林穎正觀點:太陽能大效益—減少其他電廠的開發

2019-09-26 07:00

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太陽能的發電曲線可以相當程度的舒緩台灣的用電曲線。(資料照,台中市政府提供)

太陽能的發電曲線可以相當程度的舒緩台灣的用電曲線。(資料照,台中市政府提供)

電廠的開發跟 「系統最高尖峰負載」相關

能源局於5月發布的107年全國電力資源供需報告提及「系統最高尖峰負載」,今年達3740萬瓩,2021年3841萬瓩,2023年3941萬瓩,2025年,將達4045萬瓩。所謂 「系統最高尖峰負載」,指的就是每年用電最高的時刻。以今年為例,2019年7月17日為歷史用電新高,達到3738.3萬瓩。為了因應每年用電最高尖峰負載與其預估成長率,能源局規劃開發新的電廠與發電機組,將供電能力於2025年提升至4742萬瓩,備用容量率17.2% (圖一)。其中,太陽能如何貢獻尖峰負載,在107年全國電力資源供需報告中,沒有明確記載。

圖一(作者林穎正提供)
圖一:經濟部能源局於2019年5月公布的新增及除役機組時程規劃。資料來源:經濟部能源局107年全國電力資源供需報告。(作者林穎正提供)


用電量越高,太陽能發電就越有效率

筆者整理2019年5月1日到8月31日的電力資訊發現,今年夏季太陽能裝置量約320-380萬瓩的情況下,穩定挹注尖峰用電,不旦下降「系統最高尖峰負載」達172萬瓩,也在所有夏季上班日,舒緩了 「非太陽能的發電負載」 (圖二)。

圖二(作者林穎正提供)
圖二:2019年夏季月份(5月1日~8月31日)上班日的尖峰負載與 「扣除太陽能後的尖峰負載」。紅色箭頭代表的是太陽能挹注於尖峰時刻,舒緩其他發電負載的情況。2019年夏季歷史用電新高3738.3萬瓩。太陽能裝置量約320-380萬瓩的情況下,穩定挹注尖峰時刻,使得其他發電負載低於3570萬瓩。除了歷史用電新高日以外,太陽能一樣穩定的挹注尖峰時刻,舒緩其他發電負載。資料來源:台電官網與工研院懂能源blog。(作者林穎正提供)

可以試想,2019在沒有太陽能的狀況下,我們的電力系統需要預備3750萬瓩加上法定的10%備轉容量;在太陽能的挹注下,其他電力系統只需要預備3570萬瓩加上法定的10%備轉容量。簡單的說,圖二看來,太陽能可以舒緩用電曲線,貢獻尖峰用電,讓我們減少其他電廠的開發。如果以2017-2019年的大數據也能得到同樣的驗證 (圖三)。

圖三(作者林穎正提供)
圖三:2017-2019夏季月份(5月~9月)上班日的用電尖峰與太陽能於用電尖峰的效率。用電量越高的日子,太陽能的效率就越高。2019年資料收錄至8月31號。資料來源:台電官網與工研院懂能源blog。(作者林穎正提供)


太陽能可以穩定供電?

筆者觀察到單一太陽能電廠,確實很容易受到天候的影響,造成發電量的起伏。但若想要全面評估太陽能發電,則需要參考全台灣的太陽能發電曲線(參考台電網站或是工研院懂能源blog)。雖然太陽能每天效率不同,但可以發現,超高用電的日子,太陽能發電曲線保有相當程度的穩定性。筆者以今年太陽能發電效率 「相對最差」的兩天做為例子。2019年7月18日與8月1日,這兩天用電量大(約3600萬瓩),太陽能最高發電效率卻只有25%上下。即便如此,太陽能發電曲線仍相當程度的舒緩了整體用電 (圖四)。

圖四(作者林穎正提供)
圖四:2019夏季太陽能發電效率 「相對最差」的兩天,實際的太陽能發電曲線(黃色部分)與其他發電曲線(綠色部分)。資料來源:工研院懂能源blog。(作者林穎正提供)


太陽能如何減少電廠開發?

目前能源局針對2025年「系統最高尖峰負載」成長到4045萬瓩,規劃了眾多新的發電機組。筆者認為:因應用電成長而增加電廠與發電機組的同時,也應該把一定比例的太陽能裝置量算進去。2019年太陽能裝置量約320-380萬瓩,已經把2019年夏季 「非太陽能的尖峰負載」由3738.3萬瓩降至3565.7萬瓩 (圖二),如果裝置量進一步上升,勢必可以貢獻更多尖峰負載。筆者非常保守估計太陽能裝置量如果超過1000萬瓩(10GW),「非太陽能的尖峰負載」可以穩定下降200萬瓩。也就是說:太陽能裝置量如果超過1000萬瓩(10GW),太陽能可以穩定的於全年用電尖峰時提供200萬瓩以上的電力。而這200萬瓩就可以減少其他電廠或是發電機組的開發。
 
結論

太陽能的發電曲線可以相當程度的舒緩台灣的用電曲線,這樣的現象在超高用電的日子更是明顯。從過去三年的數據分析看來,太陽能有相當的比例可以挹注尖峰負載,甚至減少其他電廠與發電機組的開發。

*作者為台中榮總醫師、好能省家電節能網主編

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