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【創新台灣】4.4 鼓勵工業區設立汽電共生廠及參與穩定供電

張國鑫/星元電力前董事長


圖片來源:AdobeStock


壹、問題意識


傳統的火力發電,利用煤、天然氣、油等作為燃料來產生高壓高溫的空氣或蒸氣來推動渦輪機與發電機產生電力,發電後的餘熱沒有回收,如台電較新的林口超超臨界燃煤機組,效率約46%。如果是天然氣發電,發電後的餘熱可回收變成水蒸氣來推動蒸汽渦輪機再發電,這種兩階段的發電方式叫複循環機組。如果是將這些發電後的餘熱水蒸氣供應給有需要的單位或工廠製程,這就叫汽電共生系統,因為餘熱有加以善用,效率至少52%以上,不但提高能源使用效率也節約能源。


台灣民間的發電量能,除了民營電廠(IPP)外,汽電共生廠是另一組大的發電力量。IPP發電只賣給台電,發電完全接受台電調度,賣給台電的電費會隨著燃料費調整,國際能源價格飛漲時不致於血本無歸。但是汽電共生廠賣給台電的躉售費率不會隨燃料價格調漲,以致燃料價格飛漲時,汽電共生廠盡量避免發電。這麼大的發電量能,當電力短缺時未必能全力投入發電,誠屬可惜。另外,在工業區設立汽電共生廠,有助於工業區的供電穩定、資源共享、空污管理並增強電網的穩定性。


貳、具體主張


一、獎勵工業區設立汽電共生廠:


台灣工業部門的電力消費占總用電的一半以上。根據能源局資料,2020年各部門電力消費比例是工業部門佔56%,將近是住宅部門用電 (19%) 的三倍。台灣大部分的工廠多在工業區裏,如果工業區裏有發電廠來提供工業區內的用電,工業區的電力系統就可以自成一個區域電網,這個工業區的用電來源不限於台電,就比較不會因電力系統出問題而受到影響。


例如新宇汽電廠於1999年729及921大停電時就發揮了作用,對竹科的供電可靠度有很大的助益。因為工業區的用電不全依賴電網,整個電網的負荷會隨著工業區的用電自發自用而降低,不但建制、維護電網的成本可以降低,電力因為輸送所造成的的損失也可以減少,整個電網的供電可靠性及穩定性也可以提高。


除了用電需求外,很多工業區的工廠在製程上也需要熱源,所以必須自己建置鍋爐來產生製程蒸汽及熱源。鍋爐的規格不一,燃料別也不同,所造成的空氣污染不易管理,無形中製造了一些不可控的固定污染源。如果在工業區內建制汽電共生發電廠,工業區的用電和熱源的需求可以由建制的汽電共生廠來提供。


汽電共生廠所發的電除了供工業區使用外,剩餘的電可以注入電力系統賣給台電,增加電力系統的供電量。而工業區內製程所需要的熱能由汽電共生廠統一供應後,這些需要熱能的工廠就不需要再自己建置小型鍋爐,可以提升效率、減少碳排,且亦可節省鍋爐的設備費和維修費,汽電共生廠所產生的熱氣可作為共享的資源,此即先進國家推動節能減碳常見的 Energy Park。


站在環保的觀點,汽電共生廠的設立讓空氣污染的管理更有效率,空氣的品質也可以獲得實質的改善,因只要管理好這些汽電共生廠的空氣污染,不用去耽心那些原有鍋爐所造成的污染。當電力系統缺電時,這些汽電共生廠也可以當救援投手幫忙供電穩定,避免缺電而引起民生不便、對經濟造成損失。而新設汽電共生廠的裝置容量也提高了整個電力系統的備轉容量。


其實台灣政府曾一度鼓勵汽電共生廠的設置。1987年國內電力開始出現短缺,為引進電力市場競爭機制,提升發電端效率,且同時解決缺電及限電危機、降低台電負載需求及穩定電力供應,政府致力於推動電力大用戶設置汽電共生廠生產熱氣和發電自用。1988年7月15日政府頒布了「汽電共生系統推廣辦法」,針對汽電共生系統符合有效熱能比率不低於20%,總熱效率不低於 50% 者,得向經濟部能源會申請登記為合格汽電共生系統,並享有加速折舊、投資抵減、低利融資貸款、天然氣價優惠、售電優惠、購電優惠(備用電力)等多種獎勵優惠措施。


依「汽電共生系統推廣辦法」台電公司以優惠價格收購合格汽電共生系統裝置容量百分之二十範圍內之餘電,其餘百分之八十部分則按避免成本收購,確實激勵國內各行業別之工商用戶設置汽電共生系統,以響應政府節能政策推動並保障其汽電能源的穩定供應。截至2004年底為止,台灣合格汽電共生廠總共有95家(其中出售電力者佔61家),總裝置容量達到713萬瓩,約佔當年全國電力系統總裝置容量的17%。


經濟部後來於2002年9月4日廢止「汽電共生系統推廣辦法」並發布施行「汽電共生系統實施辦法」,取消融資優惠及租稅減免並陸續修訂收購餘電費率,而環保法規也趨嚴。這一連串的修法讓有濳力的產業界無意願新設高效率的汽電共生廠,而且餘電收購費率也一再調降,讓既有的汽電共生廠不願意多發電賣給台電。


二、汽電共生廠的燃料別與國安


目前台灣的汽電共生發電機組,仍以煤為主,其燃料佔比為64.76%。燃煤汽電共生機組必須面對中央和地方減煤的環保要求,這些減煤政策讓運維成本增加並對汽電廠的長期經營增加一些不可控因素。


狹義來看,燃煤汽電共生機組確實比燃氣機組有比較高的碳排,但是汽電共生廠的設立則有助於整個工業區的空污管理。而且燃煤機組的燃料安全儲量在40天以上,遠比天然氣只有10天的安全儲量要高很多,若台灣海峽因故被封鎖,維持一定的燃煤汽電共生機組有助於工業區的供電穩定和國家安全。另外燃煤汽電共生機組可以混燒廢輪胎的膠片,幫忙解決廢輪胎回收的問題,有助於環保。


以燃料別來説,對於天然氣管線沒有問題的工業區,新設的汽電共生廠以燃氣為主,對於建制燃氣汽電共生廠有實質困難的工業區,政府應該在符合環評要求下准於設立。同時政府也應該體認到維持一定比例的燃煤汽電共生廠有助於工業區的供電穩定、空污管理,而在燃料別的要求上要考慮到電源端的發電效率,讓燃煤汽電共生廠有生存的空間。


三、鼓勵現有的汽電共生廠協助穩定供電


參考台電網站公布2021年1~9月之電力供需統計資料,汽電共生系統餘電貢獻約40億度之供電,約佔台電發購電總量的2.1%,而2021年汽電共生業者之總裝置容量約達6500MW,仍佔整個電力系統裝置容量很高的比例,當電力系統缺電時,如果現有汽電共生系統願意加入供電行列,對於國家的供電穩定可以有很大的幫助。


基於能源效率的優勢,汽電共生業者一般在尖峰時段盡量提高機組出力,除了滿足製程生產的汽電需求外,尚有餘電可以售予台電。離峰期間因汽電共生廠的發電成本高於台電的躉售電價,汽電共生廠會因商業考量而適度降載,必要時以向台電買電來滿足用電需求。


為鼓勵汽電共生業者於電力系統供電緊澀期間,願意發電協助供電穩定,經濟部於2016年4月20日增訂實施辦法第12條之2,允許台電可於電源不足時,以優惠價格,緊急增購汽電共生業者餘電,並放寬緊急增購期間總熱效率管制,鼓勵業者全力提高發電量,協助供電。


台電公司依據經濟部修正後的實施辦法,訂定緊急增購合格汽電共生電能措施,於2016年5月26日獲經濟部同意備查,於系統預估備轉容量率低於6% 時開始向汽電共生廠增購電力,同時鼓勵汽電共生業者於尖峰、半尖峰及週六半尖峰時段增加發電,並以高壓或特高壓三段式時間電價的半尖峰優惠價格收購。


台電近期又通知汽電共生廠2022年6月9日至7月31日的緊急增購合格汽電共生電能措施實施時段由原15:00~21:00時修正為全時段(週一到週日00:00~24:00)。可見電力系統隨時都有可能需要汽電共生廠幫忙穩定供電。


但台電通知2022年6月9日至7月31日的緊急增購合格汽電共生電能措施實施辦法時,汽電廠是否有增加發電的比較基準點是2020年同期的發電量。對於2020年度於夏季尖峰、半尖峰及周六半尖峰皆為全載運轉的汽電共生廠,既使全載發電也無法發出比「比較基準」更多的電,無法參與緊急增購電力的優惠。緊急增購實施辦法如果不符合實際情況,日後台缺電時,此緊急增購方案能獲得多少汽電共生廠的配合,恐有疑義。


近期因國際煤價及運費等飛漲,致使汽電共生業者發電成本已遠高於躉售台電電價。以國際煤炭供應現況為例,Argus指數(印尼煤 5,000kcal/kg GAR)由2020年12月US$ 55.612的價格上漲到2021年10月22日的US$ 210.36,漲幅高達3.78倍,波羅地海的航運指數漲幅也高達3.08倍。


另外,燃煤機組各項空氣污染防治設備所使用的原料價格也大幅上漲,導致燃煤汽電共生發電成本居高不下,每度純煤發電成本遠高於汽電共生餘電躉售價格,汽電共生廠降低虧損的作法是於半尖鋒時段運轉時僅以能滿足能源用戶需求、發電量達到不必使用台電電力,但不願多發電躉售台電。


如果緊急增購電價方案讓業者必須賠錢發電,業者能否配合台電提升發電機出力來支援,台電恐待考量。且汽電廠於離峰時段增加轉供客戶購電,導致台電系統基載電力不足,加劇電力短缺現象,甚或需要以更高成本的機組發電來補足,反而造成台電供電成本增加。


參、政策建議


經濟部於2002年廢止「汽電共生系統推廣辦法」也許有其時空背景,但隨著台商回流,工業用電增加,在工業區增設汽電共生廠可以架構穩健的區域電網、有效管理工業區的空氣污染並達到汽、電資源共享,政府應鼓勵工業區設立汽電共生廠。


現有的汽電共生業者當年是配合國家政策而建置的,於國家用電吃緊時,理應能全力投入發電行列,為供電穩定貢獻一份力量。但是礙於成本考量和政策及配套法規的阻礙,汽電共生業者對於緊急用電增購的配合態度相形保守,以致不易協助舒緩供電短缺。


台電想省錢以低價向汽電共生業者增購電力的結果是造成台電整體供電成本增加和危及供電穩定。為避免汽電共生多餘的發電量閒置,台電的增購電價要能反映汽電共生業者發電成本,並要比照民營電廠(IPP)的購售電合約反應燃料價格,即時滾動式調整收購合格汽電共生系統餘電的購電費率電價,鼓勵汽電共生系統於供電緊澀期間加入供電行列、充分發揮其功用。

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