林穎正觀點：太陽能立大功—舒緩台灣的尖峰用電
2019-08-21林穎正2019-08-20 風傳媒
夏季的高用電與太陽能
有人認為太陽能只是間歇性發電，穩定度不夠，沒辦法扮演電網關鍵性的角色。但筆者從最近兩年的數據分析發現，在夏季尖峰用電量高的日子，特別是大於3600萬瓩這種高用電量的日子，太陽能發電具有穩定的效率。換句話說，台灣 「高用電」的日子與太陽能的 「發電量」有一定的關連性（圖一），高用電的日子，太陽能可以經常性的挹注電力給電網。這個部分容易理解，因為台灣夏季的尖峰用電發生在高溫的下午1點50分到下午2點前後，而用電量大於3600萬瓩這種高用電量的日子，幾乎都是豔陽高照的好天氣 （註1）。
台灣夏季的尖峰用電與太陽能
如果從台灣夏季的用電曲線來看，台灣夏季用電曲線主要有兩個高峰，最高峰發生在白天，從上午10、11點(除了短暫在12點到1點稍微下降)一路持續到下午4、5點。而最高點發生在下午1點50分到下午2點前後。次高峰則是在下午7點前後。台灣的發電系統為了兩個用電尖峰必須全力以赴。如果可以少掉一個尖峰，或是減少尖峰的高度，當然可以減少發電系統的壓力，增加電網的穩定，甚至是減少電廠的興建。在近幾年太陽能大力推動之下，太陽能舒緩白晝尖峰用電的情況相當明顯。從數據看來，台灣尖峰負載超過3600萬瓩的日子， 2018年有16天，太陽能於這16天，尖峰時刻平均貢獻93萬瓩的尖峰發電，相當於核三廠的一個機組，而最低貢獻也有70.6萬瓩；2019年截至有七月底有6天尖峰負載超過3600萬瓩。因為裝置容量的上升，太陽能更進一步發威，尖峰時刻平均貢獻162.5萬瓩的發電，相當於三座台中火力發電廠的燃煤機組，而最低也有140萬瓩的發電量（註2）。可以確定的是，太陽能發電將在超高用電日扮演重要的角色，貢獻於電網的尖峰負載（圖一）。
太陽能的發電曲線如何改變電網的負擔
2019年7月17日為台灣用電的歷史新高，打破去年的紀錄，來到3738.3萬瓩。在太陽能180萬瓩貢獻之下，其他 「非太陽能的發電負載」可以大幅下降，舒緩原本緊張的白晝用電曲線（圖二）。值得注意的是，這也是2019年夏季台灣備轉容量率經常大於10%的原因之一。
太陽能的最佳裝置量?
照圖二看來，2019年太陽能的發電量已經相當程度的舒緩其他 「非太陽能發電負載」，但這就是太陽能最佳效益了嗎? 筆者認為太陽能裝置量應該可以進一步增加。事實上，台電目前採取了許多機制，也就是所謂的需量反應（註3），來降低白晝的尖峰負載。舉例來說:例如用電大戶的時間電價、需量競價、各類減少用電措施等等。而需量反應於2018年用電最高的8月1日大約省下108萬瓩的電量（註3）。意思是說，台電目前仍然耗費相當多資源來抑制白天的用電量。假設太陽能的裝置量持續增加，讓太陽能在白晝挹注更多電， 起碼有以下的好處：
一、讓時間電價與需量競價等等機制更有效的調整。因為白天的用電尖峰往往從上午10點、11點一直延續到下午4點、5點。長時間的用電尖峰給電網帶來壓力。假使白晝太陽能發電更加足夠，台電可以把高費率的時間電價更加集中，有助於優化用電曲線。在太陽能發電更充足的情況之下，抑制用電的需量競價甚至可以轉移到下午時段的 “次尖峰”，進一步降低次尖峰的電網負載。
二、水力發電與抽蓄發電可以更加靈活的運用。假使白天 「非太陽能發電負載」進一步降低，將原本上午與下午兩個用電尖峰變成一個比較和緩的曲線，水力發電與抽蓄發電等機動性高的發電設備，將更有彈性的使用。
結論
筆者認為太陽能對於台灣最大的好處在於:在高用電的白晝穩定的提供電力，分擔其他 「非太陽能的發電負載」。特別是超高用電的日子，太陽能可以提高備轉容量率，有效的紓緩白天的用電負載，讓電網更加穩定。而進一步發展太陽能，「非太陽能的尖峰負載」可以下降，台灣也就不需要為了夏季少數幾天的超高用電，限制公務人員開冷氣，甚至還可以減少電廠的興建。
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