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我國電力需求面管理之檢討與展望

二、我國電力供需趨勢概況 日期:105年8月 報告名稱:我國電力需求面管理之檢討與展望 目錄大綱:貳、近年我國電力供需變化及相關管理措施概述 資料類別:專題研究 作者:凃玉枝

(一)國人平均每人用電量長期維持成長趨勢,且電力需求成長速度已超越電源擴增速度

查104年度我國平均每人用電量為1萬0,714.89度,較20年前(84年度)之平均每人用電量5,940.95度,成長幅度達80.36%。按我國長期追求經濟發展與正成長,在電力需求與經濟成長呈正相關之情況下,未來電力需求可能持續增長。依104年長期負載預測(10403案),預估104年至115年間電力需求平均成長率1.8%,則115年度全國需電量預計達2,573.6億度,將較目前(104年度)需電量2,064.9億度成長24.64%。

另查100年度至104年度我國發購電量成長1.10%、售電量成長1.33%,105年度預計發購電量2,277億度、售電量2,131億度,將再創歷史新高,惟其間電能系統裝置容量卻由4萬1,401千瓩降為4萬1,098千瓩,反映我國電力需求成長速度已超越電源擴增速度之窘況(詳附圖2-2)。

附圖2-2:100年度至105年度我國電能裝置容量與售電量變化圖

※註:1.資料來源,台電公司公開資訊網/公司治理/經營實績/產銷概況資料,以及台電公司105年度預算書相關說明,本研究整理繪圖。

(二)為落實非核家園與發展再生能源目標,預計114年以後燃氣火力為我國最大電源,119年再生能源占比將超逾1成

查104年度淨發購電量2,191億度,其中各類電源占比依序為:火力75.50%(包含燃油4.67%、燃煤35.72%、燃氣35.10%)、核能16.04%、再生能源7.09%及抽蓄水力1.38%(詳附圖2-3),顯示目前我國前三大電力來源依序為燃煤、燃氣火力發電及核能。

惟我國目前以非核家園與發展再生能源為目標,未來將大幅增加燃氣火力及再生能源。依台電公司104年長期電源開發方案(10405案)推估,預計115年核能電源將降至零,屆時燃氣火力發電量占比將增至45.70%(詳附圖2-4)。另依經濟部能源局所定再生能源推廣目標,預計119年全國再生能源發電量334億度,占比則由目前5.71%增加至11.69%(詳附表2-2)。

附圖2-3:104年度我國各種電源發購電量占比圖

※註:1.資料來源,台電公司公開資訊網/資訊揭露/發電資訊/核能發電績效。

網址:http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_info-b60.aspx?LinkID=7

附圖2-4:未來10年各種電源占比推估圖

※註:1.資料來源,台電公司提供,本研究整理繪圖。

2.本圖係假設既有核電廠如期除役且核四不商轉。

附表2-2:政府推廣再生能源分年規劃目標(含發電量)

年度

能源別

裝置容量(萬瓩)

發電量(億度)

104年

109年

114年

119年

104年

109年

114年

119年

風力

陸域

81.4

120

120

120

20

29

29

29

離岸

1.5

32

152

300

0

11

50

99

水力

209

210

215

220

45

46

47

48

太陽光電

84.2

212

410

620

11

27

51

78

地熱能

0.4

6.6

15

20

0

4

10

13

生質能

74.5

76.8

81.3

95

52

54

57

67

再生能源合計(全國)

451

657

993

1,375

128

170

244

334

電力系統裝置容量

4,190

4,748

5,369

5,681

2,243

2,470

2,701

2,858

電力系統裝置容量結構占比(%)

10.76

13.84

18.5024.20

5.71

6.88

9.03

11.69

※註:1.資料來源,摘自台電公司編印「104年長期電源開發方案」(第5-1頁,表5-1)。

2.本表再生能源裝置容量及發電量占比,係指全國再生能源之裝置容量及發電量分別占電力系統裝置容量及發電量之占比。

3.水力部分不含抽蓄水力發電。

(三)溫室氣體減量及管理法實施後,因配合空污改善降載之發電量,每次至少730千瓩以上,已逾最高淨尖峰負載備轉容量

據台電公司統計,自104年7月1日我國開始施行溫室氣體減量及管理法以及區域空污總量管制以後,截至105年4月3日止,台中發電廠因配合區域空污改善而降載之時數合共47.85小時,減少發電量6,470千瓩(約3.1億度),其中每次最少降載730千瓩(詳附表2-3),已高於105年5月31日全國電力系統淨尖峰備轉容量564千瓩。

按105年5月31日備轉容量率僅剩1.64%,供電系統亮起限電警戒之紅燈,該日正常運轉之燃煤發電機組中以興達電廠2號機之影響備轉容量率1.39%、淨尖峰日發電量478千瓩為最低,其次為台中電廠9號機及興達3號機同為1.52%(詳附表2-4),均與前述尖峰負載時段之系統備轉容量率及備轉容量相差無幾,倘若尖峰負載時段再發生配合降載情事,備轉容量率最多僅剩0.25%(以5月31日1.64%-興達2號1.39%)。

附表2-3:各火力發電廠配合地方空污改善機組降載一覽表

單位:小時;MW

次 序

日 期

時數(小時)

內 容

第1次

104.11.8-9

18.50

台中2號機大修降載550MW,其餘9部機各降載20MW,合共降載730MW。

第2次

105.02.22

3.00

台中7號機大修降載550MW,其餘9部機各降載20MW,合共降載730MW。

第3次

105.03.03

5.00

台中7號機大修降載550MW,其餘9部機各降載20MW,合共降載730MW。

第4次

105.03.06

4.00

台中7號機大修降載550MW,其餘9部機各降載30MW,合共降載820MW。

第5次

105.03.31

4.00

台中4號機大修降載550MW,其餘9部機各降載30MW,合共降載820MW。

第6次

105.04.01

4.00

台中4號機大修降載550MW,其餘9部機各降載30MW,合共降載820MW。

第7次

105.04.02

7.00

台中4號機大修降載550MW,其餘9部機各降載40MW,合共降載910MW。

第8次

105.04.03

2.35

台中4號機大修降載550MW,其餘9部機各降載40MW,合共降載910MW。

合 計

47.85

6,470MW

※註:1.資料來源,台電公司提供。

2.1MW=1千瓩。1瓩運轉小時可產生1度電。

附表2-4:燃煤基載機組發電量及影響備轉容量率一覽表

能源類別

電廠名稱

機組

編號

最高淨尖峰負載日發電量(萬瓩)

104年度全年發電實績

(千度)

最高淨尖峰負載日影響備轉容量率(%)

104.7.2

105.5.31

燃煤

林口(註3)

1

0.00

0

0.00

2.20

2

0.00

0

0.00

0.00

台中

1

52.9

4,495,891

1.49

1.53

2

52.7

4,128,401

1.49

1.56

3

53.0

3,838,094

1.50

1.54

4

53.1

4,489,512

1.50

1.54

5

53.8

3,957,407

1.52

1.57

6

52.7

4,108,119

1.49

0.00

7

52.9

4,507,124

1.49

1.548

53.4

4,461,895

1.51

1.55

9

52.1

3,875,698

1.47

1.52

10

53.0

4,274,897

1.50

1.53

興達

1

41.4

3,272,927

1.17

0.00

2

47.8

3,553,059

1.35

1.39

3

51.9

4,148,779

1.47

1.52

4

52.0

3,982,736

1.47

1.53

民營和平

1

0.0

8,544,995

0.00

1.74

2

60.2

1.70

1.75

民營麥寮

1

57.0

12,701,687

1.61

1.65

2

56.9

1.61

1.66

3

57.1

1.61

1.66

汽電共生

104.6

8,755,835

2.96

2.77

合 計

1,058.50

87,097,056

29.91

31.75

※註:1.資料來源,台電公司公開資訊網/過去電力供需資訊;104年度發電實績由台電公司另行提供,民營和平、民營麥寮及汽電共生發電量資料係參採104年度購電量(104年度自編決算),本研究整理製表。

2.林口1、2號機於103年9月1日除役,預計重新裝設3部機組,每部機組發電量80萬瓩,其中新1號機業於104年11月20日開始試運轉,惟截至105年5月31日止尚未商轉,新2號及3號機尚未完工。

3.104年度至105年5月底止,最高淨尖峰負載分別發生於104年7月2日及105年5月31日。

(四)核一、核二廠影響備轉容量率逾7%(若含核一廠1號機則約影響9%)

我國核一、核二及核三廠原預定除役期程分別為107年、108年、110年、112年至114年(詳如附表2-5),惟因核一、核二廠原設計之廠內用過核燃料貯存池(濕式貯存)容量均不足以容納運轉執照效期40年之用過核子燃料,截至105年5月底止核一廠及核二廠4部機組用過核燃料貯存池剩餘空間分別為9束、7束、29束及10束(詳附表2-6)。如按該核電機組每次歲修約需更換退出燃料棒110束推估,目前核一及核二廠用過核燃料棒貯存池已形同全部貯滿。

按行政院原子能委員會公告資料推估,倘若用過核子燃料池貯滿之窘境未獲解決,則最快今(105)年11月20日核二廠1號機停轉,核一廠2號機及核二廠2號機將於明(106)年5月停轉(詳附表2-6),加上核一廠1號機於103年底歲修後一直未恢復運轉,則核一、核二廠4部機組形同自106年5月31日起提前除役。

查105年1至5月底電力系統最高淨尖峰負載發生於5月31日,該日備轉容量率僅剩1.64%,當日核一廠2號機、核二廠1號機之影響備轉容量率(個別機組發電量占整體發電量之比率)分別為1.78%、2.82%,如以該日為推估基準,則核一、核二廠提前停轉後,全國系統供電能力將減少324.2萬瓩(發電量約255.59億度),最高淨尖峰負載之備轉容量率將可能驟降為負數,依序為:105年11月20日起降為-1.18%、106年5月15日以後-2.96%、同年5月31日以後-5.71%,顯見在替代電源尚未備妥之情況,核一、二廠接連於短期內提前停轉之衝擊,將超逾現有供電系統之備轉容量,亟待預為籌謀因應(詳附表2-5、附圖2-5)。

附表2-5:我國核能電廠基本資料彙整表

項 目

核一廠

核二廠

核三廠

核四廠

位置

新北市石門區

新北市萬里區

屏東縣恆春鎮

新北市貢寮區

機組別

1號機

2號機

1號機

2號機

1號機

2號機

商轉時間

67年

68年

70年

72年

73年

74年

103年

(註2)

預定除役時間

107年

108年

110年

112年113年

114年

-

耐用年限

40年

40年

40年

-

總裝置容量(千瓩)

636

636

985

985

951

951

2,700

全年可發電量(百萬度)

10,028

15,531

14,995

21,286

發電量占比

4.46%

7.48%

6.67%

-

影響備轉容量率

1.73%

1.73%

2.72%

2.75%

2.65%

2.64%

-

※註:1.資料來源,台灣電力公司全球資訊網。

網址:http://wapp4.taipower.com.tw/nsis/

2.行政院於103年4月28日宣布「核四1號機不施工、只安檢,安檢後封存;核四2號機全部停工」,故核四廠目前處於「封存」狀態。

3.預計年發電量:機組裝置容量×365天×24小時×容量因數約90%;例如核一廠裝置容量1,272千瓩×365×24×90%=10,028,448千度。

4.104年度核一廠1號機因故未運轉,故發電量占比採用103年度發電資料。

5.表列影響備轉容量率資料為104年度最高淨尖峰負載日104年7月2日之數據;因核一廠1號機目前未運轉,表列機組發電量資料係參考103年度實績,最高淨尖峰負載日發電量及備轉容量率資料係參照核一廠2號機。

附表2-6:我國既有核電廠用過核子燃料貯存池貯存現況統計表

機 組

商轉年度

貯存容量(束)

已貯存量(束)

剩餘空間(束)

預估每周期最大退出量(束)

預估機組停轉

核一廠

1號機

67

3,083

3,074

9

~110

機組啟動後約可運轉450天

2號機

68

3,083

3,076

7

106年5月15日

核二廠

1號機

70

4,398

4,364

29

~180

105年11月20日

2號機

72

4,398

4,388

10

106年5月31日

核三廠

1號機

73

2,160

1,379

781

~70

可運轉40年

2號機

74

2,160

1,407

753

※註:1.資料來源,行政院原子能委員會全球資訊網/核物料管制/管制動態/核電廠放射性廢棄物/核能電廠用過核子燃料貯存表。

2.表列統計基準日,截至105年5月底。

3.核電機組更換退出用過核子燃料之週期約為18個月。

附圖2-5:核一、核二廠機組提前停轉後全國備轉容量率變化預估圖

※註:1.資料來源,台電公司公開資訊網/資訊揭露/過去電力供需資訊;未來電力供需情形,以及行政院原子能委員會全球資訊網公告,核一、二廠用過燃料貯存池空間不足問題無法解決,預估相關機組停轉時程,本研究整理繪圖。

2.本圖以105年度5月31日最高淨尖峰備轉容量率1.64%為基準,表列核二廠1號機、核一廠2號機、核二廠2號機預計提前停轉日分別為105年11月20日、106年5月15日及106年5月31日。

3.105年5月31日核二廠2號機機組停機檢修發電及輔助設備,故參照104年7月2日最高尖峰負載日該機組影響備轉容量率2.75%。

4.因核一廠1號機尚未恢復運轉,故本圖已含核一廠1號機未運轉之狀況。

另據台電公司長期負載預測(10403中案)及長期電源開發方案(10405-無核四案)推估,在既有核電機組依預定期限除役之情況下,111年度以前中南電北送能力尚足以支應北部之電力缺口(詳附表2-7、附圖2-6)。

由於北部地區電力供需失衡,長期仰賴南電北送,核一、核二廠同屬北部區域電源,占全國發電量11.94%,占北部淨尖峰供電之23.70%,若未備妥替補電源而分別於105年11月至106年5月底間提前停轉,則不僅全國電力系統尖峰負載恐有缺電危機,亦恐提前於107年度發生中南電北送能力不足支應北區電力缺口之窘況(詳附表2-7、附圖2-6)。

附表2-7:未來10年北部地區供電裕度推估表 單位:萬瓩

核一、核二廠依預定年限除役之情況項 目

105年度

106年度

107年度

108年度

109年度

110年度

111年度

112年度

113年度

114年度

中南部供需差異(1)

416

398

437

393

526

398

362

327

284

241

中北主幹線送電能力(2)

300

211

258

242

218

302

295

300

257

259

北部供需差異(3)

38

90

-22

-99

-119

-138

-182

-303

-323

-43

北部供電裕度(4)=〔(1)或(2)〕-(3)

338

301

236

143

99

164

113

-3

-66

198

核一、核二廠因用過燃料貯存池空間不足提前停轉之情況

項 目

105年度

106年度

107年度

108年度

109年度

110年度

111年度

112年度

113年度

114年度

核一、二廠發電量影響數(5)

-

-254

-254

-254

-193

-193

-97

-97

-

-

北部供需差異(6)=(3)+(5)

38

-164

-276

-353

-312

-331

-279

-400

-323

-43

北部供電裕度(7)=〔(1)或(2)〕-(6)

338

47

-18

-111

-94

-29

16

-100

-66

198

※註:1.資料來源,台電公司公開資訊網,本研究彙整製表。

2.審酌104年度最高淨尖峰負載出現在7月2日,故核二廠1號機預計105年11月20日停轉,於次年開始核計影響數。

附圖2-6:核一、二廠如期或提前除役對北部區域供電裕度之影響推估圖

※註:1.資料來源,台電公司公開資訊網,本研究彙整製圖。