2014年5月17日 星期六

電不夠用系列:蓋電廠 不如削減夏季用電尖峰

只要想辦法削減「夏季尖峰負載」的用電量與時數,或至少讓它不要成長,便可以短期間內減緩台電新建電廠的壓力。

 文/謝雯凱 (台達電子文教基金會氣候與能源計畫專員)

圖:2012與2013年每月用電度數曲線。(資料出自能源局能源統計月報,表格由作者自製)

    季炎熱,人要消暑,工廠的生產線與馬達也要通風散熱或吹冷氣以維持效率,這使得台灣的夏季出現了用電尖峰。20138月份的用電量,就比12月份還要多41億度電。


圖:夏季上班日與周日用電曲線比較。(擷取自台電每日用電資訊)

    從上面這張圖,夏季每日用電曲線來看,用電尖峰是在上班日的下午2-3點左右,大約在3200萬瓩。接著是午飯前11點半,第三高峰是晚間 7-8點。到了大部分工廠停工的週日,則僅剩晚上的用電高峰,並且比上班日少了600 萬瓩以上。造成這三個高峰的原因很多,餐飲業準備膳食、上午11點開始營業的大型零售業、工廠生產線作業啟動,以及民眾回家後打開照明與視聽設備。

圖:夏季與冬季上班日用電曲線比較。(擷取自台電每日用電資訊)

    再隨機選擇夏日與冬季各一個普通上班日來觀察。冬季上班日的用電尖峰是在下班時刻的晚上6點,冬季下午2點峰值不明顯,與夏日同一時間大約少了7-800萬瓩。

    底下這張圖則把每個月用電最多的尖峰用電量,勾勒成一年的曲線,再從1970年累積到2013年。您可以看見,台灣的用電量愈疊愈高,而夏季與非夏季間的用電差距也日趨明顯,儘管自1989年實施季節電價制度,但2000年以後仍再度明顯拉開差距。

圖:每月尖峰負載曲線。(出自台電前電力調度處處長鄭金龍Gordoncheng's Blog)

    台電每年會提出《台電電源開發方案》,替未來十年規劃電廠興建時程。它會依照國民所得與人口成長、國內外經濟能源趨勢等預估,去推論出長期用電負載可能的增減。值得注意的是,台電會評估每年夏季尖峰負載用電量,並在維持電力系統備用容量率15%的前提下去做電源開發規劃,以應付新增的用電需求以及補足退役的老舊電廠發電量。

    也就因為這樣,我們為了應付夏季用電尖峰的那幾天的那幾個小時,而準備了這麼多發電廠機組。到了非夏季時,就有許多機組閒置,徒增維護經費,核電廠與大型火力電廠機組則趁著冬季輪流排歲修;雖然知道「養兵千日,用在一時」,然而「養兵」也是要錢的。

圖:台電系統負載歷程曲線,舉例而言,民國102年用電負載量超過3000萬瓩的時間約有721個小時,超過3200萬瓩的時間約有120個小時。(出自台電前電力調度處處長鄭金龍 Gordoncheng's Blog)

    因此,只要想辦法削減「夏季尖峰負載」的用電量與時數,或至少讓它不要成長,便可以短期間內減緩台電新建電廠的壓力。爭取下來的時間與省下的電廠興建成本,則可以再拿去積極投資節電策略與發展再生能源,或強化台灣電力系統的調度能力,真正舒緩長期的用電需求。

   削減「夏季尖峰負載」的方式其實有很多,有些是台電已實施您也很孰悉的手段,有些未實施的,門檻也不高,以下列舉幾個方式,希望能激發您對電力的更多想像。

一、季節電價:夏季電價調漲,能源局再加強節電宣導,便能有效提高民眾在夏季用電的警覺。

二、時間電價:與台電簽有契約的用電大戶,許多享有時間電價,利用夜間用電的優惠,廠商會主動把用電的時間挪到離峰時間。怎麼做呢?製造業可利用生產作業輪班的特性,將最耗能的產線挪到晚班操作,或利用自動控制讓機台深夜時運轉;晶圓廠與旅館的空調需求甚高,他們便會去換裝「儲冷式空調系統」,可以在離峰時間運轉製冰,白天再把冷空氣輸送到建築物管線中。

三、太陽能:太陽光電在正午時發電量最大,若能馬上加以應用,理應削去夏季尖峰用電的峰值。只不過目前台灣大型的光電系統通常都直接賣回台電電網,總量也不算大,民眾普遍無感於太陽能的重要角色。

四、建築節能改善:將既有的工廠與辦公大樓做個節能改造,可以降低整體用電量。由於綠建築主要的節能設計多半在於提升空調設備效率、強化遮陽、頂樓隔熱與玻璃隔熱,以及引入更多的自然照明,這樣一來,正午前後的照明、空調節電效果更為明顯,有效減少使用者的尖峰用電

五、需量反應:需量反應是由英文 Demand Response而來,意思是說,台電可以調控抑制使用端的用電量,來調度全國整體用電。2013年,全美國透過需量反應有效抑制 9.2% 的尖峰總需量,相當於 7200萬瓩,其中有許多是由一般家庭所貢獻台電目前已有相關計畫經常用電契約容量 500 瓩以上的大用戶可以申請,用戶可依照配合次數與電量獲得回饋。

    當用電尖峰或是某處電力系統損毀時,台電需要緊急調配用電,會以電話或網路通知合作廠商在15分鐘或一小時內減少10%或20%以上的電量,並只要配合 2 或 4 小時。他們可能會停掉幾個不趕出貨的生產線、調高空調或冷藏溫度、調降廠內電壓、減少半數照明等。

    資策會也正在進行「自動需量反應」試驗計畫,對象是住宅與服務業,利用電子資通訊設備自動偵測用電尖峰,並及時控制合作者的機電設備;而這不僅是為了節電,還有助於增進台灣資通訊廠商在智慧建築與電網上的應用實力。也由於用電需求與高溫是連動的,因此氣候資訊服務也須納入整套方案之中。



    之前介紹過的美國電力軟體服務公司 Opower ,則是協助電力業者尋找配合需量反應的住家,以清楚的即時電力資訊與回饋收益,少量的生活品質犧牲,並透過社區與親友力量,讓更多人願意一起加入計畫。

六、全國酷暑應變計畫法國在2003年的熱浪中,有近1萬5千名民眾喪生,其中多數是老年人,該國因而正視老弱的醫療與家戶照護體系,每年夏季並提出抗熱浪的對策。馬總統曾於2012年提出,要修改災害防救法,納入「熱浪警報應變計畫」;勞委會雖然不會放熱浪假,但也頒布《高氣溫勞工熱危害預防指引》,避免勞工在戶外高熱環境下而發生工安問題。

    既然酷熱日也是用電尖峰,應該也一併考慮用電需求,例如,必須確保最酷熱的時候,醫院與公共場所不會限電,如此一來,既能勸導老弱民眾前往公共場所避暑,也保障醫療維生系統。此外,鑑於歐美國家在夏季有休長假的風氣,甚至有公司直接暫停營業,台灣的企業也可考慮比照,鼓勵員工將特休假集中在夏季,特別是那些貿易對象為歐洲廠商的公司與製造業產線,也趁此機會減少企業的夏季用電量。又或者,可鼓勵廠商八月時將一個周間的上班日,調到周六或週日開工。

七、更具有策略性的節能補助:例如減少高效率照明燈具與暖氣的補助,而是增加補助空調汰換,或是為既有電梯等機電設備更新高效率馬達。夏季節能競賽可給予更多的獎金,成為社區或機關單位更換耗能設備的誘因。



    這則影片是美國的地方型瓦斯與電力公司 LG&E and KU Energy 推出的家庭需量反應方案簽約用戶可在家裡裝設一組儀器、聯結暖氣空調,配合電力公司在用電尖峰時刻來調度用電,那麼用戶也可以因此而獲得回饋金。另一種方式則是這則影片中的案例,簽約的用戶汰換了更節能的洗碗機,因而獲得回饋金,也能降低美國晚間七點的那次用電尖峰。

八、改變用電行為的宣導:或許可透過宣導,建議商務人員在下午兩點用電高峰時,減少搭乘電梯與資訊設備,或將工作內容改成用電較少的行政作業與會議討論;量販業者可在正午期間減少冷藏室的作業工作,減少冷氣逸失。

    然而真正具有節電效益的,還是在製造業作業用電模式的改善。例如定期保養確實,能使機電設備用電效率較高;測試與實驗作業改到離峰時間進行;自動化流程生產線若分散且效率不高,主管可以試著合併,並關閉其中一條;而操作機器的勞工也必須先熟練,否則錯誤操作導致浪費用電之外,也可能造成廠區跳電。

【延伸閱讀】
省電是門好生意》謝雯凱 14-Mar-2014 低碳生活部落格
熱浪預警 他山石可借鏡》王玉純 15-Sep-2010 低碳生活部落格
預測隔日負載 維持電力供需 調度工作挑戰多》 27-Aug-2013 台電Youtube頻道
案例:加州 PG&E能源公司提供的需量反應方案列表
電不夠用」系列文章 


5 則留言:

匿名 提到...

用日光節約時間提早一小時上班的行政措施成本不是更低 ?

匿名 提到...

所以春節疏運車潮有辦法削減嗎?

匿名 提到...

春節疏運車潮當然可以削減,只要大家錯開休假時間就好了。
與其所有人一起休假共同都塞在高速公路上,不如跟親朋好友一起延後一星期休假享受更好的休假品質 ?
而且傳統春節期間萬物皆貴的問題也可以一併避開,不是挺好的嗎 ?
只是,作得到的公司其實也是另一種幸福企業了。

然而,錯開尖峰用電是相同的道理,而且執行起來更為簡單,每個人都可以作。舉例講

- 不要對手機充電
- 改用電池供電的小風扇
- 不要對筆記型電腦充電

只要知道尖峰時段,利用相對離峰時段在這之前把電池充滿就可以了。
會影響工作 / 生活品質嗎 ? 我不覺得,願不願意作而已。

方正平 提到...

https://www.facebook.com/notes/%E6%96%B9%E6%AD%A3%E5%B9%B3/%E6%93%81%E6%A0%B8%E7%81%AB%E5%8A%9B%E6%94%AF%E6%8F%B4%E5%A4%A7%E7%86%B1%E5%A4%A9%E5%90%B9%E5%86%B7%E6%B0%A3%E6%98%AF%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E4%BA%BA%E6%AC%8A/10155248924049584/
當今用電成長驅力,早已由經濟成長轉移到氣候因素。如果你能把太陽熱力平均分散到24小時再來說嘴削峰填谷電夠用

Douglas Liu 提到...

只要不是在密閉空間,不吹冷氣其實也可以過得好耶。當然每個人對生活品質有取捨,不過你開 16 度的冷氣,室外的溫度絕對是因此而上升,以鄰為壑算是基本人權嗎?因為要接送小孩,所以路邊停車天經地義;由於溪就在那邊,所以往溪水裏排廢棄物似乎也不算是什麼問題了。

當然我並不是說你是這個意思,不過凡事都有對價交換。一座電廠蓋下去,如果未來用電量不如預期,那就是徹頭徹尾的浪費了。跟據國家發展委員會 105 年的推測,至 150 年為止台灣的人口總數可能落在 1707 至 1949 萬人,與我們常說的 2300 萬人相比,這可是少了不少人哦。假設大家吹冷氣的比例不變的話,那冷氣的數量也會大減呢。何況冷氣科技也在進步呢,未來冷氣的耗電量,可能比變頻冷氣還要低呢。

發電量其實並不是只像像馬達拉車子。從另一個角度上來說,發電量反而像是河水。你若是不把河水用水庫攔下來,那它就流向大海,不能再當作淡水來利用了。台電這麼多電廠,發出來的電力如果沒有人使用,那除非你可以把電存起來,不然就會流失了。像日月潭水庫會在半夜進行抽蓄,在白天放水發電,就是為了要達到一定的平衡負載效果。所以電廠也不是無限制的蓋愈多愈好的。

核電廠表面上的成本很低,看起來也很低碳。不過計算公式要從頭算到尾才公平。忽略高階核廢料上萬年甚至數萬年的半衰期,然後只計算燃料棒的直接成本,不計算後續最終處理的整體社會成本,那拿雞腿換核電廠也不錯呢。我可不知道高階核廢料這麼強的污染物到底要放哪裏呢 .... 千萬不要放在我家附近哦 .... 就算把山挖開埋進去,也難保地震不會造成問題啊。

那現在,如果大家開始節約用電,不就不需要新的電廠了嗎,本文其實只是在告訴我們這麼簡單的道理。台電或政府也宣導過不少方法,其實都很有用的。同樣的亮度,省電燈泡改用 LED 燈泡不是更省電呢 ? 冷氣換變頻,常常洗濾網也會大大的省電哦 ?

環保又可以省電費,不作嗎 ?