臺灣電,哪裡來(一) 臺灣電力發展進程與比較 Power Generation– Variety and Comparison

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臺灣電,哪裡來(一) 臺灣電力發展進程與比較
Power Generation– Variety and Comparison

臺電公司核能技術處策劃組長 陳怡如

現代生活若缺乏電力,人類社會的運作可能就要停擺。如何發現、擷取能夠永續供應的能源,也是各國努力解決的問題!而臺灣在電力發展的軌跡,又是怎麼開始的?

臺灣電力開發史的各項第一

第 $$1$$ 個燃煤火力:清光緒14年(西元1888年),時任臺灣巡撫的劉銘傳在台北市創立「興市公司」,裝置小型蒸氣燃煤發電機,以低壓供應照明,雖然為時僅月餘,然在我國電業史上,卻為國人自辦電業之濫觴。

第 $$1$$ 個水力電廠:到了日治時期,1904 年日本政府於龜山完成發電廠興建,為臺灣地區水力發電之始。隨後陸續開發,並於 1919 年成立臺灣電力株式會社,著手進行日月潭水力發電工程,至民國 33 年,全台發電總裝置容量為 $$32.1$$ 萬瓩。

第 $$1$$ 個燃氣火力電廠:而臺灣第一個燃氣火力發電廠於民國 44 年在南部成立,一開始,營運所裝置三部汽輪機組及三部氣渦輪機組,總裝置容量約 $$30$$ 萬瓩,以供應高雄地區的電力。這三部氣渦輪機組及三部汽輪機組已分別於民國 72 年及民國 82 年屆齡退休。

第 $$1$$ 個燃油火力電廠:臺灣第一個燃油火力電廠設於大林。大林電廠原本裝置 $$2$$ 部燃煤機組,$$3$$、$$4$$ 號機則建置燃油機組,已於 62 年商轉。

第 $$1$$ 個核能電廠:核能電廠是推動臺灣經濟成長十大建設之一,核一廠 $$1$$、$$2$$ 號機分別於民國 67 年、68 年商轉,開啟核能發電的新紀元。

第 $$1$$ 個風力發電廠:臺灣第一個風力發電廠設置於海風終年吹拂的澎湖。澎湖中屯風力機於 2001 年商轉;而民間最早的商轉風力發電廠為雲林麥寮的台塑六輕,於 2000 年 12 月啟用。

第 $$1$$ 個太陽能發電廠:太陽能發電在臺灣最早是在台電綜合研究所,發電量有 $$20.00$$ 峰瓩 $$(kWp)$$ 及台北市區處,其發電量為 $$20.16$$ 峰瓩 $$(kWp)$$ 皆於民國 91 年商轉。

發電的輸出功率單位是瓦特(watt) ,通常 $$1000$$ 瓦以 $$1$$ 瓩表示,$$1,000,000$$ 瓦以 $$1~MW$$ 表示,再生能源因出力不穩定、依日照情況而有不同。而所謂峰瓩是指大約正午時陽光照射量下的太陽電池輸出功率。比如在攝氏 $$25$$ 度時,以 $$1,000~W/m^2$$ 強度的陽光,光譜為 $$AM~1.5$$ 的照射下,可輸出 $$1$$ 瓩電力之太陽電池容量,稱為 $$1$$ 峰瓩。

從上述的歷史軌跡可以看出,缺乏自產能源的臺灣,得不斷廣納各種發電方式以提供國人充足及價格合理之電力。

各種發電方式優缺點之比較

優點 缺點

化石能源

燃煤
  1. 價格便宜、發電成本低
  2. 煤的儲藏量很豐富
  3. 運送比較容易
  4. 建廠成本不高
  5. 廠址所需之土地不大
  6. 目前排煙脫硫做得很好,但仍會排放二氧化碳,影響空氣品質。
  7. 煤體積大、運送及貯存過程,一不小心會有粉塵。
  1. 目前排煙脫硫做得很好,但仍會排放二氧化碳,影響空氣品質。
  2. 煤體積大、運送及貯存過程,一不小心會有粉塵。
燃氣
  1. 建廠時間短
  2. 排放的二氧化碳比煤少
  3. 可作尖載發電、調度很快
  4. 成本較高
  5. 在運送和貯存時,一不小心漏氣就有危險
  1. 成本較高
  2. 在運送和貯存時,一不小心漏氣就有危險
燃油
  1. 容易開採,例如中東石油每天可開採約一萬桶。
  2. 容易運輸,且安全性頗高
  3. 也會排放二氧化碳
  4. 世上產石油國家不多、全球蘊藏量不豐
  5. 中東產油國政治不穩,影響石油供應量。
  1. 也會排放二氧化碳
  2. 世上產石油國家不多、全球蘊藏量不豐
  3. 中東產油國政治不穩,影響石油供應量。

低碳能源

核能
  1. 建廠所需土地不大,但需建在海邊或河邊。
  2. 不會排放二氧化碳
  3. 不會有煙、粉塵汙染空
  4. 機組很大、可發出很多電,而所需燃料很少。
  5. 可靠度高,不受氣候影響
  6. 產生的廢棄物的量很少
  7. 處理核廢料的費用很高
  8. 除役所需時間長、費用高
  9. 核能事故風險。放射物質若不小心排放到環境中,對人、生物、環境造成傷害的影響時間很長
  10. 環保意識高漲,反核人士抵制
  1. 處理核廢料的費用很高
  2. 除役所需時間長、費用高
  3. 核能事故風險。放射物質若不小心排放到環境中,對人、生物、環境造成傷害的影響時間很長
  4. 環保意識高漲,反核人士抵制

再生能源

水力發電
  1. 清潔、無污染。
  2. 營運成本低,效率高,目前技術已成熟。
  3. 可按需求供電。
  4. 取之不盡、用之不竭、可以再生。
  5. 可控制洪水泛濫
  6. 可提供灌溉用水,有附加價值
  7. 可改善河流航運
  8. 其相關工程同時可改善該地區的交通、電力供應和經濟情況,可發展旅遊業及水產養殖葉,帶動整體的經濟發展。
  9. 生態破壞:導致大壩以下水流侵蝕加劇,造成河流的變化及對動植物的影響等。不過,這些負面影響是可預見、並可減少的,如水庫效應。
  10. 需築壩移民等,基礎建設投資大。
  11. 降雨季節變化大的地區,雨量不足,發電量會變少甚至停發電
  1. 生態破壞:導致大壩以下水流侵蝕加劇,造成河流的變化及對動植物的影響等。不過,這些負面影響是可預見、並可減少的,如水庫效應。
  2. 需築壩移民等,基礎建設投資大。
  3. 降雨季節變化大的地區,雨量不足,發電量會變少甚至停發電
風力
  1. 沒有燃料問題。
  2. 不會產生輻射與二氧化碳等公害。
  3. 取之不盡,用之不竭,沒有能源危機。
  4. 建造費用低廉,較水力、火力或核能發電廠的建造費用便宜很多。
  5. 風力不穩定,風力和風向常改變,能量不集中。
  6. 發電成本過高。
  7. 噪音大
  8. 對生態、景觀造成破
  9. 風小發電量不足,風大也不能用來發電,發電量不足,難以供應都會區需求
  1. 風力不穩定,風力和風向常改變,能量不集中。
  2. 發電成本過高。
  3. 噪音大
  4. 對生態、景觀造成破
  5. 風小發電量不足,風大也不能用來發電,發電量不足,難以供應都會區需求
太陽能
  1. 太陽能雖免費,但架設成本高。
  2. 太陽能本身雖不排放二氧化碳,但太陽能板會有汙染。
  3. 太陽能板可設在偏遠地區,但相對的電網費用會變高
  4. 可用於計算機等低耗電設施
  5. 蘊藏量很大
  6. 只有白天、晴天才有陽光
  7. 成本昂貴
  8. 發電量不足應付電力需求
  9. 佔地需求大
  10. 若用太陽能來充入電池,電池也要貯存空間
  1. 只有白天、晴天才有陽光
  2. 成本昂貴
  3. 發電量不足應付電力需求
  4. 佔地需求大
  5. 若用太陽能來充入電池,電池也要貯存空間

世界上並沒有完美的選項,各國需依據自己的情況來衡量,找出最合宜的能源組合,包括臺灣!

連結:臺灣電,哪裡來(二) 臺灣需要哪種發電方式

參考資料

  1. 台電網站發電處之下各水火力電廠之資料
  2. 台電再生能源處提供之風力、太陽能發電之資料

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