電力拉警報！從德國發電結構看台灣如何藉綠能解決夏季用電尖峰需求
作者 carson | 發布日期 2017 年 08 月 07 日 17:40
夏日炎炎，工業用電、民生用電都處在高峰。加上颱風過後和平電廠的輸電塔倒閉，台中火力電廠一號機故障等，都讓「缺電危機」不再只是一則新聞，而是可能將影響所有人的大問題。
缺電的問題成為台灣這整個夏天的一大討論議題。要談起缺電的問題與解決方案，可以從目前與長期規畫來看，當然，這個夏天的問題，大概只能靠著公務員中午不開冷氣、經濟部長帶著台電所有工作人員辛苦地度過。
然而，要解決缺電問題，還是必須從長期解決方案著手。反觀景氣優於台灣的德國，卻沒有缺電的問題。他們的發電政策、用電情況如何，或許可以是台灣很好的借鏡，並能提供一個未來發展電力的策略方向。
（Source : 台灣電力公司）
台灣過於仰賴火力發電，佔整體發電八成比重喜歡到日本旅遊的人應該都有觀察到，日本的分布式、屋頂型太陽能比例在非都市區的使用率非常高，更不用說，歐洲離岸發電風力系統的蓬勃發展。
對比台灣的供電結構，從台電的資料顯示，2016 年的總發電、購電中，燃煤、燃油、燃氣 3 種加總佔了 77.3%，核能仍然有 13.5%。泛綠能（包括太陽能、風力、水力等）僅佔 6.6%，加計氣電共生也不過 9.2%，不到一成的比重。相較於日本、歐洲等國家，台灣顯然維持較傳統的發電方式。
年年頭痛夏天兩個月，每天兩、三個小時的尖峰用電觀察台灣的缺電問題，事實上，台電每年的電力警報僅來自夏天的用電高峰，多半為 6 月中到 8 月中不到兩個月的時間，其中又以每天的中午 2、3 個小時缺電警報最劇。而最為緊張的顛峰電力消耗點，通常是幾十萬千瓦到百萬千瓦。平常月份、其他時段的用電是沒有問題的。
然而，基於經濟因素，不可能把一年最尖峰用電的時段當成基準，大幅擴充基礎發電量，因為這將導致尖峰過後，發電容量閒置的狀況。
▲ 2017 年 8 月 7 日中午台灣發電分布。（Source : 台灣電力公司）
借鏡德國經驗全球公認的工業、科技大國──德國，對於電力穩定性要求極高。值得關注的是，德國同時也正在減少核能發電，這點與台灣相似。因此，德國對於長期的基礎電力配置，以及尖峰用電需求的考量，皆能成為台灣的學習對象。
（Source：Fraunhofer, Amprion, Tennet, TransnetBW, EEX）
如上圖所示，可以觀察到最近一週德國的用電來源分布。
在中午時段的用電高峰，因為正好處於太陽能最有效率發電高峰，因此，太陽能提供高達 35% 的發電比率。而這也正好改善了夏天最熱、電力消耗最大時段造成的缺電問題。這就是為什麼無論是歐美或是日本都積極提升太陽能發電比例，其收購電價也不一定要跟最低價的幾種基礎電力比較的原因。因為即使用比較高的價格收購尖峰時刻的太陽能電力，仍然具有相當高的經濟價值。
同一個時段，風力的發電量也比其他時段來的高。這也說明，德國的尖峰用電大部分是靠太陽能、風力等潔淨能源，且順應其發電特性所供給。相較之下，基礎發電的火力、核能在尖峰用電時刻的供電比重改變不大；反觀台灣的尖峰時刻用電，則仍是以燃氣、燃油等火力補充發電為主。
（Source ： Fraunhofer, Amprion, Tennet, TransnetBW, EEX）
若以上述德國經驗做為借鏡，反思台灣現況，可以就目前台灣發展離岸風力與太陽能的狀況進行討論。
彰化離岸風力具 3GW 以上潛力，有助於基礎電力提升先從風力發電來看，政府規劃 2025 年離岸風電要達 3GW（百萬瓩）設置目標，離岸風力台灣總開發潛能概估約可達 23 GW。其中大部分集中在彰化海岸線附近。無論以 3GW 來看，或是高標的 23GW，都能為長期基礎電力帶來相當大的疏解、分流效用，同時也符合我們看到的德國案例中，風力發電佔比高達 16% 的方向。
（Source : 台灣電力公司）
再者，觀察台灣來自太陽能發電的情況，就以今日（8/7）來看，在溫度高達攝氏 37 度的中午，全台陽光普照的熱辣中午時段，太陽能發電卻僅佔總發電的 2.2%──約 76 萬千瓦；相較於日本 2016 全年平均來自太陽能發電佔 4.9% 的比重（中午時段更高），以及德國近幾日中午時刻，太陽能發電佔比為 35%，台灣的太陽能發電顯然落後許多。
（Source : 台灣電力公司）
先不以德國尖峰用電時刻來自太陽能供電佔比做為標準，就以日本的太陽能發電平均比重來看，若台灣的太陽能發電能跟日本類似，尖峰時段太陽能發電佔比能超過 5%，與目前相比，就能增加逾 100 萬千瓦的電力，應付夏日的尖峰時刻已綽綽有餘。
要解決年年出現的缺電危機，避免經濟部、台電工程人員年年重覆的辛苦奮戰，前述德國在尖峰用電時刻，大幅提升太陽能、風力發電的供電模式，具有高度參考價值。
（首圖來源：shutterstock）
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