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我國電力需求面管理之檢討與展望

二、部分發電用之水壩(庫)淤積嚴重,有效蓄水量不及6成,且多數水力發電機組老舊,恐影響發電能量 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:參、我國電力管理措施及其推動成效之相關問題檢討 資料類別:專題研究 作者:凃玉枝

目前我國水力發電量占比雖僅約3%上下,然而水力發電成本低、低汙染、低碳排,且若水量充足,其穩定性與可調度性均遠優於風力及太陽能。惟查,我國部分供發電用途之水壩(庫)淤積嚴重,水力發電效率不如預期,且多數水力發電機組老舊,甚有超逾原定耐用年限數十年者,近年機組故障次數遽增,恐影響發電能量,亟待檢討改善,謹說明如下:

(一)水壩(庫)淤積嚴重,有效容量率不及6成

目前我國水力發電除大觀二廠(明湖電廠)及明潭電廠為抽蓄水力發電外,其餘均屬慣常(川流)水力發電。由於慣常水力發電量大小決定於水流之高低落差與流量大小,故經常在河川上游或水位高處興建攔水或蓄水設施,如水壩、堰堤、水庫、蓄水池等,以蓄積水之位能。

查台電公司管理發電用途之水壩(庫)計有阿玉壩等21座水壩(庫),原設計容量合共6億0,828.14萬立方公尺,然因部分水壩(庫)淤積嚴重,致整體水壩(庫)有效容量僅剩3億5,378.05萬立方公尺,整體有效容量率為58.16%,其中尤以武界壩有效容量率僅剩7.14%、馬鞍壩剩29.74%淤積情況最為嚴重,另霧社水庫、天輪壩及谷關水庫等有效容量率分別為30.03%、46.27%及46.43%均不及5成(詳附表3-2),嚴重折損水壩(庫)蓄豐濟枯之調節功能,亦恐影響水力發電能量。

查台電公司水壩(庫)清淤作業分為自然水力排砂及人為陸挖兩種方式,100年度至105年度有關水壩(庫)陸挖清淤支出合計約3.34億元,累計陸挖清淤337.7萬立方公尺(含105年度預計清淤41萬立方公尺),平均每年陸挖清淤量不到60萬立方公尺,對比目前水壩(庫)淤積量達2億5,450.09萬立方公尺,其清淤量猶如杯水車薪,頗值檢討。

附表3-2:我國發電用途之水庫容量與近5年清淤統計表

水庫名稱

規劃用途

電廠

名稱

水庫設計容量與目前有效容量

近5年清淤量(萬立方公尺)

設計容量

(萬立方公尺)

目前有效容量(萬立方公尺)

有效容量率(%)

阿玉壩

發電

烏來

10.50

8.65

82.38

水力排砂

羅好壩

發電

30.80

28.05

91.07

水力排砂

桂山壩

發電

桂山

42.27

31.64

74.85

水力排砂

粗坑壩

發電

粗坑

23.53

18.06

76.75

水力排砂

士林攔河堰

公共用水及發電

卓蘭

105.00

75.00

71.43

82.10

德基水庫

民生用水

德基

23,200.00

14,900.00

64.22

97.03

青山水庫

發電

青山

60.00

40.30

67.17

26.95

谷關水庫

發電

谷關

1,120.00

520.00

46.43

264.72

日月潭水庫

發電

大觀

17,161.00

13,029.00

75.92

0

日月潭水庫

發電

大觀二

0

日月潭水庫

發電

明潭

0

天輪壩

發電

天輪

59.00

27.30

46.27

361.41

馬鞍壩

發電

馬鞍

57.50

17.10

29.74

670.44

明湖水庫

發電

-

975.00

757.00

77.64

6.00

武界壩

發電

-

1,400.00

100.00

7.14

水力排砂

明潭下池壩

發電

水里

1,440.00

1,200.00

83.33

10.00

銃櫃壩

發電

鉅工

12.86

11.00

85.54

0

霧社水庫

發電

萬大

15,000.00

4,505.00

30.03

62.00

溪畔壩

發電

立霧

34.00

25.30

74.41水力排砂

龍溪壩

發電

龍澗

21.21

18.79

88.59

水力排砂

水簾壩

發電

銅門

2.20

2.09

95.00

水力排砂

木瓜壩

發電

水簾

0.27

0.27

100.00

水力排砂

南溪壩

發電

碧海

73.00

63.50

86.99

水力排砂

合 計

60,828.14

35,378.05

58.16

1,580.65

※註:1.資料來源,台電公司提供,本研究整理製表。

2.表列近5年有統計紀錄可稽之清淤量合共1,580萬6千5百立方公尺,其中包含利用水力排砂方式清淤1,283萬9千7百立方公尺、陸挖清淤296萬6千8百立方公尺。另表列註記「水力排砂」部分,係該水壩(庫)僅仰賴自然水力排砂方式清淤,且未統計(記錄)排砂清淤量者。

(二)水力發電容量因素(績效)偏低,且呈長期下降趨勢,亟待探究問題癥結

台電公司管理之21座水壩(庫)合共配置發電裝置容量4,278.62千瓩,預計全年可發電量78.67億度,換算整體機組預計容量因素約21.28%(含抽蓄水力14.77%及慣常水力31.39%),惟據該公司統計,100年度至104年度平均水力發電量68.52億度,換算容量因素約18.54%。如按抽蓄水力及慣常水力分別觀察,則近5年平均容量因素分別為13.45%及26.43%,均較預期14.77%及31.39%為低(詳附表3-3)。

另據研究統計,90年度我國抽蓄水力發電容量因素為18%,101年度降至13%,同期間慣常水力發電容量因素亦由57%降為32%,以上反映我國水力發電績效不如預期,且長期呈現下降趨勢,亟待探究原因並就問題癥結研謀改善對策。

附表3-3:水力發電廠預計容量因素與近5年實際容量因素統計表

水庫名稱

對應電廠名稱

發電廠裝置容量及發電情形

裝置

容量

(千瓩)

預計可

發電量

(千度)

預計容量因素

(%)

近5年平均發電量

(千度)

近5年平均容量因素(%)

阿玉壩

烏來

22.50

113,300

58.28

108,458

55.79

羅好壩

桂山壩

桂山

13.00

78,300

69.71

73,690

65.61

粗坑壩

粗坑

5.00

22,600

52.31

21,017

48.65

士林攔河堰

卓蘭

80.00

252,290

36.50

239,945

34.71

德基水庫

德基

234.00

313,300

15.50

315,351

15.60

青山水庫

青山

368.00

493,100

15.51

393,353

12.37

谷關水庫

谷關

217.80

527,910

28.05

468,609

24.90

日月潭水庫

大觀

110.00

508,300

53.48

322,588

33.94

日月潭水庫

大觀二

1,000.00

1,800,000

20.83

1,028,388

11.90

日月潭水庫

明潭

1,602.00

1,520,000

10.98

1,995,348

14.42

天輪壩

天輪

195.00

516,400

30.65

505,653

30.01

馬鞍壩

馬鞍

133.47

410,500

35.60

364,752

31.63

明湖水庫

-

-

-

-

-

武界壩

-

(註2)

-

-

-

-

明潭下池壩

水里

12.75

41,200

37.40

31,921

28.98

銃櫃壩

鉅工

43.50

209,300

55.69

119,833

31.88

霧社水庫

萬大

20.70

96,900

54.18

64,132

35.86

溪畔壩

立霧

32.00

154,900

56.03

148,821

53.83

龍溪壩

龍澗

97.20

372,800

44.39

339,072

40.37

水簾壩

銅門

21.00

141,200

77.82

133,281

73.46

木瓜壩

水簾

9.50

58,200

70.91

49,801

60.67

南溪壩

碧海

61.20

236,746

44.77

128,415

24.29

抽蓄小計

2,602.00

3,320,000

14.77

3,023,736

13.45

慣常小計

1,676.62

4,547,246

31.39

3,828,692

26.43

合 計

4,278.62

7,867,246

21.28

6,852,428

18.54

※註:1.資料來源,台電公司提供,本研究整理製表。

2.武界壩未設發電廠,惟其功能為攔截濁水溪主流及其支流萬大溪之溪水,透過引水隧道,將溪水送至日月潭儲蓄、調節,再導入發電廠發電。

3.預計可發電量數據為該電廠開發可行性評估報告原預估值,惟部分電廠原始資料查考困難,爰採近3年度平均發電量(以紅色字體標示)。

4.青山電廠因100年度至103年度間進行復建工程,近5年平均發電量資料僅以104年度發電資料為基準。

5.裝置容量合計數427萬8千620瓩與目前水力發電總裝置容量469萬1千270瓩之差異,係因軟橋、后里、社寮、北山、濁水圓山…松林等部分川流式水力發電廠資料未納入所致。

(三)6成以上之水力發電機組已超逾原定耐用年限,近年故障次數遽增

台電公司水力發電機組預定耐用年限為30年,惟該公司並未依原定年限進行汰換,致多數機組已機齡老舊,據統計資料顯示,台電公司現有81部水力發電機組,其中已超逾預定耐用年限者計49部,占60.49%,大甲溪后里1、2號機建置時間甚至已超過百年(詳附表3-4)。

另查99年度至104年度間水力發電機組發生故障總次數依序分別為3次、2次、1次、1次、4次及18次,顯示近2年水力機組故障次數遽增(詳附表3-5),另經進一步分析發現,明潭濁水機組自100年2月開始商轉,截至104年底止建置時間未滿5年,104年度卻發生4次故障,又明潭電廠全部發電機組104年度故障次數合計14次,占該年度所有水力電廠機組故障總次數18次之77.78%,故障率顯較其他水力發電機組高出許多,亟待探究原因並檢討改善。

附表3-4:台電公司已逾耐用年限水力發電機組一覽表

電廠機組編號

開始商轉年月

預定耐

用年限

超逾年

限時間

99至104年

故障次數

烏來1號機

39.12

30

34年

-

烏來2號機

43.06

30

31年

-

桂山1號機

30.02

30

44年

-

桂山2號機

30.02

30

44年

-

德基1~3號機

63.06、07、09

30

12年

1

天輪1號機

67.011

30

7年

-

天輪2號機

42.07

30

32年

-

天輪3號機

41.09

30

33年

-

天輪4號機

45.04

30

29年

-

后里1~2號機

民前01.08

30

74年

-

萬大1~2號機

46.07

30

28年

1

萬大三號機

32.03

30

42年

-

大觀一廠1~5號機

23.07

30

51年-

大觀二廠1~4號機

74.09

30

1年

-

鉅工1~2號機

26.08

30

48年

5

立霧1號機

40.12

30

34年

-

立霧2號機

43.03

30

31年

-

龍溪機組

74.11

30

1年

-

龍澗1號機

48.06

30

26年

1

龍澗2號機

73.07

30

2年

1

水簾機組

74.03

30

1年

-

清水1~2號機

30.09

30

44年

-

清水3號機

28.06

30

46年

-

清流機組

72.01

30

2年

-

銅門1~2號機

44.01

30

30年

-

銅門3號機

44.07

30

30年

-

榕樹機組

56.02

30

18年

-

初英機組

30.02

30

44年

-

溪口機組

49.05

30

25年

-

圓山1~2號機

30.12

30

44年

-

天埤1~3號機

11.06

30

63年

-

天埤4號機

22.12

30

52年

-

※註:1.資料來源,台電公司提供,本研究整理製表。

附表3-5:99年度至104年度水力發電機組故障次數統計表 單位:次

項 目

99年度

100年度

101年度

102年度

103年度

104年度

該年度故障次數

3

2

1

1

4

18

※註:1.資料來源,台電公司提供,本研究整理製表。