葉宗洸／核子工程博士，核能系統安全專業，長期關注國家能源安全與電力供給。

 

 

2022 年 3 月 3 日全臺發生大停電，台電公司宣稱，興達電廠開關廠爆炸當時的供電備轉容量率高達 24.61％^註一，而停電的主因則是位於臺南的龍崎超高壓變電所輸配線路故障，並非缺電所致。不過經濟部事後向行政院提交的《303 停電事故檢討報告》中，卻明白指出在龍崎超高壓變電所故障後，中部及北部電網立即與南部電網切離，隨後因中、北部自身供電不足，最終才會導致全臺大規模停電。

 

缺乏能源的臺灣電力從哪裡來？

充足且穩定的電力供給關係到整個國家的經濟發展命脈，各國政府無不因此竭盡心力地確保各式能源的取得無虞。如果我們檢視世界各國採取的發電方式，可以發現即使各國來自潔淨能源（泛指再生能源與核能）的電力占比，相較於上一個世紀已明顯提升，但是對全球絕大多數的國家而言，會衍生碳排的化石燃料仍是當前的發電主力。

對於化石燃料蘊藏量豐富的國家而言，能源取得並不是難事，除了自給自足，更有餘量可供出口；至於天然資源不足的國家，除了全力開發僅有的少量自主性能源，不足的部分只能依賴進口能源補齊。臺灣屬於缺乏天然資源的國家，因此在電力布局上，除了滿足基本的用電需求，更必須優先評估各類能源取得的難易程度，以及儲存足夠能源量的可行性。

臺灣能源供給高度依賴進口，根據經濟部能源局的統計資料，2021 年的能源進口量占了總供給量的 98％，而能源總供給量的 45％ 則用於公用發電及汽電共生（cogeneration）^註二，其中又以煤炭及天然氣發電占了最大部分，兩者合計超過八成。由此可知，目前臺灣的發電方式仍以燃煤及燃氣（天然氣）為大宗，因此「能源取得是否順利」、「備用存量是否充足」這兩大問題，不僅攸關能源安全，更足以左右電力的供給。在臺灣，因用量大小、儲存腹地、儲存方式等不同考量，各類進口能源的安全存量不盡相同，其中石油為 150 天、煤炭為 36 天，天然氣則因季節差異為 7～10 天。如果未來發電方式想要邁向增氣減煤的道路，那麼現行的安全存量也就需要再進行調整。

 

火力發電居高不下？臺灣電力供給的改變

隨著永續發展的聲浪四起，臺灣的電力供給是否能夠從化石燃料邁向潔淨能源？讓我們先從過去的供電方式看起。依據經濟部能源局的資料，臺灣過去十年的電力供給均以火力發電為主，核能發電及再生能源發電為輔，另搭配略高於 1％ 的抽蓄水力發電，年發電量在此期間從 2012 年的 2,504 億度增加至 2021 年的 2,909 億度，上升幅度高達 16.2％（圖一）。

 

 

從能源類別來看，火力發電量在 2012、2013 年略低於 2,000 億度，占比約為 78％；之後便逐年增加，2017 年甚至較 2016 年大幅增加 157 億度；到了 2021 年，火力發電量已經突破 2,400 億度，創下歷史新高，占比已超過 83％（圖二）。值得留意的是，火力發電占比曾於 2017 年創下 85.9％ 的最高值，主因是當年度部分核電機組的提前除役及政治因素干 擾，使得核能發電量與前一年相比驟減了 93 億度，因此才會增加火力發電量以滿足需求。

 

 

從同一期間的核能發電量變化情形則可以看出，核電在 2014 年（含）之前的發電量可達 400 億度以上。但是從 2015 年開始，因為核一廠兩部機組相繼提前停止運轉，發電量逐漸下降，2017 年發電量更僅剩 224 億度（圖三）。在前述干擾因素排除後，核二廠二號機於 2018 年 6 月重啟，年發電量逐步回升至 300 億度以上。然而，核能發電量又於 2021 年再度下滑，占比從前一年的 11.2％ 大幅下跌至 9.6％，主因則是核二廠一號機在 2021 年 7 月 1 日提前停止運轉並進入除役階段。

 

 

而再生能源的發電量在過去十年間的成長超過六成，在 2012～2021 年間，從 107 億度增加到 174 億度（圖四）。臺灣的各式再生能源中包含慣常式水力^註三、地熱、太陽光電、風力、生質能、廢棄物能共六項，主要的發電量成長則是貢獻自目前仍處於全力發展階段的太陽光電與風力發電，其中太陽光電發電量更在 2021 年一舉超越慣常式水力發電在 2016 年創下的最高發電量（66 億度），達到 79 億度。只不過因為臺灣的總用電量持續上升，再生能源的發電量在去年整體發電量的占比僅達 6％。

 

 

從發電量的變化趨勢來看，2015～2021 年期間，火力發電量占比都在八成以上。未來幾年，若再生能源發展未獲得爆發式的突破，在僅存的三部核電機組陸續除役後，火力發電占比持續攀升的情況恐怕難以避免。

 

臺灣現在的電力供給情況

經濟部能源局最新的資料顯示，2022 年 1～3 月全臺總發電量為 653 億度，與前一年同期相比增加了 10 億度。其中燃煤、燃氣、燃油的發電量分別占 40.8％、40.1％、1.9％，而核能、再生能源、抽蓄式水力發電的發電量占比分別為 8.4％、7.7％、 1.1％。此外，根據台電公司官網資料，全臺尖峰用電量在 2021 年 7 月 27 日刷新前一年的歷史新高，達到  3,884 萬千瓦（kW），到了當日尖峰時段時，為應付突發狀況的備轉容量為 395 萬千瓦，不過供電燈號還是綠燈，代表備轉容量率大於 10％，供電仍充裕。2022 年 4 月下旬的夏日炎熱氣候逐漸現形，4 月 29 日台電公司記錄的瞬時尖峰負載已達 3,637 萬千瓦，比較 2021 年同一時期最大值，淨增加量超過 400 萬千瓦，預估 2022 年夏天全臺尖峰用電量將有機會再創新高。儘管用電量不斷升高，同為提供臺灣基本負載的電力來源——燃煤發電與核電，占比合計 49.2％，與 2021 年同期的 54.6％ 相比，卻因為燃煤和核電機組均老舊退役，減少了 5.4％，其中煤電下降 0.6%，核電下降 4.8%。

臺灣用電量屢創新高，整體電力供給其實已連續多年呈現基載電力不足的情況。原本適合擔當中載供電、易於調度的燃氣機組被常態性納入基載行列，導致確切可供應於及時救援的備轉容量不足。因此在供電吃緊的狀況下，只要有中、大型機組出現無預警跳機，便會快速釀成全臺大規模停電。2022 年的 3 月 3 日大停電事故發生時，氣候仍屬初春，盛夏未至便已出現供電不足窘況，需要我們持續留意。在新增機組進度緩慢、備轉容量不足、用電量持續攀高的三重衝擊下，未來的供電挑戰勢必不可小覷。

 

臺灣未來的供電挑戰

當今政府針對 2025 年非核政策的供電規畫中，燃氣、燃煤、再生能源的發電占比分別為 50％、30％、20％，但從 2017～2021 年的數據可以發現，在核電逐步退役且再生能源開發進度遠不如預期的影響下，火力發電占比始終無法下降至 80％ 以下，而其中的燃煤發電的占比在這五年期間也從未下降至 44％ 以下，規畫目標可能無法達成。近三年各類能源的發電量與占比和各式再生能源發電統計（表一），可以發現總發電量持續成長，但由於核能發電量逐步下降，再生能源發電及化石燃料發電必須因此填補供電缺口，一旦兩者進展出現變數，便可能立即對供電穩定造成衝擊。

 

 

關於未來供電的穩定性，經濟部已於 2022 年初坦承，再生能源發電量確定無法在 2025 年達到 20％，必須下修至 15.2％。不過真實情況恐怕會比經濟部預期的更不樂觀，以 2021 年為例，經濟部原先估計再生能源發電占比可達 12％，換算成發電量約 300 億度，但實際達到的成績僅 174 億度，未達預估值的六成。在不到四年的時間內，若要達到 15.2％ 占比或  500 億度發電量，或許是不可能的任務。

接著從化石燃料發電方面來看，天然氣發電與燃煤發電 2021 年實際占比分別為 37.2％ 及 44.3％，因此為了達成 50％ 與 30％ 的規畫目標。台電公司在《110 年度長期電源開發方案》中已明列，2022 年將新增一部燃氣機組，2023 年開始更規畫每年新增兩部至三部燃氣機組至 2027 年，並且在期間持續除役老舊燃煤機組，未來也不再新增燃煤機組。由於燃氣的新增機組較除役機組的裝置容量高出許多，因此天然氣的進口量也必須配合並大幅提升。但臺灣現有兩座天然氣接收站營運量早已超載，無法滿足新增機組的需求，因此第三、第四、第五天然氣接收站何時完工、啟用至關重要。

不過在第三天然氣接收站因生態保育考量而實施外推工程後，完工期程必須展延至 2025 年。受此影響，大潭天然氣電廠 2022～2023 年預計新增的機組均無天然氣可發電；還有雪上加霜的情況——僅存的三部大型核電機組將從 2023 年 3 月起逐年陸續除役至 2025 年 5 月。雙重影響之下，從 2022 年開始的三年之內，臺灣都會處於供電極度吃緊的狀態。

面對如此巨大的挑戰，肩負供電重責的台電公司並非毫無準備。啟動電力交易平臺、增購汽電共生電力、加強需量反應以改變用電需求、老舊火力發電機組延役等方法都是可用的救急解方，甚至擴大宣導節電也有些微助益。但畢竟「巧婦難為無米之炊」，面對未來的用電成長以及 50％ 的天然氣發電占比目標，尚處環評階段的第四、第五天然氣接收站都必須準時完工，才能為規畫中的眾多燃氣機組供氣，徹底解決供電吃緊的難題。

對於高度依賴進口能源的臺灣而言，以「非核家園」為主幹的能源轉型政策，除了衝擊過往穩定的供電系統，也逐漸侵蝕既有的能源安全。過度躁進的非核與增氣減煤路徑規畫，既無法確保短期內的供電穩定，更無助於中、長期的電力發展及減碳目標的達成。主事者必須適時調整腳步，以免導致前所未見的經濟傷害。

 

註一：供電備轉容量是為了供應突發狀況所預留的可發電量，備轉容量率則是用於衡量每日供電的指標，大於 10％ 代表供電餘裕充足。

註二：汽電共生是一種能源再利用的技術，將工業製造時產生的多餘熱能用於發電，例如需要高溫的玻璃工廠，製造玻璃後剩下的熱能可以提供發電，電量可以再繼續供給工廠或賣回台電。

註三：水力發電分為抽蓄式和慣常式。慣常式水力發電屬於再生能源，是指河川或水庫的水經過壓力鋼管等水路設施送至發電廠，使水流衝擊水輪機轉動，並帶動發電機發電。而抽蓄式大致和慣常式的發電原理相同，但設有上池和下池，需要再使用抽水機將水重複抽取至上池利用，由於此操作必須用電，因此不屬於再生能源。

 

延伸閱讀

1. 經濟部能源局能源統計專區，https://www.esist.org.tw/Database。

2. 台電今日電力資訊，https://www.taipower.com.tw/tc/page.aspx?mid=206。

 

 

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本文轉載、修改自《科學月刊》2022 年 6 月