電不夠用系列:蓋電廠 不如削減夏季用電尖峰

作者 | 發布日期 2014 年 06 月 12 日 15:30 | 分類 能源科技
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夏季炎熱,人要消暑,工廠的生產線與馬達也要通風散熱或吹冷氣以維持效率,這使得台灣的夏季出現了用電尖峰。2013 年 8 月份的用電量,就比 12 月份還要多 41 億度電。



_▲ 2012 與 2013 年每月用電度數曲線。(資料出自能源局能源統計月報,表格由作者自製)

summer daily▲ 夏季上班日與周日用電曲線比較。(擷取自台電每日用電資訊)

從上面這張圖,夏季每日用電曲線來看,用電尖峰是在上班日的下午 2-3 點左右,大約在 3,200 萬瓩。接著是午飯前 11 點半,第三高峰是晚間 7-8 點。到了大部分工廠停工的週日,則僅剩晚上的用電高峰,並且比上班日少了 600 萬瓩以上。造成這三個高峰的原因很多,餐飲業準備膳食、上午 11 點開始營業的大型零售業、工廠生產線作業啟動,以及民眾回家後打開照明與視聽設備。

season▲ 夏季與冬季上班日用電曲線比較。(擷取自台電每日用電資訊)

再隨機選擇夏日與冬季各一個普通上班日來觀察。冬季上班日的用電尖峰是在下班時刻的晚上 6 點,冬季下午 2 點峰值不明顯,與夏日同一時間大約少了 7-800 萬瓩。

底下這張圖則把每個月用電最多的尖峰用電量,勾勒成一年的曲線,再從 1970 年累積到 2013 年。您可以看見,台灣的用電量愈疊愈高,而夏季與非夏季間的用電差距也日趨明顯,儘管自 1989 年實施季節電價制度,但 2000 年以後仍再度明顯拉開差距。

_▲ 每月尖峰負載曲線。(出自台電前電力調度處處長鄭金龍 Gordoncheng’s Blog

台電每年會提出《台電電源開發方案》,替未來十年規劃電廠興建時程。它會依照國民所得與人口成長、國內外經濟能源趨勢等預估,去推論出長期用電負載可能的增減。值得注意的是,台電會評估每年夏季尖峰負載用電量,並在維持電力系統備用容量率 15% 的前提下去做電源開發規劃,以應付新增的用電需求以及補足退役的老舊電廠發電量。

也就因為這樣,我們為了應付夏季用電尖峰的那幾天的那幾個小時,而準備了這麼多發電廠機組。到了非夏季時,就有許多機組閒置,徒增維護經費,核電廠與大型火力電廠機組則趁著冬季輪流排歲修;雖然知道「養兵千日,用在一時」,然而「養兵」也是要錢的。

97-102e6adb7e69982e69bb2e7b79a1▲ 台電系統負載歷程曲線,舉例而言,民國 102 年用電負載量超過 3,000 萬瓩的時間約有 721 個小時,超過 3,200 萬瓩的時間約有 120 個小時。(出自台電前電力調度處處長鄭金龍 Gordoncheng’s Blog

因此,只要想辦法削減「夏季尖峰負載」的用電量與時數,或至少讓它不要成長,便可以短期間內減緩台電新建電廠的壓力。爭取下來的時間與省下的電廠興建成本,則可以再拿去積極投資節電策略與發展再生能源,或強化台灣電力系統的調度能力,真正舒緩長期的用電需求。

削減「夏季尖峰負載」的方式其實有很多,有些是台電已實施您也很孰悉的手段,有些未實施的,門檻也不高,以下列舉幾個方式,希望能激發您對電力的更多想像。

一、季節電價:夏季電價調漲,能源局再加強節電宣導,便能有效提高民眾在夏季用電的警覺。

二、時間電價:與台電簽有契約的用電大戶,許多享有時間電價,利用夜間用電的優惠,廠商會主動把用電的時間挪到離峰時間。怎麼做呢?製造業可利用生產作業輪班的特性,將最耗能的產線挪到晚班操作,或利用自動控制讓機台深夜時運轉;晶圓廠與旅館的空調需求甚高,他們便會去換裝「儲冷式空調系統」,可以在離峰時間運轉製冰,白天再把冷空氣輸送到建築物管線中。

三、太陽能:太陽光電在正午時發電量最大,若能馬上加以應用,理應削去夏季尖峰用電的峰值。只不過目前台灣大型的光電系統通常都直接賣回台電電網,總量也不算大,民眾普遍無感於太陽能的重要角色。

四、建築節能改善:將既有的工廠與辦公大樓做個節能改造,可以降低整體用電量。由於綠建築主要的節能設計多半在於提升空調設備效率、強化遮陽、頂樓隔熱與玻璃隔熱,以及引入更多的自然照明,這樣一來,正午前後的照明、空調節電效果更為明顯,有效減少使用者的尖峰用電。

五、需量反應:需量反應是由英文 Demand Response 而來,意思是說,台電可以調控抑制使用端的用電量,來調度全國整體用電。2013 年,全美國透過需量反應有效抑制 9.2% 的尖峰總需量,相當於7,200 萬瓩,其中有許多是由一般家庭所貢獻。台電目前已有相關計畫,經常用電契約容量 500 瓩以上的大用戶可以申請,用戶可依照配合次數與電量獲得回饋。

當用電尖峰或是某處電力系統損毀時,台電需要緊急調配用電,會以電話或網路通知合作廠商在 15 分鐘或一小時內減少 10% 或 20% 以上的電量,並只要配合 2 或 4 小時。他們可能會停掉幾個不趕出貨的生產線、調高空調或冷藏溫度、調降廠內電壓、減少半數照明等。

資策會也正在進行「自動需量反應」試驗計畫,對象是住宅與服務業,利用電子資通訊設備自動偵測用電尖峰,並及時控制合作者的機電設備;而這不僅是為了節電,還有助於增進台灣資通訊廠商在智慧建築與電網上的應用實力。也由於用電需求與高溫是連動的,因此氣候資訊服務也須納入整套方案之中。

之前介紹過的美國電力軟體服務公司 Opower ,則是協助電力業者尋找配合需量反應的住家,以清楚的即時電力資訊與回饋收益,少量的生活品質犧牲,並透過社區與親友力量,讓更多人願意一起加入計畫。

六、全國酷暑應變計畫:法國在 2003 年的熱浪中,有近 1 萬 5 千名民眾喪生,其中多數是老年人,該國因而正視老弱的醫療與家戶照護體系,每年夏季並提出抗熱浪的對策。馬總統曾於 2012 年提出,要修改災害防救法,納入「熱浪警報應變計畫」;勞委會雖然不會放熱浪假,但也頒布《高氣溫勞工熱危害預防指引》,避免勞工在戶外高熱環境下而發生工安問題。

既然酷熱日也是用電尖峰,應該也一併考慮用電需求,例如,必須確保最酷熱的時候,醫院與公共場所不會限電,如此一來,既能勸導老弱民眾前往公共場所避暑,也保障醫療維生系統。此外,鑑於歐美國家在夏季有休長假的風氣,甚至有公司直接暫停營業,台灣的企業也可考慮比照,鼓勵員工將特休假集中在夏季,特別是那些貿易對象為歐洲廠商的公司與製造業產線,也趁此機會減少企業的夏季用電量。又或者,可鼓勵廠商八月時將一個周間的上班日,調到周六或週日開工。

七、更具有策略性的節能補助:例如減少高效率照明燈具與暖氣的補助,而是增加補助空調汰換,或是為既有電梯等機電設備更新高效率馬達。夏季節能競賽可給予更多的獎金,成為社區或機關單位更換耗能設備的誘因。

 


這則影片是美國的地方型瓦斯與電力公司 LG&E and KU Energy 推出的家庭需量反應方案,簽約用戶可在家裡裝設一組儀器、聯結暖氣空調,配合電力公司在用電尖峰時刻來調度用電,那麼用戶也可以因此而獲得回饋金。另一種方式則是這則影片中的案例,簽約的用戶汰換了更節能的洗碗機,因而獲得回饋金,也能降低美國晚間七點的那次用電尖峰。

八、改變用電行為的宣導:或許可透過宣導,建議商務人員在下午兩點用電高峰時,減少搭乘電梯與資訊設備,或將工作內容改成用電較少的行政作業與會議討論;量販業者可在正午期間減少冷藏室的作業工作,減少冷氣逸失。

然而真正具有節電效益的,還是在製造業作業用電模式的改善。例如定期保養確實,能使機電設備用電效率較高;測試與實驗作業改到離峰時間進行;自動化流程生產線若分散且效率不高,主管可以試著合併,並關閉其中一條;而操作機器的勞工也必須先熟練,否則錯誤操作導致浪費用電之外,也可能造成廠區跳電。

文/謝雯凱 (台達電子文教基金會氣候與能源計畫專員)

(首圖圖片來源:Flickr/Ryan Lackey by CC 2.0)

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