也談〈能源:過去、現在與未來〉

作者/陳立誠(吉興工程顧問公司董事長)

本刊第385期刊登了兩篇有關能源/核能的文章。一篇是筆者的〈非核家園可行嗎?〉,一篇是徐光蓉教授的〈能源:過去、現在與未來〉(後簡稱〈能源〉一文)。兩篇結論大相徑庭,非能源專業讀者恐難以判別雙方論點之正誤。個人深信真理越辯越明,針對徐教授大作提出以下數據供大家參考。

為便於讀者閱讀,以下討論僅依徐教授原文次序。

廢核代價

〈能源〉一文指出目前三座核能電廠發電裝置佔總裝置的11%左右,即使今天立刻要求核電全部停機,全部以備用設施取代,應該還會有多餘設備不需開啟,不應該缺電。

核電全部停止運轉是否會缺電很值得研討,但即使不缺電,對電價影響如何?臺灣今日供電主要方式,除核能外只有燃煤、燃氣兩者。但燃煤電廠目前每年容量因數高達85%,除大修時段停機外已近全力運轉,無法提供多餘電力支援停止現有核電後,每年產生的400 億度缺口。唯一可能只有燃氣電廠。但依過去5年核能、燃氣每度電平均成本各為0.64元及3.26元計算,以燃氣取代400億度核電,每年多增加的成本超過1000 億元,所以問題不只是缺不缺電,而是要以多少成本取代。


廢核不缺電

〈能源〉一文指出台電正規劃興建許多火力電廠,「即使核一、二、三除役,核四不運轉,臺灣2、30年內也不該出現缺電危機」,其中表三也列出了台電的火力電廠計劃,但表三問題多多。以下分為三大部分討論:

1. 除役火力機組
〈能源〉中只列出現有廠址改建燃煤機組的部份(林口、深澳、大林),完全忽略了除役但未新建機組的燃油電廠(如協和4部機200萬瓩),也未計將除役以改建新燃氣機組的通霄電廠燃氣機組及南部電廠燃氣機組。

表一列出2014至2025年(核三2號機除役年)台電煤、油、氣、核除役機組及其裝置容量(萬瓩)。


以上除役機組總裝置容量為1061萬瓩,其中火力電廠除役即有547 萬瓩,而非〈能源〉一文所列的285萬瓩。

2. 新建火力機組
台電電源開發計劃中,早已未列彰工及臺中共四部燃煤機組,不應再列入計算。表中列出大林四部燃煤機組已通過環評,事實上台電申請加建四部機,環評會議只通過兩部機。臺灣燃煤機組要通過環評難如登天,大林3、4號機何日能通過環評而建廠無人知曉。深澳兩部機組列於台電電源開發方案已逾十年,因環保團體反對興建煤港,至今無法動工。大潭四部燃氣機組是否能興建,完全要看臺灣能否在永安、臺中之外,興建第三座液化天然氣接收港,建港計劃至少十年。〈能源〉一文中大林3、4號機,深澳兩部機及大潭四部機能否興建變數極大。

表二列出2014至2025年興建中新機組(林口1-3、大林1-2、通霄1-3),及上述前途未卜的計畫中機組(深澳1-2、大林3-4、大潭1-4)及其裝置容量(萬瓩)。

由表二可知,目前興建中火力機組共668萬瓩,計畫中但困難重重機組共608萬瓩,即使排除萬難戮力完成以上全部火力機組,裝置容量共計1276萬瓩。

3. 未考慮電力成長
2013年電力系統尖峰負載為3396萬瓩,尖峰能力為3991萬瓩,備用容量為17.5%,台電極保守估計未來12年電力需求每年約成長2%。2025年尖峰負載為4412萬瓩,若至少維持10%備用容量,則尖峰能力應成長為4853 萬瓩,較今日尖峰能力成長862萬瓩,徐教授的文章中未提及這塊。

依1、2項之討論,除役電廠總裝置容量為1061萬瓩,排除萬難新建火力機組計1276萬瓩,減去除役機組可增加215萬瓩,遠遠不足尖峰能力需求成長的862萬瓩。核四2 部機共可提供270萬瓩,雖仍不足但功效極大。不建核四的情況下,現有核電廠全部除役,臺灣2、30年會不會缺電,應更全面且審慎評估。

石油高峰

〈能源〉一文指出《永續的能源安全》(Sustainable Energy Security)報告提出「石油高峰」(Peak oil)警訊,批判IEA一向過度高估原油供應,輕忽短缺的可能;原油生產一旦到達最高峰,往後產量只會逐漸減少;如果未能認知這趨勢,將會嚐到昂貴且慘痛的苦果。

石油高峰理論在數年前頗為風行,但自從美國近年成功在頁岩中開採出大量石油(頁岩油)及天然氣(頁岩氣)後,能源界已鮮少有人提起石油高峰理論。化石能源在可預見的未來,仍是滿足人類能源需求最重要的來源。

燃煤汙染

〈能源〉一文指出1952年12月初倫敦的「殺人霧」(killer fog),三個月內估計一萬三千人因此喪生。今天的中國也因為煤的大量使用,空氣污染問題越來越像60年前的倫敦。

1952年距今已超過60年, 這60年間環保技術持續進步,全球先進國家(包括臺灣)燃煤電廠均已加裝EP(electric precipitator)除粉塵,加裝SCR(selective catalytic reduction) 除硝(NOx), 加裝FGD(flue gas desulfrization)除硫(SOx)。加裝這三種設備的成本幾達電廠總投資1/3。早年燃煤電廠造成的污染早已大幅改善,燃煤污染為地區性問題,臺灣燃煤電廠均早已全部裝設以上三項AQCS(air quality control system)設備,引大陸為例,有何意義?

氣候變遷

氣候變遷是人類必需面對的大問題,但環保人士一方面警告氣候變遷對人類的影響,一方面又反對在減緩氣候變遷上,功效最為卓著的無碳能源(核電),令人費解。依個人第385期的文章指出,臺灣若廢核電而以火力發電取代,每年增加的碳排與目前全國交通碳排相當。防止氣候變遷進一步惡化,正是全球許多重量級環保人士,今日轉為支持核電的最重要理由。

核電成本

〈能源〉一文在文中指出「美國老舊機組運轉成本約1.5 NT /度,而台電公司宣稱核電成本每度0.6~0.7 NT,後者成本的真實與否值得探討。」

反核人士類似指控屢見不鮮,圖一為1995到2012年這18年間美國核電每度發電成本,2007到2012年每年平均成本為2.17美分,約台幣0.65元,數字與台電核電成本十分接近,台電核電成本真實性無庸置疑。

圖一:美國核電發電成本,單位美分/度。(資料來源: Venyx Velocity Suite)

核電延役

〈能源〉一文中列出美國四座核電廠因不經濟而關閉。細查該四座核電均因結構或設備發生各種問題,導致其「不經濟」因而關閉,但勿忘美國核電機組2/3都取得延役20年許可,在福島核災後歐巴馬政府還核准了9部核電機組延役。我國核電營運績效極為優越,在IAEA(國際原子能總署)評比中名列前茅(圖二),實不宜以美國少數運作不良的核電廠與我國運轉優良的核電廠比較。
圖二:各國核能機組能力因素評比圖,其數據為2010~2012年平均值,我國核電廠營運績效排名第五。國名後括號內數字為該國擁有的核電機組數。(資料來源:國際原子能總署)

機組能力因素:提供監測核能電廠與維護情形之整體指標。
機組能力因素(%)=(參考發電量-計畫性減少之發電量-非計劃性減少之發電量)/參考發電量 × 100%

再生能源

再生能源乃〈能源〉一文重點,但與傳統電廠比較,再生能源的一些基本特性應先予說明。許多人士並不清楚裝置容量與發電度數不能劃上等號。〈能源〉中提及,全球除水力外之再生能源裝置容量4800億瓦(480 GW),大於核能裝置容量的3900億瓦(390 GW),表示再生能源較核電功效尤大,這是很大的誤解。傳統電廠(不論核能或火力電廠)只要燃料充足,都能連續運轉,以我國核能及燃煤電廠為例,每年容量因數都在90%及85%以上。

再生能源不同,風力有風才能發電,全年只有1/3時間可發電,容量因數約34%。太陽能不但夜間無法發電,陰雨天也無法發電,全年只有1/6時間可發電,容量因素只有17%。以德國為例,太陽能發電裝置容量為22 GW,大於核能發電的18.7 GW,但每年發電度數遠低於核能發電,詳表三。


以我國而言,目前目標是在16年後的2030年完成千架風機、百萬屋頂大計。但即使此一偉大目標達成,每年總發電度數仍低於核四廠兩部機發電量(表四)。

再生能源另一特性是單位面積能量密度太低。發同樣度數的電,與核能、火力電廠相較,太陽能佔地面積約100倍,風力約500倍。在中、美等面積廣大國家或可發展再生能源,在地狹人稠的臺灣,發展再生能源受到極大限制。

我國陸域風力發電裝置容量有限,未來風力發電主力為海域風電,但海上風力每度電成本約為陸上發電3倍,目前每度電收購費率與太陽能類似,均約為6元。兩者收購費率均約為現有核電成本10倍。如以其取代同為無碳的核電,每年增加發電成本超過2000億元。不予現有核電延役而寄望於再生能源減碳,在其他地大國家以廉價的陸上風機取代或許可行,在臺灣則是愚不可及。

德國丹麥先例

〈能源〉中以德國、丹麥為例,指出德國計劃於2022年廢核,大力推廣再生能源,丹麥也是綠能大國,表示我國應大力發展再生能源。

但再生能源有靠天吃飯供電不穩的特性,風力發電無風無法發電,太陽能無日照無法發電, 都無法提供可靠電源。歐洲國家電網相連, 德國廢核發展再生能源,但每年由法國進口大量核電( 法國核電佔全國發電75 %)。丹麥則與挪威、瑞典等水力發電為主力的北歐電網相連,由起降迅速的水力發電支援其不穩定的風力發電。臺灣為獨立電網,無法依賴鄰國電網供電,對發展供電不穩的再生能源有其天生限制。

以電價而言,德國、丹麥每度電價約為臺幣11、12元,臺灣目前每度電價平均為2.7元。德國丹麥發展再生能源的代價是電價為臺灣四倍。臺灣電價如漲為四倍,每年電費將增加1.8兆元,約等於全國稅收,等於全國人民及工商業加稅100%,這是一般大眾能接受的嗎?是我國工業能承受的嗎?全球各國條件不同,在其他國家或許值得推廣的再生能源,在臺灣發展則有諸多限制。

結論

依個人在第385期文章顯示,政府推動能源政策的三大目標(1)不限電(2)維持合理電價(3)達成對國際社會減碳承諾,在臺灣只有核能對三者均有正面助益。〈能源〉一文大力鼓吹的再生能源無法達成此三大目標。

政府目前不予現有核電廠延役,推動燃氣最大化政策,意圖以燃氣電廠取代燃煤電廠以達減碳目標。但以燃氣取代燃煤減碳,成本每度臺幣4000元,高於全球碳價10倍(歐洲目前碳交易每噸5歐元約台幣200元)。以再生能源減碳成本更高,這都是政府被環保人士誤導而施行的錯誤政策。

能源政策攸關國運,制定能源政策宜慎之又慎,不宜好高騖遠不切實際的盲目抄襲國外經驗,陷國家社會於危殆。

讀者如對本文內容有所回應,本人將於「臺灣能源」部落格答覆。

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