美國德州也在爭辯備用容量目標值

美國德州也在爭辯備用容量目標值

目錄:

一、前言
二、德州電力調度中心與可靠度機構簡介
2.1 德州ERCOT轄區是孤島系統
2.2 德州調度中心成立與可靠度機構的演變
三、提高備用容量的原因
四、提高備用容量的各方爭議
五、提高備用容量夾帶新增「容量市場」問題
5.1民意代表意見
5.2 ERCOT顧問公司看法
5.3 ERCOT董事長觀點與決定
5.4 德州PUC的意見分歧
5.5 德州州長的算盤
六、後語
參考資料來源:

 

 

一、前言

去(2012)年國內油電雙漲,外界質疑台電備用容量過高,台電順從民意,備用容量標準值由16%被調降至15%。今(2013)年美國德州卻跟台電相反,吵著要將13.75%備用容量目標值提高至16.1%。德州電力調度中心(ERCOT: Electric Reliability Council of Texas)董事會原定在7月16日準備投票決定是否提高備用容量目標值,但卻臨時喊卡。原因無他,民意反彈,尤其工業用戶反對最厲害。特將詳細情形整理,跟大家分享!

二、德州電力調度中心與可靠度機構簡介

2.1 德州ERCOT轄區是孤島系統

德州綽號叫「孤星州(Lone Star State)」,什麼都要爭第一,土地最大(孤立的阿拉斯加除外)、馬路大、房子大,德州牛仔個子也較大;電業自由化的電力調度中心也稱是全美第一個,風力發電裝置容量全國最高,電力系統就是不跟其他州互聯(只有兩、三條容量不大的直流輸電線相連,電氣上類同隔離),跟綽號一樣是「孤星系統」(圖1),與台電孤島系統沒兩樣。好幾次電力吃緊,別州都無法幫忙,引起人們討論要不要打破此傳統概念。

NERC互聯系統圖1 北美電力可靠度公司(NERC: North America Electric Reliability Coorporation)互聯系統圖(東、西部、德州、加拿大魁北克系統只有直流互聯,電氣特性上類同隔離)(資料來源:NERC網站)

2.2 德州調度中心成立與可靠度機構的演變

美國因應1965年東北大停電,1968年成立了負責美國與加拿大及墨西哥巴哈加利福尼亞地區電力可靠度的自願性組織-北美電力可靠度理事會(NERC: North America Electric Reliability Council)。德州遵守NERC規定,在1970年也成立了德州電力可靠度理事會(ERCOT:Electric Reliability Council of Texas)。

1995年德州立法解制電力躉售市場,1996年8月21日德州公用事業委員會批准ERCOT成為全國第一家電力調度中心(ISO: Independent System Operator),也就是德州電力調度中心(ERCOT ISO),目前轄區面積佔德州的75%(圖2),用電負載則佔德州的85%。德州ISO在德州泰勒(Taylor)與奧斯汀(Austin)分別設有主、副電力調度中心,2001年將原來10各區域控制中心全部集中ERCOT管理。2005年我曾由UTA李教授陪同訪問過泰勒的ERCOT ISO(圖3、4)。

2006年7月20日NERC根據2005年「能源政策法(EPA: Energy Policy Act of 2005)」通過聯邦能源管制委員會(FERC: Federal Energy Regulatory Commission)認證成為美國電力可靠度組織(ERO: Electric Reliability Organization),並改組為北美可靠度公司(NERC: North American Electric Reliability Corporation )還是簡稱NERC。

FERC同意接受NERC與北美八個區域機構(包括德州成立之德州區域機構)代表協議後,在ERCOT內成立之德州區域機構(TRE: Texas Regional Entity)於2007年4月19日開始運作。2010年1月1日德州可靠度公司(TRE: Texas Reliability Entity, Inc.)正式成立,承接原來ERCOT轄區的區域性可靠度機構,ERCOT就專注電力調度中心業務。

ERCOT-轄區圖圖2 德州75%面積為ERCOT ISO的轄區,其餘為WECC、SPP及SERC轄區(資料來源:PUCT網站)

DSC00599圖3 2005年UTA李教授陪同訪問泰勒德州電力調度中心(ERCOT ISO)

DSC00602圖3 2005年UTA李教授陪同訪問泰勒德州電力調度中心之外觀

三、提高備用容量的原因

德州自從1999年立法解制躉售電力市場以來,德州官方就依賴高電價反映出來的訊息,吸引民營電業界建造電廠。跟美國其他解制電力市場不同,德州只付發電業所發電度的「能量電費」。而在美國其他電力市場,管制機關設定備用容量理想值,然後讓發電業在發電賺取「能量電費」之外,另外為「容量電費」競爭賺取額外收入。賺取「容量電費」並未限於發電業的電廠。節約電能計畫的鼓勵需電反映(demand response)或能源效率,由於這些用戶能夠在尖峰負載期間降低用電,也能參與競爭,來賺取額外「容量電費」。

上個(2013年6)月,負責德州電力調度中心的獨立市場監督之波多馬克經濟顧問公司(Potomac Economics Inc.)發表了「2012年德州電力市場報告」,凸顯了德州公用事業委員會所面臨的難題。

去(2012)年發電業平均即時電能價格掉到每千度28.33美元,跟2011年的53.23美元相比,足足下降了47%。該報告歸咎於去年相較2011年的氣候,溫和太多;以及天然氣價格大跌的因素。天然氣為德州發電廠的主要燃料。

雖然提高躉售電價上限,應該可以增加發電業的收入,但根據該報告2012年電價碰觸上線時間只有1.5小時, 相對於2011年的28.4小時,少得太多。

波多馬克顧問公司的報告顯示,在2011年的情況下,新的燃煤、核能及燃氣電廠都無法有盈餘。新電廠即使在2011年德州首府奧斯丁創下90天三位數氣溫的極端氣候情況下,都無法獲利。

投資興建一座將運轉數十年的新電廠,並不能根據一年或兩年的電價來決定,但該報告表示新的燃煤或燃氣電廠在過去10年的情況下,也只有2或3年有獲利空間,已經大大地讓投資者保持觀望態度。

德州電力調度中心預測也顯示,過去10年來德州的電力供需之間的差額之裕度(margin)越來越小,主要因為低躉售電價不足吸引興建新發電廠。

上述這些因素,造成德州傳統新電廠增加不多,系統備用容量逐漸降低。根據北美電力可靠度公司(NERC)報告顯示;ERCOT去(2012)年尖峰負載為66,548MW,備用容量只有5,988MW,備用容量率低到8.99%,遠低於13.75%的目標值。所以考慮提高目標值為16.1%。但德州工業能源用戶則多方質疑ERCOT的數值,建議提高到15%。

四、提高備用容量的各方爭議

制定備用容量目標值,必須預測氣候、經濟條件、可能新建電廠數目及故障率等項目,再予以綜合考量而成。

根據這次建議所使用的資料,係試驗ERCOT系統極限、德州史上最枯旱與高溫的2011年夏季系統資料,用來建議需要更高之備用容量率。

工業用戶表示:ERCOT的技術顧問給異常氣候的2011年太大權重,高估發電機組故障率,且沒正確考量用戶行為的變化。

曾經是1999年德州電業解制躉售電力市場法案的重要推動先鋒人物佛雷賽參議員。他呼籲ERCOT董事會對任何異常氣候模式中的極端氣候驟變影響予以打折扣,不能只考量百年才發生一次的2011年系統情況。他並表示ERCOT嚴重偏向發電業,增加所有用戶的電費負擔,

另外,計算備用容量時,間歇性發電的風力發電淨尖峰供電能力,究竟在尖峰負載期間可貢獻多少容量,也是爭議之一。

雖然德州是美國全國風力發電裝置容量第一名的州,2013年5月已經高達10,407MW,但ERCOT在計算備用容量時,風力發電淨尖峰共電能力,只算風力發電裝置容量的8.7%,明顯低估。

ERCOT的技術顧問建議:因為海岸風力在夏季下午系統尖峰用電期間,風力變大,發電增加,海岸風力淨尖峰供電能力可以用裝置容量的32.9%來計算;在西德州的風力佔ERCOT風力約80%,大部分都是2012年完工的,這裡夏季的風勢在晚上才較大,下午需要電的時候反而不大。所以建議西德州風力,根據過去運轉實績,也應可提高到14.2%來計算備用容量。

至於提升備用容量目標值到16.1%,波多馬克顧問公 報告表示:「若此建議被採納,單獨要用缺電高電價,來訂定滿足ERCOT的規畫需求,難度將增加」。因為德州電價太便宜了,無法以高電價緣故來做藉口蓋新電廠。

假使ERCOT董事會接受他們的技術顧問的建議,ERCOT將開始低於10年1天失載率所需的備用容量目標值。

 

五、   提高備用容量夾帶新增「容量市場」問題

德州對是否堅持讓電價降低之「僅有能量電費」方式,或新創「容量市場」更能確保適當的備用容量,有過沸沸揚揚爭辯討論。

 

5.1民意代表意見

佛雷賽參議員表示:「他看到發電業躲在星期二票選的後面」、「增加這種數量的備用容量目標值並無助益,只有嘉惠那些「容量市場」遊說發電團體的利益,變相補助既有發電業」。

5.2 ERCOT顧問公司看法

波多馬克顧問公司報告另外點出德州的顧問公司,布萊特集團(Brattle Group)的估計;「容量市場」能夠用187億美元產出更可靠的14%備用容量,然而,「僅有能量市場」則用183億美元,才創造出小於8%的備用容量。波多馬克顧問公司同意「若規劃備用容量值被視為最起碼的要求值,則實施容量市場是達成目表的最有效機制」。

5.3 ERCOT董事長觀點與決定

ERCOT董事長克羅威爾(Craven Crowell)表示:「有許多不同層面人民表示關切,而這些將必須面對關切的項目,具有真實與有效性。」、「他不想要複雜化公用事業委員會(PUC: Public Utility Commission)的職責,去衡量是否對發電公司新創「容量電費」,讓它們從電力躉售市場賣電賺了「能量電費」錢之外,又多賺另外一筆「容量電費」,來鼓勵德州投資興建更多電廠。」

此問題讓德州強化經濟兩大齒輪互相抗衡;發電公司表示它們沒有賺錢,而製造廠家則說「容量電費」,將讓消費者花費數十億美元的補貼。

ERCOT董事長建議票決延到9月,ERCOT的技術諮詢委員會將重估金額數目。沒有董事反對這項折衷建議。

5.4 德州PUC的意見分歧

德州公用事業委員會(PUCT)主席尼爾森(Donna Nelson)過去以能量市場低躉售電價為由,積極倡議「僅有能量市場」,直到2011年停電事件,才讓她有第二個想法,面對備用容量下降的展望。她表示維持10年一次缺電的可靠度標準是最重要。她告訴立法委員會:「公眾期望這個標準,讓那標準走回頭路,我認為這將是一項錯誤」。

另外一位PUCT安德森(Ken Anderson Jr.)委員則認為不需要增加什麼,可以用數十億美元電費來解決那只發生全年不到2%時間的問題,也就是全年不到175多小時夏季下午空調測試電力系統極限期間。這是他呼應消費者及製造廠家的論點。他也表示可以預期在電力吃緊之前,投資者將重返興建電廠。他指出最近的投資,包括兩座燃氣電廠將在下個夏季商轉,已經開始出現轉機。

5.5 德州州長的算盤

至於州長方面,德州裴利(Rick Perry)州長對由三位組成的德州公用事業委員(PUCT)的一位委員空缺,至今5個月都不予以任命補實。他的補實任命這位空缺,被期望成為爭辯議題表決的游離票。

裴利州長想延到立法機構休會之後才指派任命新人選,以避免德州參議院猜測到他的政策選擇之可能性,但有的人表示任何延遲,正好增加更多問題。

州長的盟友,佛雷賽參議員則敦促州長在會期中提名新人選。他說:「有許多人準備好宣布建電廠新計畫,但他們都在觀望等待,因為政策存在著不確定性。因而傷害到新計畫的公告」。

六、後語

看了提高德州備用容量目標值,又牽涉到增加「容量市場」的爭議。的確不分德州與台灣,民意的質疑、官方的辯白、顧問公司的態度、政客的手段與算計似曾相識。當然,許多備用容量考量因素都可做為參考,讓我們繼續觀察德州的後續,作為台電的借鏡!

參考資料來源:

http://www.energycentral.com/functional/news/news_detail.cfm?did=29317380

http://www.energycentral.com/functional/news/news_detail.cfm?did=29308259

http://www.ercot.com/content/news/presentations/2013/Sen.%20Troy%20Fraser%20Letter%20to%20ERCOT%20Board%207%2015%2013.pdf

http://www.ercot.com/content/news/presentations/2013/ChairmanCrowelllettertoSenatorFraserJuly162013.pdf

http://www.ercot.com/content/news/presentations/2013/Brattle%20ERCOT%20Resource%20Adequacy%20Review%20-%202012-06-01.pdf

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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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