【513停電啟示】強化電網韌性與風險管理是關鍵(張簡樂仁/成功大學電機系教授)(05/15/2021 蘋果日報)
論者表示,我們更需要重新以「電網韌性」與「風險管理機制」的角度,來彌補電網因應事故能力的不足。
作者:張簡樂仁/成功大學電機系教授
513停電事故,波及全台逾400萬戶,從居家用戶、大賣場、店家等都深刻體會到停電的不便,更有不少地方因停電導致交通大打結。經濟部15日公布調查結果,初判原因是台電人員操作失誤所此停電過程中,亦可看出電力系統遭逢片段的外力干擾,就造成全台大範圍的停電,凸顯我國「電網韌性」與「風險管理機制」不足。
在究責的同時,更重要是要痛定思痛,加強我國電網可機動因應外在環境變化的韌性,才有利於供電穩定。
電力系統是一個動態的系統,隨著用電趨勢及供電機組狀態而變化,從發電、輸電、配電的每個環節都不能出問題,才能確保供電穩定,用戶才能享受電為生活帶來的舒適及便捷。
但要確保一個擁有千萬具設備的電力系統能穩定運轉何其不易,電力設備的故障,外力的侵擾,都可能讓供電出現問題,為了把損害降到最低,電力系統自有一套保護機制。在電源側透過備轉容量,電網側倚賴特殊保護系統,都可應付內在及外在環境帶來的挑戰。
然而,當電網遭受的衝擊太大,上述的保護機制不足以及時舒緩其衝擊,只好暫時犧牲部分用電戶的用電權益,以計畫性輪流停電的方式減低電力系統的負荷以穩定系統,爭取時間盡力排除障礙,逐步讓電網運作恢復正常。過去2017年發生的大潭電廠因天然氣源中斷而造成整廠跳機(815事件),乃至於前日因路北超高壓變電所的匯流排因人員操作失誤造成興達電廠跳機事故(513事件),都有著類似的情況。
這些案例告訴我們,電網中存在著隱藏性的系統風險,而這風險可能大到整個系統的前衛保護不足以應付。過去815事件時政府曾邀集電力專家學者為台灣的電力系統作全盤性的檢視,也看出了許多台電系統現在及未來可能遭遇的問題,根據總體檢報告顯示,電網韌性不足是未來可能造成大停電的隱憂。
所謂「電網韌性」,指的是電網可因應內外變化仍能穩定地供電給用戶的能力。為了因應發電、輸電、配電等不同層面可能帶來的衝擊,在發電端就要增加電源運用的彈性,如擴增可快速啟停、快速變化出力的天然氣機組,增加儲能設備的建置,在輸電端要有能及時了解電網狀態的監視系統、自動化投切保護設備、以及因應設備故障的備援系統,在配電端要能掌握用電戶的即時資訊,強化需求面管理,引進先進的資通訊系統來擴大需量反應,以迅速平衡發電及輸電短缺的量能。
從過去大規模的停電經驗中,我們可以發現這些事故決不是單一事件可以引發,皆是在許多不利的環境及條件下碰巧一起發生,這些條件的共通性都與大環境有關。不管是近日的513事件,還是今年年初美國德州因冰風暴所發生的大規模停電事故,皆可看到極端氣候所帶來的影響。
要電網能抵禦大型天災的衝擊而完好無缺是不可能的,即使勉強做得到也要付出龐大的代價,因此先進國家的做法是為電網可能遭受天災衝擊時預作準備,當非預期事故發生時能盡力維持關鍵基礎設施正常運作,而讓被迫切離系統的負載盡速復電,這也是增強電網韌性的一環。強化電網韌性及可靠度已是國際間電業的顯學,亦被世界各國列為未來電網建設重要的政策方向,這樣的思維確實值得臺灣主管機關借鏡參考。
除了增強電網韌性及可靠度外,事前的未雨綢繆也相當重要,孫子兵法所謂: 「無恃其不來,恃吾有以待也。」即是做好電網風險管理的最佳註腳。電力公司可以透過大數據分析預測結果,歸納出各種災害對電網發生衝擊的嚴重程度,找出隱藏的弱點,以提前進行相對應的電力設備投資。
例如因應未來運轉環境可能的變化,以風險或然率彈性調整重要設施維修排程,並根據電力關鍵設施的健康程度,滾動式檢討相關零組件更新的必要性。另外,可明確訂出風險控制的標準作業流程(SOP),於災害發生造成斷電時,讓運轉人員立即反應,照預先所設定的程序確實執行,明確公布停電與復電的優先順序,優先將民眾的恐慌與生活不便降到最低,並縮短斷電時間。
一國的電力穩定攸關民生福祉與社會經濟發展,不應該一昧的要求供給端,更不要去誤導「缺電」的錯誤觀念。513大停電事故,曝露出我國電網隱藏性的脆弱,顯示我國電網韌性的不足。在事件發生後的一片撻伐聲中,不應該只是單純檢討肇事者的責任。我們更需要重新以「電網韌性」與「風險管理機制」的角度,來彌補電網因應事故能力的不足,如此才是真正「以不變應萬變」達到電力穩定及永續發展的關鍵。
完整內容請見:
https://tw.appledaily.com/forum/20210515/SHQQ4YHLWBFPDJ6S3F6X2PIJII
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台灣56年來最大乾旱在眼前,前瞻計畫綠能建設如何建立碳中和家園?(11/17/2020 the Reporter報導者)
透過發展再生能源,提高能源使用效率,淘汰化石燃料,改用潔淨的再生能源電力驅動,才能朝向碳中和的目標前進,與各國攜手減緩氣候變遷。
文:蔡卉荀(地球公民基金會主任)
蔡英文政府上台後最重要的計畫──前瞻基礎建設,於2017年推出後至今已逾3年,從開始的「軌道」、「水環境」、「綠能」、「數位」、「城鄉」等五大建設,陸續再擴充因應「少子化」建設、「食安」建設,以及「人才培育促進」建設,8項建設編列8年8,824億的特別預算,是蔡政府任內最大筆的特別預算支出,上個月(10月)起,立法院開始審查第三期兩年編列的2,300億預算。
這筆來自廣大納稅人的錢能否被妥善的花用,關乎台灣未來30年國家發展需要的基礎建設,地球公民基金會與《報導者》合作,從台灣過去經濟發展的脈絡梳理,整理過去3年前瞻計畫的不足,檢視現有的二年2,300億計畫中的疏漏,陸續推出因應氣候變遷、城鄉建設、綠能建設及綠色運輸的系列評論,提供真正具有前瞻思維並可具體落實的方向,做為監督政策與人民納稅錢的指標。
2020年,全球除了遭受COVID-19(又稱武漢肺炎、新冠肺炎)襲擊,各國也頻傳洪患、野火、乾旱等氣候災難事件,後者對經濟發展、環境永續的破壞,完全不亞於疫情。面對極端氣候,台灣也無法倖免,不僅7月台北首次測到攝氏39.7度高溫,更睽違半世紀創下豐水期無颱風的紀錄,現在台灣遭逢56年來最大乾旱,桃竹苗大面積農地停灌,各地啟動限水、搶水。但台灣依然欠缺更積極的減緩氣候異常作為,至今仍有高達92%能源使用石油、煤炭等化石燃料,除了會持續加劇氣候異常,同時也造成中南部空氣汙染嚴重,直接賠上人民健康與環境品質。
減煤、減汙、減碳是人民的渴望,也是所有人的責任,再加上台灣3座老舊核電廠陸續到期除役,因此,我們迫切需要能源轉型。透過發展再生能源,提高能源使用效率,淘汰化石燃料,改用潔淨的再生能源電力驅動,如此我們才能朝向碳中和的目標前進,與各國攜手減緩氣候變遷。
為了達到這個目標,我們需要將資源投注在能源轉型的工作上,除了持續開發風力與光電,也需要建置潔淨能源所需的儲能、氫能與智慧電網系統,而建築物的節能翻修、產業資源效率的提升、潔淨科技的研發與人才教育訓練等項目更是不可或缺。
「前瞻基礎建設計畫」第三期2,300億龐大的國家資源,是否正確地投注在讓台灣因應氣候變遷,促進經濟、能源、交通轉型,並提升人民生活品質的基礎建設上,需要大家一起來監督。
78億預算一半用於沙崙科學城,欠缺節能投資的前瞻建設
8項建設前瞻基礎建設計畫中,以綠能建設與能源轉型及因應氣候變遷最直接相關,城鄉建設也攸關能否建立達到淨零碳排、能因應氣候變遷的韌性城鎮。
檢視過去綠能建設項目,預算多用於離岸風力施工所需的港口、以及沙崙智慧綠能科學城,缺乏節能投資與輔助綠能的相關設施,為人詬病。今年綠能建設僅編列78億元,只佔第三期總預算3%,金額太少,且仍以建設沙崙科學城為主(39億),對於台灣整體綠能發展助益有限。
整體來說,這期預算依然缺乏節能項目的投資,在綠能技術上雖有綠能技術與建設(25億)、技術驗證應用及地熱探查(約14億),但內容著重於電動巴士生產服務、碳循環技術研發、電網管理技術提升,雖也是未來重要技術的研發,但無法解決目前再生能源發展瓶頸的問題,也未普及儲能系統的建置。
城鄉建設項目向來是整個前瞻計畫中預算最多的,這期共編列了740億,但內容與前期計畫幾乎雷同,預算多集中在道路品質與停車問題的改善、開發產業園區、以及各種營造工程。台灣傳統工程設計與施工做法,甚至城鄉發展規劃,幾乎不曾納入能源轉型與循環經濟的考量,也使得城鄉建設難以發揮促進區域能資源整合、建設淨零碳排社區的綜效。
4個建議、從社區思考綠能的多元可能
我們認為,以下訴求應予以納入,才能加速發展綠能,投資節能設施,捲入更多人民參與能源轉型工程。
1.綠能建設應加入「地方節能治理」、「建築節能翻修改造」與「小屋頂光電融資規劃」項目 ,促進淨零碳排社區
過去3年由台電經費支應的「縣市共推住商節電行動」,地方能源治理已開始萌芽,卻面臨2020年經費結束,後續無以為繼的困境;而國內建築也因通風隔熱不良,成為高耗能建築,無法在氣候嚴峻的未來,提供節能舒適的住居空間。
因此,應將節能推動經費納入前瞻基礎建設範疇,確立經費穩定性,並編列建築節能翻修獎勵費用,帶動節能產業經濟;同時規劃推動金融機構提出綠色融資方案,以無息或低利貸款來協助社區或民眾,進行節能改造和架設屋頂光電,提高民眾採取節能行動、加入自宅光電自發自用的誘因,一方面有助於提升台灣能源效率,建設淨零排碳社區,另一方面也可降低躉購成本與時間壓力。
2.綠能建設應加入「整合資源規劃(IRP)」項目,來協助光電潛力案場盤點
地面型光電涉及生態保育、社會經濟等爭議而進度遲滯,不利於國家推動能源轉型。日前蘇揆責成沈副院長整合相關部會盤點土地,但若使用錯誤的方法,恐會重蹈過去農委會盤點不利耕地、或國產署盤點鹽業用地的覆轍,盤出的土地仍有生態爭議或饋線不足等問題,無法設置光電。
整合資源規劃(Integrated Resource Planning, IRP),是一套在世界各國廣泛採用的系統工具,像美國加州就已透過盤點能源供需所需的各種條件,如電力設施、生態土地與社會環境特性、市場條件等,在2年內就評估出現今到2045年可確保符合成本效益的能源投資路徑圖,其中也標定出適合設置再生能源的地點與總量,有效地先期解決再生能源與環境之間的衝突。
經濟部目前正積極設立環境與社會檢核機制,該機制雖能處理當前光電選址問題,但仍有其侷限,如:有關國家總體能源需求量、環境承載力、再生能源可設置總量、各縣市區域可分配量、各區域生態補償、衝擊研究等,仍需要上位政策整體規劃評估與滾動檢討,IRP恰是提供處理上述問題的科學工具。
因此,前瞻計畫應該編列IRP的預算,藉由系統性工具來評估、擘劃國家長期能源轉型路徑,解決再生能源的發展爭議,不僅讓光電在對的地方、用對的方式加速發展,更讓各種再生能源相互調和,提供國家穩定的能源與電力。
3.綠能建設應加入「設置配電級饋線」項目,鋪建社區公民電廠的電網環境
不管屋頂光電或地面光電,都需要有饋線才能設置,其中配電級饋線因為容量有限,造成許多社區電廠、不利耕地、偏鄉社區無法設置光電。目前的綠能建設雖有「強化電網運轉彈性公共建設計畫」,但其實是在幾個偏遠地區設置儲能系統,沒有任何配電級饋線的布建,無法提升台灣整體再生能源設置量,對電網調度彈性能力的提升也有限。
因此,為了提高社區參與意願,加速能源轉型,應該投注資源加速布設配電級饋線,搭配檢討目前饋線申請審核機制、清查饋線蟑螂,讓社區型再生能源取得饋線優先使用權,讓每個社區都能成為再生能源的生產者與使用者,朝建設100%再生能源社區目標前進。
4.城鄉建設應要求提高能源效率、結合綠能設置,整合能資源
城鄉建設中任何工程建設,都應納入節能設計,並結合綠能設置。例如公共運輸停車場改善、生態路網規畫、在地產業園區建設、地方館舍與運動場館升級、公有危險建物補強重建、原住民部落公共空間整建、公共服務據點整備等,都應要求提高建築能源效率與能源自給率。
此外,也應要求各項工程發包計畫中,訂定循環物料使用比例、原物料碳足跡要求、施工卡車空汙排放規範等綠色條款,確保公共投資均可有助於循環經濟、能源轉型以及空汙改善,方可符合特別條例中所稱「推動促進轉型之國家前瞻基礎建設」之意旨。
公共投資,應用在帶動民間綠能往前走
為了因應氣候變遷,台灣需要以建立碳中和家園為目標,創建一個高效率使用能源,且使用對環境友善的潔淨能源的生活環境。因此。打造節能的住居空間,讓更多社區可以方便生產與使用再生能源,就是很具體的國家基礎建設投資標的。
透過公共投資帶動民間節能與綠能服務產業的發展,鼓舞新能源服務擴大到社區與環境共享共好的加成價值,讓國家經濟將從過往高度仰賴化石燃料、犧牲環境換取發展的傳統型態,轉為低碳、低汙染、高度能資源效率的新經濟,這才是真正具有前瞻性的國家基礎建設。
完整圖文內容請見:
https://www.twreporter.org/a/opinion-foresight-infrastructure-plan-green-energy
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核四確實不會是台灣的選項,現在不是,未來也不是。2025年所有核電機組要如期退役,已經成為電業法的條文,台灣好不容易才走到這一步,我們是不容許因為一個意外,就放棄非核家園的目標。 (08/11/2017 聯合報)
蔡英文總統今天在總統府接見工商界代表,以下為總統府公布的蔡總統致詞中,有關台灣電力供應部份的完整發言內容:
"最近另一個受到關注的議題,就是電力供應。我要強調,穩定供電是政府的責任。如果有任何想要投資台灣的企業,電力上有需求,那麼政府一定會盡一切努力來幫它解決。這一點無庸置疑。
但解決問題必須對症下藥。這陣子電力供應吃緊的主因,並不是電不夠,而是颱風造成輸電系統受損,讓電送不出來,跟非核家園的政策沒有關係。
這不是常態,這是天災。直到今天,我們都還處於災後重建的階段,所幸我們還有足夠的備載容量,能夠因應這種突發狀況。在大家共體時艱,政府部門帶頭抑制尖峰用電的努力之下,到現在為止,沒有任何一家企業被限電。這兩個禮拜,台電和和平電廠的工程人員在東澳的山間頂著烈日,全力搶修輸電網路,預計下個星期一,電就可以送出來了。我們都要感謝他們。台灣的經濟發展、民眾的便利生活,就是有這麼多勞工,用汗水打造起來的。台灣的勞工,值得更好的待遇。
前天大林電廠新機組併聯發電,紓解了供電緊張。接下來,大潭和通霄的新機組也併聯升載,今年夏天的電力就會更加穩定。當然,政府確實有需要改進的地方。這次 事件反映出,長期以來台灣輸配電網路的 缺陷。所以,去年開始,我們已經啟動了「強化配電線路防災韌性計畫」,這是台電歷來最大的線路防災計畫。經過這次事件,我們也會更堅定推動綠能,改善目前脆弱又集中的電力結構,朝向分散以及智慧電網的方向來建設。
我也要藉這個機會,再次強調,政府會用所有的方法,確保供電穩定,但是核四確實不會是台灣的選項,現在不是,未來也不是。2025年所有核電機組要如期退役,已經成為電業法的條文,台灣好不容易才走到這一步,我們是不容許因為一個意外,就放棄非核家園的目標。走向非核家園,政府有規劃也有準備。未來,相對潔淨的燃氣發電,會作為火力發電的主力。我們會透過能源轉型的政策來帶動綠色經濟的市場,綠能的發電量很快就會拉上來。
我看到林伯豐理事長曾說,2025之後台灣能源會更加仰賴進口。理事長,台灣現在就是高度仰賴進口,正是因為這樣,我們才要發展綠能,來強化能源自主的能力。而一些外商要來投資,也希望台灣要有更多的綠能。產業界的建言,我們會很仔細的聆聽也會重視。像是大家期待環評要改善,我們也啟動檢討了。政府很努力,我希望各位能給政府一個機會,政府會跟大家一起把台灣經濟帶向下一個榮景。"
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