台灣台電供不起台積電

台灣台電供不起台積電

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問大家一個問題:世界上最浪費的建築工程是什麼?

如果你進行搜索,得到的答案很可能是羅馬尼亞議會宮,這座造價約241億人民幣的議會大廈,70%的房間沒有使用。不過,它不是。

那麼是號稱造價800億美元的迪拜世界島(the word islands)嗎?

也不是,至少現在還不是。

答案是隸屬於台灣省台灣電力公司(以下簡稱台電)的「核四」,直接投資2838億新台幣(約合652億人民幣)!

核四之殤

眾所周知,民進黨一向以「原諒色」為標誌,且自詡為「綠色執政,品質保證」。這個「綠」,就是反核四、甚至是反核的綠。而提到核四,就不得不説民進黨和民進黨的能源政策,要了解民進黨的能源政策,就一定得看下面這個時間表:

(科工力量提供)

以上三個時間點,決定了此後35年民進黨的能源政策。

核四,全稱第四核能發電廠,位於台灣省台北縣貢寮鄉,裝備兩台先進沸水堆(ABWR)機組(知識點,下邊會考),總裝機容量2700MW,開工時間是1999年,完工時間……好像完不了工了。

全台共有四個核電廠,也就是大家熟知的核一、核二、核三和核四。核四的興建計劃,從選址開始就引起當地居民的強烈反對,之後又發生了影響深遠的切爾諾貝利事件,這也成為民進黨的有力武器,以至於我們聽過的連台灣很多明星都紛紛喊出的「我是人,我反核」的口號,感興趣的可以搜一下當年是誰支持這個口號,有驚喜。

台灣自1978年開始,陸續建了核一廠(BWR沸水堆)、核二廠(BWR沸水堆)、核三廠(PWR壓水堆)。1999年,台灣開工建造核四,卻在次年被上台執政的陳水扁當局叫停。2014年4月15日,民進黨的悲情人物、前主席林義雄開始以「無限期絕食」的行為,要求時任領導人的馬英九停建核四,繼而推動了當年4月27日的「反核大遊行」。遊行當天下午,馬英九宣佈封存核四。

從此,前後花費將近四千萬新台幣的核四,就正式邁入了「爛尾」的行列,並且高居世界榜首。這還不算完,核電的封存不像火電和風電,為了維持堆芯和附屬組件的安全,每年還要花費13億新台幣來做基本保養工作。

2018年7月5日,又是一個有意思的日子,為了落實「非核家園」的口號,民進黨當局指示台電把核四的一批燃料棒偷偷運往美國,並於2021年3月28日將最後一批燃料棒運走,至此,核四基本沒有重啓可能,爛尾爛到了極致。

拋開政治考量,僅就技術上分析,台灣的反核有如下的問題:

1. 反核為什麼要反核四?實際上核四作為先進沸水反應堆(ABWR),減少了放射性廢物量、採用內置泵以及改進堆芯等設計,其安全性是要高於核一和核二的沸水反應堆(BWR)的。2014年反核四的原因之一——日本福島地震造成三台裸露堆芯的1#、2#、3#機組類型和台灣的核一廠、核二廠的類型一致(BWR3-BWR4).一句話總結就是放着新的、更安全的不用,一直用老的、相對不安全的機組,就是這麼神奇。

2. 台電財務風險。台電公司2021年預算報告顯示,總資產預計2.26萬億新台幣,資產負債率85.52%,僅就初投資和運維費用而言,如果把核四整體計提虧損,台電公司將資不抵債。

3. 核四封存後,有人做了這樣一張預測圖作對比,圖中顯示,2025年台灣的備用容量是負的。屆時,台灣除了限電將別無他法。

(科工力量提供)

缺愛的電,缺電的網

那麼,台灣到底缺不缺電?

「台灣不缺電,國民黨把電藏起來了」,這是常能從民進黨和台灣反核人士口中聽到的話語。在這裏,我不妨也呼籲一下,國民黨請把你們藏電的技術拿出來!因為按照民進黨的説法,你們應該是掌握了電能大規模存儲的技術,如此之大量的電能儲存,超過最先進水平至少50年,所以請為全人類做個貢獻吧。

説回台灣大停電,自蔡英文上台以來,台灣已經發生了3次大停電,而且2021年5月13日停電和18日僅僅隔了五天。那麼問題來了:為什麼停電?

這裏我們分別列舉事故原因:

1. 台中大潭電廠:2017年8月15日,一名中油員工,一名外包員工,在檢修的過程中違規操作,造成中油天然氣輸送管道閥門關閉,大潭電廠6套聯合循環(CCCP)機組集體跳機,一下子缺電4300MW。實際上大潭電廠還有更大的隱患,就是台中港到大潭140公里長的海底輸氣管線,這裏就不想詳述了,只是認為設計缺陷頗多。

2. 高雄興達電廠:2021年5月13日,裝機容量4326MW的高雄興達電廠5月13日由於工人誤觸隔離開關,導致全台大停電,興達電廠三台機組跳機。

3. 2021年5月17日,台電公司聲稱,由於台灣旱情嚴峻,大甲溪水電廠缺水導致發電量減少46%,當天發電量甚至減少至裝機容量的7%,因此導致分區限電,限電户數達到66萬户。

以上三次停限電,實際上都説明了同一個問題:台灣缺電!

首先台灣電網本質上是一個孤島電網,台灣全年尖峯負載約為37070MW,相當於北京和天津的最高負荷總和。電網的負荷就像春運,列車多了平時用不上,少了又不夠用,而像德國這種大陸國家,可以連接周邊國家的電網進行實時調度,台灣電網沒有和任何區域內其它國家和地區的電網相聯。而電網本身由於其負荷每時每刻都在變化,都是在暫態運行,從一個暫態過渡到另一個暫態,如果過程中影響因素的權重越大,暫態的穩定性越差,也就越容易跳機。北美電力可靠性委員會(NERC)推薦備載容量為15%,然而台灣電網在進入夏季後,備載容量經常性地維持在相當低的程度,如5月19日台電的備載容量是6.86%。

與此形成鮮明對比的是海南電網,2007年始建的北起廣東湛江500千伏港城變電站,南至海南澄邁福山變電站,一舉使海南電網擺脱了孤島運行,成為國網的一部分,大大提高了其穩定性,並且現今的海南電網仍在不斷升級。

(科工力量提供)

上圖是最新的台灣能源構成。根據民進黨當局和台電的計劃,「台灣2025非核家園」核電的份額全數被燃氣發電和可再生能源替代,並且再生能源的比例要提高到20%。民進黨當局既要在2025年建成「非核家園」,又承諾在2030年減少20%的碳排放、2050年減排50%,而廢核後出現的電力缺口得靠火電廠補足,甚至在過往電力吃緊時,台灣中油已停爐的自備電廠還有部分應急柴發都被拿過來發電。

根據台電統計資料,截止2021年3月底,台灣全島共建成5768MW光伏發電,625MW風電。這裏要科普一下,風力發電的啓動風速一般為2.4-4m/s,並在風速高於20-25m/s停機,以保護髮電機。也就是説,在風速範圍低於2.4m/s和高於25m/s的時候,常規風力發電機是不發電的。

下圖是過去一年內台電公司風電發電量:

(科工力量提供)

那麼太陽能呢?太陽能在晚上不能發電,陰天下雨也不行,可是台電高層一直在説:最缺的、就是晚上的電!

根據台電所提供的數據,以及民進黨的能源計劃,筆者做了一個2025年左右台電的能源構成預測:

(科工力量提供)

根據圖中數據,我們再算一次:燃氣53%+再生能源20%=83%,而台電的報告説電網的年備載容量「多為」10%,那我們就按10%算(雖然我不信,因為「多為」這個詞根本沒有統計學意義)。目前台灣能源燃料98%以上依賴進口,而天然氣的特點就是貯存時間短,台灣又是完全依靠LNG船運供應發電用天然氣。新能源中光伏發電是晴天電多陰天電少,夜晚供電為0;風力發電冬季多夏季少,白天多夜晚少。有意思的是,台電官網有這麼一句話:「台灣東北季風強盛,每年 1-3 月及 10-12 月的發電量約佔整年度之 70%,相較之下夏季用電高峯(4-6月)恰是風資源最弱季節」。也就是説,假如颱風圍繞台灣,或者連續陰雨天,或者連續低氣壓,或者連續高温夜晚,或者台灣島被封鎖,台灣電網將毫無懸念地不斷掛掉。

何況台灣還有個電老虎:台積電。2019年公開數據顯示,台積電一年的耗電量是143.3億度電,比5年前增加了54.12億度電,也就説在這5年裏台積電電量平均年增長率為12.5%。整個台灣地區2019年的總髮電量為2400億度,如果台積電所有的廠區都在台灣,台灣只能勉強供電給台積電。台積電造的每一顆晶片需要經過3000多道工序才能完工,而這3000多道工序需要一直維持恆温、高壓等各種複雜環境,並且台積電一直在引進EUV光刻機這個用電大户。這一切都需要電,造的晶片越多越高級,用的電就越多。

台電公司目前已核准四個電廠的擴建計劃,共新增11套燃氣聯合循環機組(CCCP),這樣我們就能看到一個有意思的現象:民進黨一邊喊着台灣不缺電,一邊花大價錢建火電廠,用他們很喜歡的日式梗總結就是:「口嫌體正直」。

台灣「駐日代表」謝長廷説過一句實話,日本人曾問台灣非核家園目標不會缺電嗎?他回説「絕對不會,但電從哪裏來,還不知道」。而台灣的停電事件,未完待續……

本文由《香港01》提供

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