拆組達人問Maxwell Chen:


問題摘自:https://www.facebook.com/NuclearMythbusters/photos/a.126659630854958.1073741827.124383291082592/415825541938364/?type=1&comment_id=416264038561181&notif_t=comment_mention


一、請問(風電)沒風的機率與時間比例,與(核電)一個機組故障停擺的機率與時間比例相比,誰高誰低?

答:先看文章「台灣離岸風電供電穩定度不佳?與美國陸上風電與核電比比看吧」:

「容量因素,一般用來評估發電機每年可啟動發電的時數...數值愈高,表示電廠的全年供電愈穩定...本文以美國穩定度不錯的陸上風電,來對比台灣適合發展的離岸風電,再加上美國的核電,看看容量因素的差異有多少...經過比較分析,每月容量因素的變化,美國陸上風電約在 30%±10%,美國的核能發電約在 90%±7%。台灣的離岸風電約在 45%±30%。

http://technews.tw/2015/03/31/wind-farm-nuclear-power-taiwan/

繼續,風電的變異是可以被管理的,超級智慧電網與電力調度就是管理變異的工具。參照「為什麼基載電力注定完蛋」,再生能源需要彈性備載,而不是基載。

「為什麼基載電力注定完蛋」:https://www.facebook.com/notes/yu-hsuan-ko/%E7%82%BA%E4%BB%80%E9%BA%BC%E5%9F%BA%E8%BC%89%E9%9B%BB%E5%8A%9B%E6%B3%A8%E5%AE%9A%E5%AE%8C%E8%9B%8B/10202563265946591?__mref=message_bubble

再生能源需要彈性備載之圖示:https://www.facebook.com/maxwellventureservice/photos/a.640288899379790.1073741872.541736035901744/790594581015887/?type=1&hc_location=ufi

要完整解答,需要先認識到,發電與電力調度的工作有何不同,我用這張圖片來說明。發電的工作是讓圖片的去先往上移,因為容量越大,發電量也會越大,建置高容量的離岸風電是必要的。電力調度的工作則是讓風電與其他發電方式,整合後的輸出滿足用電需求。不可太多,也不可太少,要剛剛好。

https://www.facebook.com/maxwellventureservice/photos/a.592184324190248.1073741830.541736035901744/784994751575870/?type=1&hc_location=ufi

NREL(國家可再生能源實驗室)的研究顯示,風力發電廠數目越多,風機越分散,則電力供應越穩定。如果只有一個風場供電(藍色線),風電的變異最高達40%,如果增加到23個風場,變異可以降低到10%以下。


https://www.facebook.com/maxwellventureservice/photos/a.640288899379790.1073741872.541736035901744/670169526391727/?type=1&hc_location=ufi

風電的特性就是蘊藏量遠遠大於電力需求。假設美國可以開發的風電都開發完畢,每月約可以產生2000-7000TWh的電力(左軸)。然而在2006年,美國每月電力使用約300-400TWh之間(右軸)。美國的風電具備可以當穩定基載的潛力,如果風電開發到最低發電量仍有400TWh,則風電每個月都是基載。

台灣有足夠的條件讓離岸風力發電(Offshore Wind Power)成為主要的電力來源。根據美國再生能源研究所(National Renewable Energy Laboratory, NREL)在2012年發表的研究顯示,台灣蘊藏652GW的離岸風電。目前離岸風機的容量因素約40-55%,這652GW每年的發電量約是2,285~3,141TWh,約是台灣2012年用電量的11-15倍。

台灣海峽離岸風場在夏季的容量因素約6(台灣西岸&澎湖8月)-20%(澎湖夏季平均),如果遇到颱風比較高的年度,平均容量因素會顯著提高。冬季平均容量因素約70+%。因此,理論上,如果台灣的離岸風電場夠分散,數量夠多,即使在夏季,也能夠提供相對穩定的電力。

台灣的核電(含核四)一共7.844GW,如果離岸風電要取代核電當基載,假設離岸風電的容量因素為45%,從年平均發電量來看,需要安裝16GW(45%)。從夏季來看需要安裝35(20%)-118GW(6%)。台灣蘊藏652GW的離岸風電,理論上離岸風電可以取代核電當基載。

見圖:https://m.facebook.com/maxwellventureservice/photos/a.640288899379790.1073741872.541736035901744/643420675733279/?type=1&source=56

其他關於台灣的離岸風電可以成為「新的基載電力」的2~30項引證


https://www.facebook.com/NuclearMythbusters/photos/a.126659630854958.1073741827.124383291082592/415825541938364/?type=1&comment_id=416167971904121&reply_comment_id=416272605226991&total_comments=47&comment_tracking=%7B%22tn%22%3A%22R%22%7D

 

二、(和風電相比)核電機組故障停擺有替代機組因應,然全部同時故障停擺的機率又有多高?

答:第二個問題,離岸風電是分散式發電,所以也分散風險。 核電是集中式發電,也集中風險。核災機率雖然低,台灣承受不起一次核災,不用核電最安全。這是哲學,懂嗎?核電停機從來就不是反核的重點,核災才是禍國殃民的災難。



三、然而沒風時,是 "所有的" 離岸機組都無法發電時,可替代的方案為何? (別跟我說是燃媒之類的替代)

答:請參考AWEA(美國風電協會)的說明。第六點,page 21-24

http://awea.files.cms-plus.com/AWEA%20Reliability%20White%20Paper%20-%202-12-15.pdf

 

四、當颱風經過時,所有離岸風電必須暫停運轉時,可替代的方案為何?

答:離岸風電是分散式發電,所以當颱風過境的時候,只要風場夠分散,全力發電的風機多得是,後面貼一張圖片給你看,人家台電多麼喜歡颱風,風電大補。問題的假設都錯了。

(註:拆組達人後面又說:「颱風經過離岸風電時機組的停擺與不穩定性是不爭的事實。」對照此圖,颱風期間發電量最大最小落差約2/5,最低時,仍遠高於平時發電量,如此是小是大,能否提供所需,請參照其他段落來判斷。)

圖示:https://www.facebook.com/photo.php?fbid=390317184439107&set=p.390317184439107&type=1

 

參見:「「我們是靠天吃飯的,可能是唯一見到颱風會開心的人。」台電再生能源處處長陳一成表示,台灣風力發電一年可達15億到20億度電。去年風大,發電量已經可以供應47萬戶以上的家庭需求,而且沒有PM2.5的空氣污然問題,每一度電更可減少1公斤二氧化碳排放。」

http://www.echinanews.com.tw/shownews.asp?news_id=209459

例如20140723麥德姆颱風,可以看到08:00的時候,有的風機滿發,有的停機,平均數字34.7%。這就是分散式發電的好處,就算颱風來的時候,也不會全部停機。風場夠分散,數量夠多,有助於提供穩定的發電。

分散式發電與集中式發電的概念很不一樣,提醒大家多瞭解。千萬不要把風力發電當作是集中式發電,大錯特錯。而我認為,比較分散式與集中式最好的單位就是單位面積上的裝置容量(MW/Km2)。

https://m.facebook.com/photo.php?fbid=671027822972564&id=541736035901744&set=a.640288899379790.1073741872.541736035901744

 


拆組達人後面主要還有兩篇應答,為免斷章取義都附上:

一、https://www.facebook.com/NuclearMythbusters/photos/a.126659630854958.1073741827.124383291082592/415825541938364/?type=1&comment_id=416167971904121&reply_comment_id=416350985219153&total_comments=47&comment_tracking=%7B%22tn%22%3A%22R%22%7D

二、
https://www.facebook.com/NuclearMythbusters/photos/a.126659630854958.1073741827.124383291082592/415825541938364/?type=1&comment_id=416167971904121&reply_comment_id=416361495218102&total_comments=56&comment_tracking=%7B%22tn%22%3A%22R%22%7D

 

相關的其他意見,一併附上提供參考。

關於拆組達人說:「非基載電網(智慧電網)概念在規劃之初,本來就將核電也納入電網一環,這跟這邊講的離岸風電與這邊的核電發能電力無關。」

然而,國際獨立核電與能源政策顧問、麥可施耐德,曾於德、法、英等國的環境和能源部會擔任顧問,也是韓國首爾「關閉一座核電廠行動計畫」國際能源顧問團的召集人,在接受媒體訪問時表示:

「新建核電廠不是一個有效率的減碳政策選項,甚者,這還是一個『氣候殺手』。」、「既有核電廠,撇開安全問題不談,他們也是妨礙創新的存在,無法讓資源投資到更安全的環境中。」「從整個系統角度出發,核能跟再生能源發展是互斥的。」原因在於兩者所需要的能源系統與電網設計各自不同。




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