池容量。

雖然此限電事件發生後，時任美國總統川普批評將此歸因為加州大力發展再生能源所致，而許多媒體亦關注其如何確保發電占比8%魔鬼谷核電廠（Diablo Canyon）2025年除役後的供電穩定。但加州政府在此20年首次大規模分區限電事件後，仍是堅持其政策方向，持續以2030年時再生能源於電力結構占比提升至60%為政策目標。

非核達半途，健全管理提升信任

隨著6月底核二一號機的停機，伴同已進入除役程序的核一，臺灣的非核家園之路，可說已完成一半。然而今夏對能源轉型的挑戰，除了實質的供電安全，還有8月底的核四公投。而根據民調，民眾在可確保供電穩定之下，對非核家園的支持度均可超過7成。因此如何在5月中兩次限電事件發生後，提升民眾的供電穩定的信心，經濟部與台電應採取下列三大步驟。

首先在是妥善的資訊揭露。日本與韓國電力公司均會在每年夏季尖峰前，公布「夏季尖峰供需展望」，說明如何因應此次用電尖峰。而加州也在去年歷經20年來首次的大停電後，跟大眾說明今明兩年的因應作為。然而台電始終缺乏此機制，僅仰賴零星的新聞稿，或是未來兩個月的備轉燈號預測，是不足以跟各方對話。

再者為全面提升需求管理的強度，針對夜尖峰的需求特性，調整需量競價費率與時間電價時段。根據台電評估，隨著太陽光電的增加，晚上6~8點的夜尖峰將是電力管理的最大考驗。故應搭配已完成佈建的百萬具住商用戶的智慧電表，設計相應的需量管理與時間電價方案，達到抑制夜尖峰的成效。

第三則是加速儲能系統的建置。過往台電大幅仰賴抽蓄水力作為儲能之用，但在百年大旱之下，抽蓄水力的發電能力亦受水情限制，故經濟部與台電更應加快儲能系統的佈建。除現有的藉由採購或輔助服務市場的方式以外，更應思考如何藉由再生能源躉購費率的設計，將再生能源業者設置大規模案場時同時設置儲能，並應加速與電動車業者合作，整合電池交換站可提供的儲能資源。此舉不僅短期內可大舉提升臺灣供電安全。中長期而言，臺灣邁向淨零轉型之時，再生能源占比一定要達到80%以上，因此加速儲能佈建，是最無悔也是最具前瞻性的基礎建設投資。

完整內容請見：
https://www.upmedia.mg/news_info.php?SerialNo=117064

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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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