從大潭、通霄電廠是不是「蚊子電廠」談起燃氣發電甘苦經驗

從大潭、通霄電廠是不是「蚊子電廠」談起燃氣發電甘苦經驗

目錄:
一、前言
二、台灣地區用電特性與發電機組配比簡介
2.1 用電特性變遷
2.2 系統負載尖、中、基載的定義
2.3 發電機組尖、中、基載機組定義與配比
三、 複循環發電機組的特性
3.1 何謂複循環發電機組
3.2複循環機組的運轉優點
四、液化天然氣(LNG)發電的運轉經驗甘苦談
4.1 苗栗故鄉使用天然氣的記憶
4.2 台電燃氣發電之開路先峰
4.3 燃氣發電之再出發
4.4 台電燃氣發電裝置容量、發電佔比、天然氣用量
4.5 中油儲氣槽容量
4.6 中油LNG國外進口船運能力
4.7 中油天然氣輸送管線
4.7 燃氣發電的層層關卡限制
4.8 燃氣發電的可靠性
4.8.1 台電最著名的508限電事件
4.8.2 新加坡斷氣限電事件
4.8.3 台電508事件改進對策
4.8.4 天然氣(LNG)發電的隱藏風險
4.9 燃氣機組對備用容量之影響
五、大潭電廠是不是「蚊子電廠」?
5.1 大潭電廠概況
5.2 大潭電廠對系統調度運轉的優缺點
5.2.1 電網運轉效益
5.2.2 電源運轉效益
5.2.3 大潭電廠的隱憂
5.3 大潭電廠燃煤汙染?
5.4 大潭電廠發電實績
六、通霄電廠是不是「蚊子電廠」?
6.1 通霄電廠概況
6.1.1 通霄舊廠
6.1.2通霄新廠
6.2 通霄電廠對系統調度運轉的助益
6.3 通霄電廠發電實績
七、後語
參考資料:

一、前言

自今(2012)年4月1日油價一次漲足,接著12日經濟部長召開記者會宣布「電價合理化方案』後,引起全民反彈,各類媒體紛紛提出批評,指責聲浪高漲,尤其許多代議士或名嘴們針對台電的諸多檢討指教,不絕於耳。

有一天看到電視上一位女名嘴說「台電的大潭、通霄電廠是『蚊子電廠』,大潭電廠還燒過煤炭汙染…」,在我這退休調度老兵耳朵聽了之後,覺得有必要將本人的親身經歷與經驗做點說明,順便把以前經歷過的台電燃氣發電(複循環機組)的甘苦發抒一下,以免以訛傳訛,讓大家誤解!我不是代表台電辯解,只是資訊分享與交流。

二、台灣地區用電特性與發電機組配比簡介

2.1 用電特性變遷

台灣地區用電習性的變遷從圖1顯示出60年來的變化;1950年代每天用電模式非常單純,以夏天為例,整天變化不大只有傍晚點燈初夜用電較高的尖峰;到了1960年代多了上午11點多的電鍋煮飯尖峰,表示台灣生活水準有點提高;逐漸到1980年代末期,再增加了下午2-3點的冷氣尖峰,顯示台灣工商業與生活水準再提升,以及工業與經濟發展之迅速(詳參本部落格另一篇「電力系統負載曲線」);之後,隨著人們作息與氣溫、經濟與工商業的蓬勃發達之變動,整天用電激增,下午尖峰用電越來越尖,下班後傍晚尖峰也增高些許,這些就形成為目前一天像三個山峰的台電系統負載特性。

                                     圖1 六十年來的台電系統日尖峰負載曲線(夏季尖峰)

 

2.2 系統負載尖、中、基載的定義

以去(2011)年台電系統最高用電日的負載曲線(圖2)為例,當天最高的用電量(13:01-14:00一小時平均值)稱之為「日尖峰負載」,一般電業又把一天起伏變動中的較高用電部分歸類為尖載部份(目前台電通常指夏天早上10-12時,下午13-17時),用電約佔日尖峰負載的10~15%;24小時連續用電部份則歸類為基載部分,用電約佔日尖峰負載的65~75%之間;尖載部份與基載部份之間則歸為中載部份,其用電約佔日尖峰負載的15~25%左右。這些佔比是隨著人民生活水準、社會經濟與氣溫等因素變遷而逐漸改變。

2.3 發電機組尖、中、基載機組定義與配比

因為電力無法大量儲存,即產即用的特性,電業都會配合系統負載特性,搭配不同類型的發電機組來供應尖、中、基載部份用電,以符合投資經濟考量;跟負載對應匹配的的發電機組分別稱為「尖載、中載、基載機組』。但實際調度運轉時,有部份中載機組在離峰時段仍須維持最低出力運轉,所以基載機組配比會較系統負載尖、中、基載比例為低。經綜合考量,根據台電最近電源開發方案之理想的電源配比為:尖載電源約佔10~15%,中載電源占15%~30%,基載電源約占55%~65%。但實際上從圖2所顯示,台電目前基載機組不到50%,約20%都用中載燃氣機組替代,所以發電成本會增加,尤其離峰期間不再是從前便宜核能、燃煤電源,離峰抽水都用天然氣發電在抽,等於尖離峰發電成本相差不多。

目前台電公司考慮機組特性及投資經濟性,於規劃電源時,尖、中、基載電源的各類機組與特性分別為:

  • 基載電源:應付系統負載基載24小時連續用電部份,以變動成本(燃料)便宜為優先

A. 核能機組、燃煤火力機組:24小時運轉、興建成本高、建廠前置與工期長,但燃料 較便宜。
B. 風力、川流水力機組等:為再生能源,不發則能量流失無法儲存。

  • 中載電源供給系統負載中載部份,機組特性必須可隨生活、上下班、工商作業作息用電而變動

A. 燃油、燃氣汽力機組:興建成本亦高、建廠前置與工期長、燃料較貴、離峰仍須維持最低出力運轉(除非是二值制機組設計,離峰可停機、尖峰運轉)、若離峰停機再併聯需時甚久。

B. 複循環機組:興建成本比基載或汽力機組小、建廠工期較短、燃料較貴、氣渦輪部份可快速解併聯、汽輪機部份離峰可停機但白天啟動須長時間。

C. 調整池水力:調整池容量不大,不發則溢流。

  • 尖載機組:僅供給短時間電力,必須可短時間解併聯的特性

A. 抽蓄水力、水庫式水力機組:可快速解併聯、水庫容量有限且要配合下游農田灌溉自來水工業用水。
B. 氣渦輪機:投資小,裝置工期最短、但燃料最貴、可快速解併聯應付緊急情況。

             圖2  2011台電系統夏季日尖峰負載曲線(包含能源配比及尖、中、基載示意圖)

 

三、 複循環發電機組的特性

3.1 何謂複循環發電機組

所謂「複循環發電機組(CCGT:combined cycle gas turbine)」係由幾台氣渦輪(GT: Gas turbine)發電機(類似飛機噴射引擎)與一台汽輪(ST: Steam turbine)發電組合而成,利用氣渦輪機組發電後,排出之廢熱,再由回收鍋爐(Heat Recovery Steam Generator;HRSG)產生蒸氣帶動汽輪發電機,大大提升了效率,目前最高效率有高達60%左右的機組,遠高於一般低於40%左右的汽力機組。加上複循環機組建造成本較低、工期較短,所以全球電業自由化後,為了競爭與環保許多發電機組都競相採用燃氣CCGT,蔚為風潮。

目前台電複循環機組的組合有一台GT加上一ST(簡稱1+1)、兩台GT加上一台ST(2+1)、三台GT加一台ST(3+1)等組合。通常這類機組燃料都使用天然氣,也有燃燒輕油或重油的機組,但為了避免天然氣供應中斷導致不能發電,電業會將部份機組採雙燃料方式,也就是可燃氣或燃輕油,當然效率就要損失些許。

3.2 複循環機組的運轉優點

CCGT的氣渦輪可迅速啟停、升降載,可於深夜離峰負載期間解聯停機,白天尖峰負載期間恢復滿載發電,若為3+1機組可視系統需要採1+1、2+1、3+1方式運轉,發揮中載機組操作之彈性。若燃料價格便宜及供應無限制條件,純就設備運轉特性而言,燃氣複循環機組也可擔任基載或尖載運轉。此外,CCGT升降載反應速度比汽力機組更快,可供系統頻率控制與緊急備轉等用途,對系統供電品質與可靠頗有貢獻。

四、液化天然氣(LNG)發電的運轉經驗甘苦談

4.1 苗栗故鄉使用天然氣的記憶

台灣在1861年在我的故鄉苗栗縣出磺坑發現石油露頭,1903年日治時代鑽井成功,開發生產石油及天然氣至今已經將近110年。記得1955年我就讀竹南初中通勤所搭的日新客運社(苗栗客運的前身)班車還有日治時代留下來的天然氣BUS,現在的中油竹南加油站那時叫「竹南充填站」,汽車可以加天然氣。前幾年台北才在推行燃氣計程車,鬧半天,已經落後我的故鄉4、50年了!當然竹南、頭份、苗栗等地方那時家庭也都使用管路天然氣,都是託故鄉苗栗的出磺坑、錦水(老家的人都叫「滾水」,也就是天然氣一直在水中冒出來像煮開的熱水)盛產天然氣之福。

4.2 台電燃氣發電之開路先峰

1960年初中油公司在通霄鐵砧山礦場鑽獲豐富油氣,當時台灣經濟正處於蓬勃發展階段,電力需求日殷,為提供經濟發展所需電力,並充分運用當地大量的天然氣資源,台電公司於是擇定通霄海濱興建通霄發電廠。1965年四部氣渦輪燃氣機組正式商業運轉,開啟台電發電燃氣之先峰。一直到1977年10月6日中油可能因政府政策將台灣自產天然氣專供製造尿素肥料、工業及家庭使用,停止供氣,台電燃氣發電時代暫時中斷。

4.3 燃氣發電之再出發

直到1990年配合政府能源多元化與環保政策,且自產天然氣不敷家庭及工商業使用,中油公司開始進口液化天然氣(LNG),要求台電公司配合擴大燃氣發電,從1990年至1996年間陸續將大林五號、六號機,南火#1-3組複循環機組,通霄#4、5組複循環機組及興達#5、6組複循環機組逐漸改燃天然氣。

4.4 台電燃氣發電裝置容量、發電佔比、天然氣用量

之後,配合全國能源會議決議所訂2020年電源配比燃氣為27至29%,繼續將通霄、興達其餘複循環機組改燃天然氣,2005年陸續完工的大潭電廠1~6號複循環機組也改燃LNG,加上1999年以來開放的IPP有7家燃氣機組,至2012年4月為止,台電系統燃氣機組裝置容量共有15202.95MW(台電自有10592.95 、民營電廠4610.00),佔台電總裝置容量41450.41MW的36.7%。2011年度台電燃氣發購電量為620.5億度佔總發購電量2130.4億度的29.1%。台電發電用天然氣(LNG)用量自1990年的50萬噸,到2011年實績約686萬噸,今(2012)年預估可能再增至776萬噸。

4.5 中油儲氣槽容量

中油永安天然氣接收站第一期儲槽有三座,總儲存容量為30萬公秉,到2006年7月再陸續完成第二期儲槽三座,兩期六座儲槽總容量達69萬公公秉。2009年台中港接收站完成三座儲氣槽,總容量48萬公公秉。

表1 中油天然氣儲槽容量表

另外還有鐵砧山儲氣窖,總注井能力為每小時90噸(11萬7千立方公尺),每日最高可在產生2,150噸天然氣。自1990年來多年注儲,鐵砧山儲氣窖大約存放過15億立方公尺進口天然氣(2008年止)。因為儲氣窖注儲與再生天然氣速度過慢,只能扮演儲存與調節的功能,擔任城市瓦斯事業緊急供應及調峰用,不能當做發電大量調度使用。

 

4.6 中油LNG國外進口船運能力

目前中油分別跟印尼、馬來西亞及卡達訂定長約(SPA: Sale and Purchase Agreement)進口液化天然氣,LNG船航程距離最近的馬來西亞約2,170公里,其次為印尼的2,340公里,最遠的卡達約8,420公里(詳如表2、圖)。

表2 中油天然氣進口國產地航程距離、日程及運輸船隻表

 

圖3 中油天然氣進口國、產地航程距離圖(地圖背景採自Google Earth)

 一般而言,一艘天然氣船在馬來西亞、印尼或卡達產地港口裝LNG及永安或台中港接收站卸氣,包括進港程序、靠站操作、船岸會議、取樣化驗、泵輸、離岸操作、離港程序等工作,各約需一整天,加上LNG船在海上單程航行時間分別約要3.25、3.52、12.65天,整個航程分別約7、7、28天。

目前中油跟卡達簽25年長約每年進口300萬噸LNG,由中油自行建造四艘LNG船載運。若每艘裝載6萬噸LNG,則一年就要50艘次,大約每星期就有一艘LNG到港。加上印尼、馬來西亞LNG船,如此看來,台灣地區平均7天有三艘LNG船到達,或說每2~3天就有一艘LNG船到達。

4.7 中油天然氣輸送管線

目前中油有永安、台中港兩座天然氣接收站,為了將進口的天然氣輸送到台灣西部的各大用戶、電廠及城市天然氣公司,分別興建海底管線及陸上管線系統(表3、圖4):

  • 海底管線:永安至通霄長達238公里36吋的海底管線於2001年完工,2008年底完成另一條台中-通霄-大潭145公里36吋海底管線。
  • 陸上管線:往北的永安-南崁420km 26吋陸上管線;往南的永安-屏東60km 24吋、永安-阿蓮40km 24吋、永安-岡山20km 30吋陸上管線,在各幹線結點(配氣站)之間尚有16吋次級幹線以S型連結。在北部南崁配氣站另租用長生電廠所有24吋供應線及購買自東鼎公司之30吋幹線連結大潭,另於通霄配氣站與鐵鉆山儲氣窖之間敷設24吋往復連絡線二線, 使台灣西部的天然氣輸送管線成為大8字型系統,地區則成為小8字型系統。

表3 中油天然氣輸送北送管線系統里程

 

圖4 中油天然氣輸送管線系統概圖(參考資料來源:中油網站)


4.7 燃氣發電層層關卡的限制

天然氣是潔淨燃料,是目前環保減碳時代的寵兒,人人喜歡,動不動要求台電用天然氣發電,多次全國能源會議也要求台電提高燃氣發電比例。我們一般家庭用戶使用天然氣的確非常方便,就跟自來水、電力一樣,只要打開開關,隨你高興要用多少就多少,似乎沒有什麼限制!

但是對用氣的發電大戶-台電-而言卻是重重管卡,卡得台電調度運轉人員喘不過氣來!這是我過去自中油供氣給台電發電20幾年來,親身的體驗,外人不知的痛苦經驗。

使用天然氣發電之初,我們對液化天然氣的採購、供輸特性也不深入,況且中油LNG的相關投資幾乎都是攤提到台電頭上,外加固定利潤,心裡直想我是用氣顧客,處處受氣;另一方面,中油對台電用電與調度特性也一樣不清楚,堅持LNG專業態度,處處不肯讓步。所以雙方的「統約」至今僵持尚未正式簽訂?

當然經過長久接觸,雙方也漸漸相互了解對方,茲就所知中油LNG限制簡述如後:

  •  液化天然氣之交易,由於雙方投資龐大,故均以長期合約方式進行,一般為十五至二十年甚至25年,以維持交易穩定。
  • 年約定採購量:台電向中油採購天然氣,得於預定年採購量增減5%之範圍內決定每年之約定採購量,但必須在預定年之前3年書面通知中油,中油會努力配合要求。
  • 年約定用氣量:為年採購量加上補提氣量,台電在每年8月20日前函告中油次年年約定用氣量,台電可依「台電、中油天然氣供需協調機制及預警制度」在每年10月底前提出變更要求,經中油確認後,即作為次年年約定用氣量。
  • 月約定用氣量:為中油安排進口船期的需要,台電在每年8月20日前函告中油次年各月份預估約定用氣量。
  • 日約定用氣量:台電每月10日前函告中油次月每日計畫日用氣量,經中油確定後,即為次月之日約定用氣量,每月日約定用氣量總和即為該月之月約定用氣量。此月約定用氣量,除春節假期外,每連續30天合計用氣量不得低於年約定用氣量之6%。
  • 累計實際與約定總用氣量偏差量限制:每年1月1日起累計之實際總用氣量與約定總用氣量兩者差額除以當年年約定用氣量之百分比(為容許偏差量%)不大於0.5%(中油永安接收站只有T-101~103三個儲槽時之限制,儲槽增加時按比例調整)。如大於容許偏差量%,造成LNG氣船到岸後,不能卸氣滯船,如責任在台電,台電應賠償滯船費。
  • 不提照付(Take-or-Pay):台電在當年年終時,如累計實際總用氣量少於當年年約定用氣量時,應付中油少用氣量之價款。
  • 儲氣槽最高最低可調度量限制:永安與台中港接收站共有9座儲氣槽,有最高、最低可調度存量、安全操作存量等限制(如表4)。目前共有最高可調度氣量約40萬噸。

表4 中油天然氣儲槽可調度量、安全操作存量限制表

 

  • 海管路管天燃氣切換限制:大潭電廠目前係由中油台中港接收站海底管線之高壓氣供應發電、萬一海管事故無法供氣,無法隨即改由陸上管線之低壓氣供應。

從上述天然氣供應諸多限制,多麼欠缺彈性,每年用氣總量一旦決定,即有合約用量必須用完或「不提照付(Take-or-Pay)」的壓力,每月、每日甚至每小時用量都有層層限制,要多用氣也要碰運氣,市面上有沒有現貨可買,價格隨中油說另加利潤。還有儲存槽不夠多,如遇颱風或海象不佳,運氣船無法卸氣,恐有斷氣無法發電之虞。另外南北輸氣海管之有一條,若海管故障也會斷氣不能發電。

 

4.8 燃氣發電的可靠性

4.8.1 台電最著名的508限電事件

2002年台電系統的備用容量率好不容易從1990年5%左右的谷底(參考本部落格「漫談備用容量與備轉容量」一文)首度回升到16%,照常理限電機率甚低,但是在5月8日因台電用氣量增加,中油永安儲槽天然氣(LNG)存量不足,調度不及,導致限電,台電林文淵董事長上任沒幾天就下台負責的情事(也導致台電調度處長被處罰)。

4.8.2 新加坡斷氣限電事件

無獨有偶,當年8月5日(真巧!跟台電月、日數字剛好顛倒)國外的新加坡也發生在進行天然氣管路例行檢查時,電腦突然關閉天然氣緊急閥,中斷天然氣供應,導致新加坡7部複循環燃氣機組同時跳脫(約1550MW佔系統供電40%),緊急限電事件。

隔兩年2004年6月29日新加坡電力又因裕廊島天然氣接收站的緊急安全閥突然關閉,中斷印尼輸入天然氣,造成佔新加坡電力60%的燃氣電廠跳脫,導致三分之一新加坡大停電。

4.8.3 台電508事件改進對策

台電當(2002)年停電係因當時中油永安液化天然氣接收站現有三座儲槽,總存量為13.67萬噸,滿槽時之有效調度容積僅5至7天,而在每次LNG船卸貨前,儲槽需空出六萬噸的空間,致實際上僅剩1∼3天之安全存量,常有捉襟見肘情形。那時LNG船平均約每四天即有一艘進港卸貨,夏季偶有二天一船的情形,如遇颱風來襲,台電電力調度人員都坐立不安。

台電508事件後,相關單位檢討改進對策,當年6月12日起實施「台電、中油天然氣供需聯繫機制及預警制度」,改善了中油、台電資訊不透明、雙方聯繫及緊急預警事項。 實行之初,中油仍有許多不夠即時透明的地方,經過這十幾年來雙方繼續磨合,逐漸了解對方苦衷,兩方也變得融洽多了!

4.8.4 天然氣(LNG)發電的隱藏風險

從上述第4.5~4.7節有關天然氣採購、輸儲供應等諸多限制,可了解LNG發電有多麼欠缺彈性,其中也隱藏著風險,諸如遇颱風或海象不佳運氣船無法卸氣、海底或陸上輸氣管線或汽閥設備等故障或遭受洪水沖毀、儲氣槽故障等等,都有造成斷氣無法發電之虞。台電電力系統南北超高壓幹線都採N-2(兩條超高壓輸電線跳脫,系統仍能維持正常供電)規劃準則,中油天然氣管路系統設計看來N-1只能應付一般用戶,對發電大戶,似乎不能支撐。

天然氣若發生斷氣事故,台電的相應對策,大概只有將有雙燃料(燃氣或輕油)設計的燃氣機組改燒輕油,但此類機組不多(大潭兩組74.27萬瓩機組、通霄三組),另外由燃重油的協和(50萬瓩 X 4)、大林(37.5萬瓩X2)機組升載補充,及啟動氣渦輪機組,增加水庫水力發電等等,但這些機組總和容量不夠多,根本沒有台電系統現有燃氣機組總容量1520.3萬瓩的零頭多。

由於目前政府要求天然氣安全存量為5.5天,遠較燃煤與燃油的30天、45天為低。而天然氣規畫主要應付尖、中載,如遭遇基載的核能、燃煤機組故障,就需靠燃氣機組補充,當然燃油機組也可幫忙,但容量太少,主力還是靠燃氣。例如目前核能二廠一號機大修螺栓斷裂更換延期一天少發約2千3百萬度電,大約需要3700噸天燃氣發電補充,不到三天就要1萬噸天燃氣。這麼大的需氣量,要中油臨時去購買現貨,是會碰到困難的。若把儲備天燃氣透支光,一下台電三分之一的發電機就無法發電,那麼大限電是無法避免!

 

4.9 燃氣機組對備用容量之影響

所以目前媒體討論沸沸揚揚的台電備用容量28%或23%,到底是實還是虛?我覺得從我實際運轉實務經驗來看,佔台電裝置容量36.7%的燃氣發電,沒有足夠的氣存量,就跟水庫水力(1314MW)發電容量一樣,因水庫存水量是有限而且可能遭逢枯水,所以可用容量必須打折才合理。另外抽蓄水力發電(2602MW),如果沒有足夠燃料(天然氣)晚上離峰無法抽水,這塊容量也是要打折的。此外,每分鐘3600或1800轉、高壓、高溫、管路、線路密佈的發電機組會老化、會故障、也要定期檢查大修維護保養,眾多的複循環機組之氣渦輪機類似飛機噴射機引擎,必須一定運轉時數(幾百小時、幾千小時)後,也必須停機檢查。當然還有天災影響,所以三除四扣後,實質交給調度員可運用的備轉容量,就不會經常有備用容量那麼多了,尤其台灣為孤島系統,無法向歐美日等國互聯系統可相互支援。因此之故,備用容量可能需要多一點。

五、大潭電廠是不是「蚊子電廠」?

5.1 大潭電廠概況

台電公司為因應台灣北部地區電力殷需並配合政府能源多元化與節能減炭政策,計劃在桃園縣濱海的觀音鄉大潭村設立燃氣複循環發電廠,原預訂於2004年1月至2006年7月間陸續完工商轉發電,由於2003年SARS及美伊戰爭,電力成長趨緩,乃延緩工程進度,改預訂在2005年4月至2010年7月完成。但後來又因原訂2005、2006年完工的核四商轉延後,供電可能會出現缺口,台電又要求大潭第3-6組,分別提前6-18個月商轉,這一波三折,也顯出大潭電廠是台電電源開發的最好的棋子!當然,建廠的台電員工也沒讓國人失望,千辛萬苦順利完成建廠大任。

2005年5月第一台氣渦輪GT1-1燃輕油並聯後,直到99年5月6組燃氣複循環機組全部完成改高壓天然氣商轉,總裝置容量高達438.4萬瓩,躍升為台電最大燃氣電廠。各組複循環發電機組裝置容量、商轉日期等詳細資料如下表(表5):

表5 大潭電廠各發電機組裝置容量、商轉日期資料表

大潭電廠施工期間,因為承受核四延後替代需求的工期壓力,不幸中油公司天然氣海管又一延再延,導致第一、二組燃輕油商轉後,又要改用陸管低壓氣試運轉,然後再改為海管高壓氣試運轉、商轉,其他機組也是如此,增加商轉複雜性,同時發電容量也跟著一變再變,讓運轉人員昏頭轉向。

5.2 大潭電廠對系統調度運轉的優缺點

5.2.1 電網運轉效益

從台電系統圖(圖5)可知大潭電廠位於台灣北部,有一路兩回線345KV超高壓輸電線連接到龍潭超高壓變電所,將所發電力北送大台北負載中心或南送新竹科學園區;另有6回161KV輸電線連接到北邊的興國、中壢、松樹等一次變電所,可與頂湖、龍潭(北)超高壓變電所互聯,往南則接到楊梅、梅湖、新工等一次變電所,可與龍潭(南)、峨眉超高壓變電所互聯。所以大潭電廠具有地理位置的優勢,對電力系統運轉的助益為:

  • 就近供應原龍潭(南)、(北)及頂湖超高壓變電所轄區一次變電所負載,減輕這些超高壓變電所主變壓器及相關161KV輸電線超載風險,並提升系統電壓。
  • 減少超高壓輸電線南電北送,增進系統運轉安全並降低線路損失,尤其南北EHV幹線故障時,大潭提高出力,可確保系統穩定。

圖5 台電系統圖(資料來源:台電網站2010年系統)

5.2.2 電源運轉效益

大潭電廠機組都是新型複循環發電機,燃燒潔淨的天然氣能源,具低汙染,二氧化碳排放量低,而且大潭機組效率可高達58.75%,遠比傳統火力機組38%左右為高。另外,複循環機組的氣渦輪機升降載速度反應靈敏,比一般火力機組快速。此外,2009年10月21日大潭第五號機第一次完成滿載孤島運轉能力測試成功,並逐部機組完成測試。

從上述這些大潭電廠機組具有的特性與地理位置,對系統電源運轉頗有助益,可歸納如下:

  • 補充核四延後大量電力缺口。
  • 有助於台灣溫室氣體的總量管制。
  • 節省系統天然氣發電成本。
  • 協助系統頻率調整,尤其離峰期間擔任自動發電控制(AGC),提高供電品質。
  • 擔任系統全黑起動電源,作為系統緊急情況的備援。

5.2.3 大潭電廠的隱憂

大潭電廠具有前述廠址、效率、低汙染等優勢,但相對也有其隱憂:

  • 電廠對外聯接345KV超高壓輸電線只有一路兩回線,若遇雷擊或其他事故兩回線跳脫,在尖峰出力高時161KV輸電線無法承擔,必須跳脫部分機組。
  • 供應大潭電廠天然氣海管只有一條管路,若故障斷氣,全廠可能全停不能發電。
  • 天然氣量供應受限,缺乏彈性。

5.3 大潭電廠燃煤汙染?

想起2005年5月、8月,大潭第1、2台氣渦輪GT1-1、GT1-2相繼併入系統試運轉後,當時中油永安LNG儲槽只有三個,經常發生天然氣存量過低警報,尤其每當颱風來襲,大家都先注意LNG存量,預作應變準備,不然到時叫天天不應,叫地地不靈。

記得當年台灣最不幸,三個強烈颱風泰利、海棠、龍王相繼分別在7、8、10月登陸台灣,讓我記憶最深刻的是10月1日抵永安港靠卸的LNG船,因為龍王颱風來襲前夕,海象太差,為避免影響船艙安全,僅卸收7,800公噸LNG後(原預定卸收6萬公噸)即調頭駛往外海避風,而龍王颱風10月2日才在花蓮豐濱登陸,不知要多久才能脫離暴風半徑,LNG才能卸氣,這可讓我們調度人員大為恐慌怕斷氣,於是啟動緊急應變計畫,包括那時燃燒輕油試運轉的大潭兩組GT,為了系統供電安全,拜託大潭24小時連續發電救急。

如此一來,可惹惱了電廠附近民眾抗議噪音,連啟動時冒黃煙也被抗議,這可能是被訛傳燒煤汙染的原故吧!當然,那時又麻煩大潭電廠及施工處同仁去向鄉親們道歉說明,還好10月3日下午颱風迅速離去,解除斷氣警報!

5.4 大潭電廠發電實績

大潭電廠在2004(93)年1月豎立起第一支的廠房基椿,非常快速在次(2005)年5月及8月#1號及#2號複循環機組之氣渦輪機首次併聯成功,緊接著系統需要,趕忙著用最貴的輕油發電試運轉及商轉,中油的海管又無法如期供氣,不得不又用陸管(低壓氣)試運轉商轉,到97年底海管供氣,才次第改由高壓氣發電。各年度的總發電量、運轉時數及容量因數詳如圖6所示,前四年都在改來去試運轉/商轉,到了2010、2011年步入正軌,如原電源開發計畫容量因數35%運轉,看不出來有所謂「蚊子電廠」的跡象。

圖6 大潭電廠建廠以來的發電量、運轉時數及容量因數曲線

此外,前幾章節談到大潭電廠計劃一波三折、一延再延,但是也幫台電省了不少錢,原來市場是賣方市場轉變為買方市場,在更多廠商加入競標下,先前主設備標決標省了兩百多億元,2002年7月大潭25年天然氣採購底價4,000億元,最後中油以2,982億元最低價得標,又省下1,000餘億元。

依中油當時提報之氣價,每立方公尺新台幣5.69元,跟去(2011)年第四季每立方公尺新台幣16.6384元相比(投標氣價也會逐年調整,但仍較低廉),實在便宜太多,怪不得現在要向中油多買點氣,都要根據現貨價格還加上利潤才賣,我們心裡想當時買多一點該多好!但電業就是如此變數太多,事後諸葛大家都會做!

六、通霄電廠是不是「蚊子電廠」?

6.1 通霄電廠概況

6.1.1 通霄舊廠

第4.2節已介紹通霄是台電燃氣發電的先鋒,1965年四部氣渦輪燃氣機組正式商業運轉,1968年又增加四部氣渦輪,總共裝置容量為116.64MW,詳如表6所示。

這8部燃氣氣渦輪機,到1977年10月6日停止供氣後,才改燃輕油,到了1980年通霄新建複循環機組後,我們習慣叫它為「通霄舊廠」。

1985年5月GT#1及GT#4兩台GE製的氣渦輪機拆到澎湖電廠支援外島電力,後在2002年4月15日報廢。

其餘6台氣渦輪發電機在1999年921大地震也發揮其最後價值,扮演全黑啟動的角色,GT#2及GT#3於2000年4月19日除役, #5~8則於2004年12月20日報廢。

表6 通霄(舊)電廠各發電機組裝置容量、商轉日期資料表

 

6.1.2通霄新廠

1970年代後期,台灣經濟大幅擴張,用電激增,台電為改善電源不足窘境,避免造成限電,決定在通霄發電廠舊廠區西側海濱抽砂填海,開發新廠址,興建新型高效率複循環發電機組,讓通霄電廠成為台電公司複循環發電機組的始祖。

1980年8月12日第一組GT1-1並聯系統, 1983年3月三組複循環發電機組全部商轉,第一、二組係燃輕油機組,其製造廠家為美國GE公司,第三組則為燃輕油具有重油處理設備機組,為瑞士BBC(Brown Boveri Electric Company)製造。因為輕、重油燃料成本相差將近四倍,所以通霄電廠從第3組著手於1981年8月試燒重油,並繼續改進,於1982年8月完成改燃重油;接著第1、2組也於1984年3月改燃重油,為當時各國複循環機組燃重油創舉,也替台電節省不少成本。

1985年台電系統因第二次能源危機影響,備用容量率高達55.1%,被外界交相指責包括當時趙耀東經濟部長在內,但萬萬沒想到過了3年後景氣復甦急降到21.7%,當年就有兩次限電,接著1989年降到14%,限電8次。台電為應付國內如此需電孔急的頭痛問題,通霄電廠即有廠址尚有空間,而「裝機時間短」的複循環機組又是最佳救急選擇。

於是,1990年台電在通霄電廠增設兩組瑞士ABB(ASEA Brown Boveri)複循環氣渦輪機組,日夜趕工,終於在夏季尖峰其間的6、8月氣渦輪機組併入系統,馬上加入發電行列,成為救火部隊之成員,那時我剛好擔任中央調度中心主管內心由衷感恩不盡,讓我減少多次限電機遇,所以印象特別深刻永難忘懷。

1997年台電又因用電需求持續成長,廠址難求,找到通霄電廠西南角空間,增設第6組燃氣ABB CCGT,2000年整組商轉,通霄電廠六組複循環機組裝置容量總共為180.6萬瓩,接著台電為因應政府能源多元化與環保政策,通霄燃氣老經驗電廠,順理成章,1999年開始進行第1~5組CCGT改燃天然氣工程,2003年9月完工,詳如表7。通霄新廠機組表-修訂版

表7 通霄(新)電廠各發電機組裝置容量、商轉日期資料表

 

6.2 通霄電廠對系統調度運轉的助益

通霄電廠位於苗栗縣通霄鎮,輸電系統引接參考台電系統圖(圖5)顯示,早期通霄舊廠時期為兩回161KV輸電線引接至苗栗一次變電所 ,就近供應苗栗慕華尿素、新竹坡璃以及頭份中纖、聯合耐龍、華隆等工廠用電。

後來,通霄新廠6組CCGT加入,對外161KV輸電線再擴增4回線,分別連接到往北南湖P/S、峨眉E/S可就近供應竹科用電,往南則到翁子P/S、后里E/S轄區,供應中部科學園區后里基地用電。

通霄新廠位於台灣中、北部之間,平時除了就近供應地區性及工業區用電外,因為通霄電廠有舊廠的氣渦輪機,在系統全停電時,本身不需外電就可啟動,所以在1999年921大地震時發揮功效,舊廠氣渦輪機啟動發電,帶動複循環機組並聯系統,往北加壓跟石門、翡翠等水力機組合聯給北部火力機組啟動,同時迅速供電到新竹科學園區,減少廠商損失;往南經69KV線路加壓到台中電廠,協助機組啟動,加速系統復電速度。

此外,通霄電廠提高出力,減少峨眉、天輪超高壓變電所主變流向161KV轄區載流,可提升南北345KV超高壓輸電幹線北送能力,增強電力系統穩定。當然,通霄CCGT對近年對調度部門推動協助AGC也有莫大助益。

6.3 通霄電廠發電實績

通霄電廠8台容量不大(總共11.6萬瓩)的舊氣渦輪機在1977年10月6日中油停止供氣改燃輕油後,因成本太高也老舊,除了系統供電緊急外,都作為備轉容量之用,發電較少。

通霄複循環機組先燃輕油,再改燒重油,最後改燃天然氣,所以發電也會隨經濟調度之燃料成本有所變動。最近11年的發電量、容量因數及運轉時數詳如圖7所示,發電量都維持在67~107億度之間,容量因數也都在46~69%的範圍,高於中載機組標準35%,全年8760小時的運轉時數最低6035小時最高7439小時。

圖7 2001-2011通霄(新)電廠發電量、容量因數及運轉時數曲線

七、後語

俗語說:「隔行如隔山」,我們經常用自己熟悉的行業經驗去評斷別的行業,有時難免會有誤會。就以燃氣發電來說,台電、中油雙方行業剛好都是很獨特,一時沒深入了解,兩公司人員都按自己見解抱怨對方。

例如台電調度人員經常會說我們的用電是隨氣溫、氣候、景氣等許多因素變化,無法控制,發電機組與電力系統也隨時會受到本身或外界影響發生故障,一旦有變化或事故,中載的燃氣機組就是台電的應變先鋒,其他台電可替代燃氣的燃油機組容量也不多,所以天然氣用量經常就會時而像餓死鬼一直喊餓要更多,時而又吃太飽肚子撐不下,沒辦法多燒天然氣。

但中油賣天然氣也說台電燒天然氣大戶,天然氣不是台灣自產,需要國外飄洋過海用特殊的氣船運來,要特殊的港口卸貨,液態LNG為負160幾度的東西也需要特殊儲槽儲存,無法像煤炭儲存一堆,隨時可買,必須訂長約生產,台電用氣這麼多要特殊海管才能應付。

所以雙方早期經常Argue不斷,台電因為怕停電有求於人,經常忍氣吞聲,但偶而中油也有求於台電的時候,我們也會伸出援手協助,慢慢的雙方了解對方苦衷,尤其508事件後,雙方建立了聯繫機制,慢慢地減少許多誤會猜忌,相互體諒共同面對問題。但是談到氣價就不是如此了!

此外,天然氣為大家喜愛的潔淨含碳較少能源,建廠工期短與成本低,可以燃氣效率高的複循環機組是全球電業的最愛,也助長天然氣發電佔比的增加,但液化天然氣(LNG)跟歐美管路天然氣不同的特性,訂了長約非燒不可的彈性僵固,儲存成本過高,儲槽過少等等,如何應付變數甚多的用電,LNG佔比太高,對供電安全也有負面影響,值得大家深思!

目前台電被質疑的許多問題,或許也是如此,我覺得被質疑的一方,需要平心靜氣多花點心思說明白,讓社會大眾了解諒解!國外電業自由化後,經常都有產、官、學、業界、用戶的公聽會網路直播,或許可參考參考。

至於大潭、通霄電廠是不是「蚊子電廠」,我想大家可從我找到的發電資料做個判斷!

參考資料:

http://www.taipower.com.tw/TaipowerWeb//upload/files/32/d370.pdf

http://www.libertytimes.com.tw/2007/new/mar/27/today-e9.htm

http://www.appledaily.com.tw/appledaily/article/property/20030705/163461

http://www.lawtw.com/article.php?template=article_content&area=free_browse&parent_path=,1,2169,1478,&job_id=44280&article_category_id=32&article_id=19191

http://www.epochtimes.com/b5/4/7/1/n583279.htm

台電統計年報

中油公司「六十年來之中國石油公司』

中油2011年報

「源』雜誌「大潭電廠專輯』及「通霄發電廠專輯』

台電網站http://www.taipower.com.tw/

瓦斯季刊第89(2009年10月號)、90(2010年1月號)期「台灣天然氣安全存量議題的 迷 思(上)、(下)』

http://www.cpc.com.tw/big5/files/C5%E6%B1%9F%E7%87%88%E6%98%9F%E6%B0%B8%E5%AE%89%E8%87%B3%E9%80%9A%E9%9C%8436%E5%90%8B%E6%B5%B7%E5%BA%95.pdf

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About gordoncheng

我在含飴弄孫閒暇之餘,經常瀏覽到新聞、雜誌及媒體有關電業的報導,原來只PO在我的臉書上,跟老朋友分享!最近在我的部落格「Gordoncheng’s Blog』發現對電業有興趣同好還滿多的,但因本人孫女還小空閒時間不多,無法一一翻譯消化另寫文章,只好另闢專門PO電業新聞報導原文連結之「Gordoncheng’s 2nd Blog』,跟更多朋友分享!
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40 Responses to 從大潭、通霄電廠是不是「蚊子電廠」談起燃氣發電甘苦經驗

  1. 何秉衡 說道:

    謝謝鄭處長詳盡解說,電力新兵獲益匪淺,承教了,感恩不盡,日後仍請賡續發表高論,讓我們電力新兵多多瞭解電力老兵的經驗.謝謝.系規處同仁

    • gordoncheng 說道:

      我更感謝何兄的抬愛與鼓勵,我只是一位在家吃老本含飴弄孫的Senior Citizen,不是目前媒體喊打的肥貓,所講的應該比較有人相信。但因照顧兩位孫女可下筆時間不多,僅能慢工出細活,久久一篇跟大家分享!
      最今一個多月以來,看到聽到讀到許多對台電的指教,但看不到媒體報導台電的回應,真讓人心酸,怎麼不開個大型公聽會說請楚講明白,不要繼續被以訛傳訛,台電被抹黑,要多久才能恢復台電令譽,讓台電人不會抬不起頭來!我的老東家需要加油才行!

  2. luo 說道:

    您好,我一直很喜歡看你的部落格,因為我也是關心能源問題的Citizen。為了這個原因還自己跑到丹麥來,想瞭解公民發展再生能源的可行性。
    發電的問題可以從整體看,也可以從個體看。我們站的角度不同,看到的就會不太一樣。所以我很喜歡看你從台電相關的角度看到的東西。
    也很同意你說的,台電內部很少有人站出來把事情講清楚。這個現象很奇怪。

    關於您在此文中提到的「尖峰日負載曲線」的分析,我覺得很有趣。您提供了能源配比的分析。想請問一下,是否可分析哪個縣市或哪個區域用了多少電、不同類型的用電量(例如工業、商業、住宅)各佔多少?

    • gordoncheng 說道:

      很高興有關心能源問題的同好分享敝部落格!也很敬佩與羨慕您對能源問題的執著,前往風力發電的標竿丹麥實地了解她們對能源發展的第一手體驗。同為電業,我也很羨慕小小的丹麥發展再生能源尤其風力發電的成功經驗,當然也希望台電系統能夠像哥本哈根的東丹麥系統有龐大的歐陸系統及西丹麥有北歐系統來支撐發展更多的風力,就如澎湖群島盼望有台灣本島系統的支撐一樣。除此之外,歐洲的電業自由化也是台灣可學習的地方,若有自由化的環境,更可發揮民眾對能源的選擇,可惜台灣電業法修訂將近20年四進四出立法院,真是貽笑四方!
      至於「尖峰日負載曲線」那只是全年365天用電最高一天的代表,不能表示全年每日發電能源配比都是如此,目前我的資料都偏於電力系統運轉方面,電源運用方面較少,待我空餘時間較多時,我會努力加強這塊領域。您所提的「哪個縣市或哪個區域用了多少電、不同類型的用電量(例如工業、商業、住宅)各佔多少?』,因為目前台電小用戶(商業、住宅)都是兩個月才抄表一次,大用戶(工業)一個月抄表一次,無法做到每小時詳細分析,就我所知台電現在公開資料有月別或年度可供參考:
      例如
      年度各縣市電力與電燈用電資料:
      http://www.taipower.com.tw/TaipowerWeb//upload/files/26/100_elec_05.pdf
      行業別用電:
      http://www.taipower.com.tw/TaipowerWeb//upload/files/14/main_2_5_2_5.pdf
      這些資料您可在台電網站(http://www.taipower.com.tw/)下載。

  3. HS 說道:

    為什麼燃氣汽力的燃料成本會比燃氣渦輪低? 次臨界下蒸汽循環效率不是通常比空氣循環來得差嗎?

    • gordoncheng 說道:

      本文所提氣渦輪機組係指單循環之Gasturbine,目前台電單循環GT的燃料都是輕油,比燃重油、或燃氣汽力成本都比較高。就我所知台電燃汽汽力機組(大林)平均燃耗率大約為每度0.25立方公尺,燃油汽力大約在每度0.23-0.26公升左右,單循環GT(台中及核能電廠)則大約為每度0.28-0.33公升之間,歡迎您提供資料分享!

  4. luo 說道:

    1.想再請問一下,目前契約用電戶帳單上都有「尖峰最高需量」,如果是每月才抄表,如何得到這個值呢?
    2.丹麥這邊的電網結構,也是經過改革的。當然跨國的連結是一回事,不過本國內,也分為負責骨幹的電網公司,與負責末端的區域電網公司。
    另一方面,因為緯度高,需要大量供熱,他們已達成共識:供熱與供電必須分開。各主要村落有自己的熱水網路,經營這些熱水網路的公司也都走向「customer-owned」,也就是說,村落的熱水用戶才是公司的主人。
    他們也在思考,區域電網公司應該也要有這樣的性質。對他們來說,熱與電就應該視為一種公共設施或公共服務。
    3.丹麥雖可以把多餘的電力輸往其他國家,但那一直都不是很有效益的作法,他們主要還是思考如何應用自己生產的電力。目前聽到他們在發展風電供熱,雖然乍聽把電轉為熱,是一種浪費,但如果能因此平衡掉多餘的風電,他們也會考慮這樣的應用。
    4.台灣的路燈用電,好像非常可觀。
    5.丹麥當初在發展再生能源時,一方面是因為反核,另一方面是意識到依賴進口能源、石化燃料的後果。台灣的能源依賴度實在也是很大的問題,就像在你文章中提到「斷氣」的風險,希望更多人重視這個問題。

    • gordoncheng 說道:

      謝謝您分享許多丹麥經驗!您所問到[契約用電戶帳單上都有「尖峰最高需量」,如果是每月才抄表,如何得到這個值呢?],據我所知,台電契約用戶的電表是「需量電表』跟我們住家的電(度)表不一樣,它除了記錄用電電度(KWH)外,還有多種功能,其中有紀錄每15分鐘平均的最高需量(KW)也就是「尖峰最高需量』。目前台電在推型AMI(智慧型電表基礎建設),大概今年或明年大用戶都會改裝智慧型電表,到時每小時用電資料(更多)都會有,至於一般用戶就需要再等等,現在歐美有的電力公司已經在換裝數位智慧型電表,更方便推動電業自由化!

  5. 鄉巴佬 說道:

    寫的非常好!
    中油公司主管101 年 1 月 13 日海管週邊海床塌陷拋石保護技術研討會出差報告指出36吋海底管輸氣,但當K44管段海床有一平方公里20公尺塌陷,目前暫能以拋石保護,另外KP82處有650公尺海底管懸空問題,為台電及國家利益,中油公司應如何負起責任?大潭缺氣後果如何?

    • gordoncheng 說道:

      謝謝您的鼓勵!更要感謝您透露36吋海管的弱點,我想要請台電老同事留意此事在下次協調會時請中油說明因應對策。至於台電對策,拙文有提到大潭只有第1、2兩組742.7MW為雙燃料機組,可改燃輕油因應,其餘約2800MW只能停擺(因陸管供應有限),目前36吋海管還供應900MW的長生民營電廠,若靠近大潭斷管,可能大潭6組及長生2組複循環機組約5000MW跳脫,系統難免低頻限電,後續限電就看備轉容量夠不夠!台電調度部門應該會有Contingency 評估對策才對!

      • 鄉巴佬 說道:

        謝謝你!
        中油出差報告是網路上看到的,好像花了1億元第一階段搶修,會不會『萬一』影響大潭中油沒說。

  6. Camille Yuan 說道:

    我是影片製作工作者,最近在準備能源用電的相關議題; 閱讀了您這篇的分析, 使我對能源及用電的知識大大增加, 獲益匪淺! 特別是對您有深深的敬意, 真希望能請您當我們的顧問.

    • gordoncheng 說道:

      承蒙您的美言!我只是電業退休老兵,利用照顧周歲小孫女之暇,隨筆寫下過去實務粗淺文字,不能登大雅之堂,只想留下記憶,有幸順便跟同好老友分享!

  7. 張文杰 說道:

    http://www.epochtw.com/12/4/30/191567p.htm

    請問一下民營電廠和台電的燃料成本為何差這麼多?
    是因為運轉時間多寡造成的嗎? 還是有其他原因呢?
    謝謝

    • 張文杰 說道:

      http://www.taipower.com.tw/TaipowerWeb//upload/files/26/coal_10104_3.pdf

      去台電官網有找到這資料, 為甚麼天然氣"燃料"成本可以差這麼多?
      新桃電廠低到只有2.05塊 ?

      • gordoncheng 說道:

        新桃電廠屬於第一階段三家燃氣IPP,當時競標按「能量費率(包括燃料、運維變動成本)』及「容量費率(固定成本)』兩項成本競價,各公司策略不同,新桃採「低能量費率、高容量費率』來投標,長生則相反,嘉惠取中間,所以要比較台電、IPP然氣發購電成本要把兩項加總比較,上次台電記者會有提供民國100年平均燃氣發購電成本,台電為3.2元/度、IPP為3.96元/度,而IPP成本有隨天然氣價格、匯率、躉售物價指數等等調整。我記得新桃的2.05塊台電要它多一度都不肯,因為多發多虧本,它只要把發電機顧好賺容量電費比較輕鬆,就如燃煤得和平也如此,都會找機會藉故不發。所以要比較TPC與IPP必須要看全貌及來龍去脈。

    • gordoncheng 說道:

      請參考我在您的另一回響的回覆,按理IPP是競價入選,當初價格應該比台電低才能得標,但是台電用人薪資、電廠場地大小、採購、遵照勞基法加班、福利等等,一切依法、公婆一大堆,相對於民營電廠,就如私立大學與國立大學有點類似,當初政府一直要民間蓋電廠,把大餅分蝕,現在台電挨罵,希望大家冷靜下來,好好檢討!

      • 張文杰 說道:

        謝謝你的解答.
        「能量費率(包括燃料、運維變動成本)』及「容量費率(固定成本)』這邊可以說的詳細一點嗎? 我不是太懂, 謝謝.

        我知道民營電廠是當初政府一直要蓋的, 不合理的合約也是政府經濟部去主導簽下來的.
        現在卻反過來一直怪台電 😦
        但媒體的報導太偏頗了, 台電澄清的聲音實在太小了

      • gordoncheng 說道:

        IPP業者興建發電廠與運轉25年的總投資金額分別由每年的(A)容量電費加上(B)能量電費回收(包括利潤),計算公式如下:
        (A)容量電費(元)=容量費率(元/度)×保證發電時段購電量(度)
        保證發電時段購電量,最高以約定之保證發電時段應提供之保證發電量為限。

        (B)能量電費(元)=能量費率(元/度)×〔每月購電量(度)-廠址因素(度)]
        廠址因素採每年檢討修正。
        所謂容量電費就是回收買發電相關機器、廠地、興建電廠、運轉維護部分等固定投資資本費用(包括利潤)。能量電費則主要為燃料、運轉維護等變動成本及地發捐助金(包括利潤)。

  8. 貝禾糖 說道:

    鄭先生您好:
    大潭的100年裝置容量為4384.2MW
    年總發電量應為384.05億度
    100年實際發電量為132.75億度
    容量因數應為132.75/384.05*100%=34.56%
    不過表中卻是35.37%
    請問是不是我的計算過程出錯或觀念理解有誤?
    希望您可以解答我的疑惑,謝謝~

    • gordoncheng 說道:

      謝謝您細心閱讀敝文,您的計算與觀念都沒有錯,主要是我依台電公布發電量慣例使用淨(NET)發電量132.75億度,而計算容量因數必須用毛(GROSS)發電量,也就是說要另外加上大潭廠內用電(本身機組提供之發電量)3.08億度,得到毛發電量135.83億度,求得CF等於35.37%,因為CF計算公式分母為裝置容量*365*24,係毛發電量之故。抱歉讓您誤會!希望能為您解惑。

  9. heter 說道:

    鄭先生:
    閱讀您的部落格資料受益良多。資料非常豐富。
    但對再生能源有一些問題,希望您撥冗簡單回復。

    『陽光屋頂百萬座』計畫,預定2015年完成420MW,2020年達到1020MW的太陽光電發電系統設置,2030年臺灣太陽光電發電設置容量目標3,100MW。上述計畫若完成:
    1、沒有太陽的夜晚或雨天,所需電力從何而來?

    2、可減少幾座電廠運作?(貴單位應該有計畫,例如太陽能發電到達多少萬瓦時,那一座電廠可以停止運作)
    3、不穩定的再生能源到底能不能取代火力、核能發電?再生能源真的對環保有益處?還是做再多的再生能源都不能減少傳統電廠的發電?
    台電發電要評估整體用電需求決定其發電供應量, 有所謂基載跟備載, 如果要降低發電供應量, 那就要需求穩定降低, 否則又突然需求增加就會跳電。終端使用太陽能, 一會自給能力很強, 不要你台電的電, 可是台電的電已發出, 能源已消耗又說你不要, 來不及調降, 浪費已造成! 好調降發電, 一會又一片烏雲飄過你又需求很大, 狂拉用電, 此時發電又不足, 又要增加發電不然要跳電.。
    4、火力發電機若白天停機,晚上需要用電重新啟動所需時間?重新啟動火力發電機所浪費的電力是多少瓦?(與不關機相比減少發電多少瓦)?減少發電的電量會不會比白天太陽能發電還要多?
    5、台電目前的太陽能電廠陰天、雨天與晴天每小時發電量差距?
    6、電力傳輸所耗容量百分比?(如全部使用太陽能,電力調度所耗費百分比)?
    小弟是外行人,只是對太陽能、再生能源有疑問?覺得好像無法減少電廠的發電量,只是讓廠商賺錢而已。
    感謝鄭先生。

    • gordoncheng 說道:

      謝謝您的回響!我僅就所知簡覆如下:
      1. 所需電力由備用容量機組較較價廉者優先供應,或者下雨所導致太陽能發電降低、但同時也降低用電負載兩者可相互抵消。夜晚供電本來就跟太陽能有沒有發電無大關係。
      2. 太陽能發電計畫完成後,再生能源的太陽能若優先發電,按照一般電力調度原則,視當時系統發電結構,將從發電燃料成本最貴機組依次替代,大概從燃油先行,再次為燃氣(老舊機組)。
      也就是說台電電力調度單位每日24小時期間尖、中、基載發電排程(參考本文圖2),參考各地氣象預報預測出太陽能發電出力及系統用電負載曲線,安排燃料成本最便宜的核能、燃煤機組及必須發電的再生能源(如川流小水力、風力等)、汽電共生與燃氣、燃油機組最低出力供應24小時用電的基載用電,基載用電不足部分再由燃氣機組補充,太陽能只能白天發電,類似中、尖載時段,優先出力,像堆積木般繼續利用與燃氣、燃油機組及調整池、水庫式水力堆疊塞滿各小時用電負載曲線,把較貴部分的燃油、燃氣機組(老舊機組)擠出發電排程,亦即被太陽能替代掉,並安排適當的備轉容量及系統頻率調整容量,滿足系統用電需求。
      視太陽能出力多少就減少燃油或燃氣機組出力,因為台電電廠裝置容量不一、同一電廠新舊機組都有,無法用減少幾座電廠來表示,但一般媒體都喜歡用幾座電廠來訴諸閱聽人,比較簡單或聳動記憶,其實也是代表一個數量,例如一座協和燃油電廠代表2000MW(四部500MW燃油機組)、一座核二廠代表1970MW(兩部985MW核能機組)。

      3. 不穩定的再生能源等於老天給我們的禮物,但要看老天的臉色發電,不發(拿)白不發(拿),從上一題解釋,是可以減少傳統化石燃料電廠發電,對環保有益。
      至於對於系統運轉影響方面,根據台電去(101)年8月長期負載預測及電源開發計畫,2020、2023年尖峰負載分別為42646、45,292MW,淨尖峰能力分別為47657、47,564MW,而「陽光屋頂百萬座」計畫,2020年1,020MW只佔同時尖峰負載的2.4%,2030年3,200MW也只占約6~7%(按2023年比例推估),此太陽能發電佔比不大,對系統影響不會很大,電力調度人員是要辛苦些(必須搭配提供給調度員準確的預測程式工具與即時準確氣象時測與預測資料)。
      目前台電系統可供迅速升降載的抽蓄水力2,602MW、水庫水力約1,300MW、調整池水力約190MW,總裝置容量共約4,100MW,可迅速升降載的燃氣複循環機組約14,000MW,何況下雨或陰天系統負載同時會降低,而屆時系統負載滿高,系統頻率稍降0.1HZ用電負載約可降400MW(2020年尖峰案例),應付系統運轉理應沒有大問題,可能備轉容量要準備多些。
      4. 如上題所述,2020、2030年台電太陽能發電佔系統尖峰負載比例過小,尚不致要傳統火力發電機組白天停機,晚上再重新啟動發電,只要利用燃氣複循環機組(三台或兩台氣渦輪加上一台汽輪發電機),其中的氣渦輪機組減少1或2台,維持整組1台氣渦輪與1台汽輪發電機運轉,或者降低水力發電,應該就可應付過去。氣渦輪重新啟動速度較快,大約10-30分鐘(新的複循環效率高者速度較慢)。機組啟動成本包括多燒的燃料費及用電電費,不同設計成本有異,遠遠小於白天太陽能發電。

      5. 目前我手頭沒有此資料,但有太陽能發電今(102)年6、7、8月裝置容量分別為179.6、199.4、212.9MW,月最大出力各為56.2、99.5、186.2MW,大略可看出今夏8月酷熱太陽能出力滿高(87%)。

      6.電力傳輸所耗容量在台電稱為「線路損失(率)」,也就是從台電電廠端及民營電廠購電端送出電力(所抄總發電度數),經過345KV超高壓、161、69KV高壓輸電線、22、11KV配電線、相關變壓器、110、220V接戶線到一般住宅商店及工廠(大工廠接到高壓輸電線)端所抄總用電度數,兩者之差為「線路損失(度)」,除以總發購電度數即為「線路損失率(%)」,台電民國97-101年線路損失率分別為4.58、4.86、4.66、4.76、4.42%。
      線路損失跟發電機組無關,跟發電與用電距離遠近與流經輸配電線路電量成正比。太陽能發電與用電幾乎在同一地點或附近,所以線路損失遠比在深山或海邊大型水火核電廠所產生的損失更小。

      • heter 說道:

        感謝鄭先生詳細的回復,讓小弟對太陽能發電有進一步認識。
        但小弟還是有些疑問,以鄭先生在台電的經驗,
        一、電力調度方面:
        以今日(10月12日)用電負載,上午十一點負載2462.1萬千瓦,清晨4點五十分2046.3萬千瓦,期間用電量一直增加,是否向民營電廠購電均為全日購買,即民營電廠均是全力發電,沒有停機,是由台電機動調度發電機組?
        二、發電機組調度方面:
        依台電網站資訊,101年裝置容量4,097萬瓩,扣除民營電廠 18.8% (770.2萬千瓦),再生能源 6.8% (278.6萬千瓦),台電可自行發電3048.2萬千瓦,遠高於今日最高用電負載,冬天時是否仍全部向民營電廠購電?
        另夏天台電發電量由清晨到高峰用電期間,是否有發電機組啟動的計畫,例如用電量到達3500百萬瓦時,啟動哪壹個發電機組,用電量到達3800百萬瓦時,啟動哪個發電機組?

      • gordoncheng 說道:

        一、 民營電廠(IPP)有燃煤的基載機組分別為麥寮(三部600MW機組共1800MW)、和平(兩部648.55MW總共1297.1MW);7家燃氣中載機組總共4510MW。它們都是競價最便宜(相對於當時台電燃煤、燃氣最新標竿機組)得標後,跟台電簽訂了25年購電合約(PPA),燃料成本都根據PPA規定逐年有依市場燃料價格調整(台電相同燃料購價)。
        台電依約,燃煤IPP基載機組為全日24小時發(購)電,燃氣中載機組則依PPA所簽發電量,白天中載期間發(購)電,或者系統有特殊情形改為晚上或24小時發(購)電,但發電總量不變(要多發電需另外協商)。請參考台電網站「今日用電曲線(能源別)」就可一目瞭然。

        二、 請參考前一提答覆,IPP相當於台電衛星電廠,全年比照台電基、中載機組調度。上次我已經說明了台電發電排程,請參考「從大潭、通霄電廠是不是「蚊子電廠」談起燃氣發電甘苦經驗」及台電網站「今日用電曲線(能源別)」。您的用電量跟台電目前系統不一樣,少一個零。
        以上答案希望能對您有所幫忙!

      • heter 說道:

        再次謝謝鄭先生的回答。
        就第5.點 目前我手頭沒有此資料,但有太陽能發電今(102)年6、7、8月裝置容量分別為179.6、199.4、212.9MW,月最大出力各為56.2、99.5、186.2MW,大略可看出今夏8月酷熱太陽能出力滿高(87%)。
        八月最大出力186.2MW與六月56.2MW差距就很多,其他月份應該更低,而且最大出力能維持壹個小時嗎?還是只有一分鐘?小弟一直想到前總統李登輝說的,我作決策時,我手上有各種資料,但我只挑我需要的。』所以大家一直都沒有正確的資料可以作決定,一直在吵要不要作核四,因為環保團體有其他的資料台電沒有辦法反駁。太陽能也是,一直覺得它的用處不大,但台電給我們這個資訊好像它很有用。
        如有錯誤,請指正。
        再次感謝鄭先生撥冗回復。

      • gordoncheng 說道:

        最大出力值係一小時平均值。抱歉我已經退休5年多了!我沒有資格代表台電,跟您一樣只是想了解太陽能發電,搜尋一些有關資訊。太陽能在台電歷史沒多久,好像這兩年才有點進展,光這幾個月資料無法代表全年或未來,希望樣本數更多才準確可用。

  10. heter 說道:

    感謝鄭先生分享。
    一、少壹個零是單位不一樣,壹個是mw(百萬瓦),另壹個是千瓦。台電的單位到底是百萬瓦或千萬瓦?
    二、我們都不能代表誰,就算是台電董事長也不能代表台電,他一定也說是他自己的意見(除非是在代表台電的場所發言)。鄭先生在台電服務那麼久,所說的一定比外面的報導正確,感謝鄭先生無私的分享。
    三、最大出力值是壹個小時的平均值,那為什麼不用度作單位,每次看資料都被這些單位搞的頭昏腦脹,其實說最大出力值是壹個小時平均值怪怪的,這個數據看起來沒有什麼意義。我看資料太陽能發電量每天是180萬度。我又找不到每天全台用電量是幾度了?(每次要找的資料都找不到,奇怪)。
    四、
    我想到如果你僱用壹個員工(太陽能),出勤率只有百分之七十,而且出勤時間不固定,你必須另外早壹個固定出勤的員工來cover他的工作,你會僱用這個員工嗎?
    但反過來想,你有壹個固定出勤的員工,但有壹個不固定出勤的員工會來幫忙,你會花錢買這個員工嗎?
    這二個問題的答案是不是都一樣呢?
    再次感謝鄭先生撥冗回答。

    • gordoncheng 說道:

      您所提的「例如用電量到達3500百萬瓦時,啟動哪壹個發電機組,用電量到達3800百萬瓦時」,其中3500百萬瓦時為3,500,000,000WH也就是3500MWH(相當3,500,000KWH即350萬度)。您有另外有提到「以今日(10月12日)用電負載,上午十一點負載2462.1萬千瓦」,其中2462.1萬千瓦等於24,621,000,000W = 24,621,000KW = 24,621MW = 2462.1萬瓩,若此用電負載持續一小時,則用電量(度數)為2462.1萬度,所以我說您所提的用電量「3500百萬瓦時」為350萬度少了一個「0」。
      台電系統今(102)年8月9日(14:01-15:00一小時平均)負載33,957.4MW為台電歷年最高負載,台電跟國際電業慣例一樣,對外宣稱最高負載係以一小時平均的用電負載為準(因為用電負載分分秒秒瞬間在變動,請參考拙文「電力系統負載曲線(Load Curve)」,所以也可以說那小時用電量為33,957.4MW X (1小時) = 33,957.4MWH =33,957,400KWH = 33,957,400度 = 3,395.74萬度。
      電業專有名詞的確需要花點時間才能了解,台電網站需要多費點功夫,讓大家都容易搞清楚。
      風力、太陽能、水力等再生能源都是不要錢的燃料,多多少少都可以替代那些要錢買來的燃料,是老天賜予給我們的,不用可惜!
      我已經是70多歲的老人,上班日每天7:00-21:00被2歲多的孫女纏住,抱歉沒有太多空閒答覆太多!

      • heter 說道:

        感謝鄭先生指正。
        小弟確實少了壹個零。當初看小姪女國小四年級數學作業時,都是算億為單位,心想現在國小真是整人,用這麼大的數字,想不到自己也不會用這麼大的數字。
        小弟也有壹個六個月的兒子,我想兒子到二歲時我應該可以很輕鬆了,會自己吃飯、大小便。會聽我說話,看來不是這麼回事。
        祝福鄭先生身心健康、一切平安順利。
        謝謝。

  11. hachiyan 說道:

    鄭先生您好:
    不好意思~打擾您了! 最近因為學校報告而必須深入了解台電的發電設備~
    但因為本科不是理工的關係,對於一些電力的名詞真的有點吃力ˊ口ˋ
    偶然看到您的文章,真的受益良多,
    想請教您一些問題,希望您能撥冗答覆。
    有關發電機器的專用配件大致上可分為主要與非主要項目,其中所謂的「主要項目」是如何區別的呢?是指維持發電的重要性而言?
    不同燃料機種的主要項目可能會不一樣嗎?能進一步請教不同機種的配件對於「主要項目」的區別方式嗎?
    謝謝您:D

  12. dangoujay 說道:

    鄭大哥您好:
    感謝您的文章分享!最近我常常到「台灣電力公司-資訊公開」的「各機組發電量」關心目前各機組的運轉狀況。通霄電廠機組經常在備註欄顯示「運轉限制」,其發電功率往往只有機組額定功率的一半附近,尤其是「二號機組」自六月中到現在還是一直在備註欄顯示「運轉限制」。
    在此請教鄭大哥!

    祝福您平安喜樂

    • gordoncheng 說道:

      謝謝您的光臨分享!通霄複循環機組之運轉限制,係因氣渦輪機組檢修週期是依等效運轉時數(EOH)來計算,一般氣渦輪機planned outage inspection interval為13,200 EOH(oil firing)及11,000 EOH(gas firing),設備保養維護工作均按廠家運轉維護手冊規定辦理。通宵二號機因等效運轉時數(EOH)快超過,但為撐過夏天供電,所以降載讓EOH不致太快到達,否則若滿載運轉,EOH就會落在夏季尖載停機檢修,又會惹外界批評?這些苦衷外界不太清楚!

  13. 周 增 明 說道:

    電力自由化的確是一件好是,發電廠可以使用天然氣發電,可以大幅降低CO2空氣汙染,但是我們必須支付較高之電費,用錢買健康是最值得的.

  14. Anita 說道:

    不好意思打擾您了
    我是一個高中生,最近要寫一篇小論文。想請教您天然氣接收站會汙染附近河川的生態嗎?(像是溫度或水質)

    • gordoncheng 說道:

      Dear Anita.
      有關天然氣接收站對河川生態的影響問題?很抱歉我不是這方面的專長,但就我所知,接收站都設在港口內不是在河川,液態LNG用管線送到儲槽,液態LNG遇高溫就氣化飄在空中,你可到台灣中油網站:http://new.cpc.com.tw/product/price.aspx?clsid=13,詢問或尋找答案。

  15. 江伯誼 說道:

    近來觀察台電公布的能源別發電曲線,上班日中午(約1200~1300間)時常可見抽蓄電廠同時暨用電抽水又放水發電,在仍有較多燃氣燃油發電時段如此運轉不知原因為何
    (直覺看來減少他機組發電量似較為經濟)?

    • gordoncheng 說道:

      謝謝您的觀察入微!目前冬季上班日中午休息時段系統負載下降太大,約200多多萬瓩,目前枯水、火力機組來不及應變,只好利用抽蓄機組幫忙應付這一小時內的大幅度負載升降。反正,台電抽蓄機組好久以來,都是應付系統運轉安全之用途較多。離峰抽水也是用天然氣,沒有便宜多餘的核能、燃煤基載機組來抽,將來再生能源增多更是當作輔助服務最佳機組。

  16. 劉國機 說道:

    民國77年起台灣掀起整廠輸出熱 也就是化纖 紡織業把舊設備汰換更新然後整廠輸出東南亞繼續生產 台電是否也能考慮納些即將面臨淘汰的電廠 如協和 台中電 一二號機? 為舊設備找第二春 然後整合再生 是台灣廠商及工程師的專長 同時台電也可以藉此汰舊換新 不利用此優勢 太可惜了 台灣多的是有整廠輸出 又有東協經驗 的整合人才阿

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