2014年3月18日 星期二

韓國大停電說明電力需求缺口的關鍵問題根本不是要不要核電



2011年夏天,韓國曾經發生大規模停電,各位知道嗎?

2011年9月15日下午三點,當日在事前估計的電力需求是6400萬kW(是的,電力公司會藉由事前預估值調配當天應該做好發電準備的機組,以便安排維護等計劃)。對於當時最大發電能力超過7200萬kW的韓國而言,這數字距離超過負荷還有10%,預估值也通常還會抓比較高,這是電力調度的安全機制。

然而已是夏末、那幾天卻突然降臨的酷熱讓韓國人瘋了-大都會區的熱島效應使用電毫無節制的韓國人以超高功率讓能源使用效率低落的冷氣,以遠超過平時耗電量的效率運轉。這是因為在大城市裡開冷氣,只不過是把熱氣從室內排出,聚集在大樓之間的谷地-因此當人們在室外被蒸得快中暑後,都希望一進室內就可以有透心的涼風。台灣的小吃店或餐廳都要把冷氣開得很涼,就是為了可以靠這個效果吸引客人進門。誰越是能夠讓客人進門立馬消暑,誰的業績越好。

9月15號當日,韓國就在民眾失控的用電習慣下,當日用電最高峰值高達6728萬kW,不但超過了估計值,還超過了328萬kW-超過一座核電廠的發電量。工業高壓用電的使用通常相當平穩,會有異常的需求攀升,其實只會是因為商業區以及住宅區,在炎炎夏日因為冷氣的不當使用產生的崩潰效應,使整個都會區的冷氣運轉效率在熱島效應之下迅速下降,因此同樣是要達到24度的『透心涼』,耗電量其實正快速上升。

韓國的核電廠發電量超過17GW,約莫是韓國總發電量的25~30%,那一天儘管KEPCO(韓國電力公社,差不多就是跟我們的台電一樣)緊急啟動機組應急,他們還是跳電、不得不進行全國性分區停電。

那天的預估電力需求只在最大發電量的90%,就算是造成斷電的最大使用量距離最大發電能力也都還有5%的安全界限。是的,備用容量超過10%、依然是屈辱的跳電。原因在哪?因為當時已經是夏末,為了讓已經被狠操一整個夏天的機組進行維護,有一成的發電機組進入歲休狀態。但電力公司並不會莽撞地安排歲修,6400萬kW已經是相當高估的水準,也就是說因為惡劣的用電習慣造成的電力需求異常跳升,遠遠超過了KEPCO的預期。

這種惡劣用電習慣造成的電力需求異常波動,就是為什麼備用電容量高達15%、核電比重25%的韓國,會跳電。另一方面,2011年夏天,日本因為福島核災全面停機,靠著全民戒除濫用電力的惡習,使得用電量就算上升,也只是平穩地上升、而不是會突然間遠超過電力公司預期的跳升,得以安然度過了這個夏天-筆者當年就在日本,親眼見到了如何靠著改變生活習慣,就可以避免跳電。

這種電力使用習慣的改變,其實並不會讓整年的總用電量下降多少,更不會影響經濟。因為這麼作只是可以避免電力需求突然間高於電力公司的預估值5%,在這種情況下,就算還有一個機組可以緊急啟動,也根本來不及。要有那麼高的最大發電能力,講白了也就是在避免極熱的日子裡,失控的都會區居民濫用冷氣,突然跳升的用電需求導致跳電罷了。人類的失心瘋完全不是10%的備用容量可以應付的。

而你知道嗎?不論要蓋的電廠是火力、核能、風力場還是太陽能,多蓋的那一座造價昂貴的電廠,為的就是在應付這種歇斯底里的用電習慣所造成的電力需求竄升而已。為了惡劣的用電習慣,造成台北都會區必須多蓋一座電廠-不管那是什麼電廠,而不是真的有那個用電需求,不覺得十分可笑、而且CP值還很低防礙經濟發展嗎?

不管你反不反核,戒掉惡劣用電習慣,不但同時可以降低台電的發電成本、省下你我的錢,至於省掉的那座電廠是核電廠還是火力發電廠,那很重要嗎?如果不需要,核必開機?

追加閱讀:日本的CoolBiz之夏

1.不只是家裡,職場與百貨公司的冷氣都設定在28"以上",這是因為在極端的酷暑之下,如果大量的壓縮機朝著24度甚至更低的溫度賣力降溫,整個都會區的冷氣機運轉效率都會驟降。

2.從公家機關跟大企業開始以身作則,穿著涼爽的服飾,不要穿厚西裝。

3.地鐵系統改用LED照明,或者將傳統日光燈拆掉一半的燈管,降低密集度。

4.改用變頻式冷氣,不只是省電,別忘了省電等於省錢!

5.如果有店家把冷氣開得冷得要命,打電話檢舉他們(台北市有1999熱線),並且拒絕往來。


我們需要的只是良好的用電習慣,不是"不開冷氣"或者要大家熱的半死,只不過是不要作那種追求透心涼的行為。這些都是極為簡單就可以做到的事情,若由台北市與新北市政府推動、派員稽查或者獎勵配合"冷氣升溫政策",我們可以省下一座大電廠的日常營運成本。而剛剛好,那是一座核電廠。

2 則留言:

  1. 備用發電量不只是用來應付「失心瘋」的用電習慣,更重要的是用來應付電力供應網路的突發故障。

    不曉得大家對幾年以前的「美東大停電」還有沒有印象?整個事件的起因,就是緬因州一家小型電廠的樹枝。

    這個樹枝橫跨到輸電線造成短路跳電,輸配電線路緊急跳接到其他輸電網路,但由於負載能力不足,產生連鎖跳機,導致負載差距越來越大,最後就是整個美東所有互連的電網通通報銷。當時如果區域網路有比較高的備用發電量,或是及時切斷部分用戶的用電以控制負載,就不會發生這種情況。

    聽起很像奧利瑞太太的牛?現實總是比小說還古怪。

    很多非能源產業的論述在講到電力這一塊時,都不曉得要把「輸配電系統」一併拉進來討論。因為這些論述都把電力當成像石油一樣的東西,以為這裡摳一點這裡多一點就能夠平衡,實際上完全不是這樣一回事。電力供應是物理學,不是經濟學。電力供應受到物理定律的限制,不管你政治立場如何。電力「不能」像石油一樣把兩小桶混起來變成一大桶。

    簡單的說:如果你把火力電廠發出來的電和風車發出來的電接在一起,風車會變風扇。

    當然這個講法是誇張惡搞的表現方式(風車不會真的反轉),但是電力的原理就是這樣。

    不同發電廠發電量不同,電壓不同,負載的調節能力也不同。基本上火力或核能等產出的電力是超高壓,可以長距離傳輸,而再生能源產生的是高壓,只限於區域傳輸。超高壓電輸送到用電區,要先經過一次變電站與高壓並連,再經過二次變電站變成 2萬伏特的中壓,傳輸到每個用戶,再由個別用戶的配電變電站(就是裝在電線桿上、住戶地下室或路旁的變壓器),變成 220V,再接到用戶家裡。

    在整個過程中,如果只是配電網發生故障,造成區域停電,那還算是小事。但若是輸電網發生故障,造成突發的負載不平衡,甚至導致部分發電機組離線,問題就很嚴重。如果此時沒有足夠的發電備用量,就必須切離部分用戶供電以免過載。

    問題來了:哪些用戶要切離?

    所以說電力系統真的不是喊喊「大家節約用電」就好。充裕的發電備用量、以及完整的電力網路,兩者缺一不可。

    基本上我認為核電是一種債留子孫、而且整體算下來不見得符合經濟原則的技術。但是在反核的同時,卻也不能自動忽略目前再生能源與輸配電技術完全不足以應付用電需求的事實。

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  2. LED照明對人眼不友善,超過半小時以上的使用環境最好避開LED照明,不宜盲目。

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