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窒息迴圈:你的空氣是怎麼搞髒的?

焦點事件記者林靖豪報導

時序進入五月,天氣開始逐漸炎熱了起來,轉眼間,今年的夏天就要來臨。不過,今年夏天比起往年,多了一絲緊張的氣息,從總統府到經濟部,政府官員們上緊發條,準備面對今夏「缺電危機」的考驗。

然而,政府面對缺電危機的策略,卻製造了更嚴重的「空污危機」。從年初大潭電廠環評案中,面對增加空污量的質疑下,新的兩台機組強勢闖關1762-003;到4月雲林縣環保局展延六輕內汽電共生廠許可證1762-004,空污問題,成為今年前半年備受矚目的環境議題。

「缺電危機」VS.「空污危機」,似乎成為這一系列爭議的主調,要「電」,還是要「乾淨空氣」,我們真的只能在這兩者之間選擇嗎?在回答這個問題之前,我們有必要先來討論到底什麼是「缺電」。

缺電是什麼意思?

如果用一句話簡單的說明什麼是缺電,就是一年當中,用電量最大的時候所需要的電量(尖峰負載),超過發電系統能夠發出的最大電量(尖峰能力)。

而台電用來估計台灣是否會面臨缺電危機的指標,叫做「備用容量率」和「備轉容量率」,兩個概念差不多,備用容量指的是「系統淨尖峰能力」減去「系統尖峰負載」,也就是發電系統能夠發電的極限,減掉用電需求最高的一小時的發電量,將備用容量除以尖峰負載,就是備用容量率,也就是我們有多少比例的備用的電力可以在用電需求最高時用來因應不時之需。而備轉容量率是用來衡量每天的用電負載程度,概念和備用容量率一樣,只是把系統的尖峰能力,在扣掉當天因歲修、保養或其他因素不能運轉的電廠扣掉後,換成當天的尖峰能力。

搞清楚這些概念後,我們先來看看歷年台灣的用電負載程度:

 

從上面這張圖,我們看到兩條不斷往上走的曲線,黑色的是「淨尖峰能力」,也就是發電系統最多可以在一個時刻發出多少電,這條線從1980年代就開始不斷上升,在2007年左右成長開始趨緩,近幾年來微幅的下降。另一條綠色的線是「尖峰負載量」,指的是當年用電需求最高時的發電量,這條線同樣從1980年代就不斷上升,在2007年左右成長趨緩,但並沒有往下降,倒了近幾年反而上升幅度還高了一些。

所以,從歷年的數據來看,台灣在這四十幾年來,用電需求與用電供給端兩端都不斷上升,而當用電供給趕不上用電需求時,也就是兩條線越來越接近的時候,就會發生缺電危機,這兩年就發生了這樣的現象。

從這個角度而言,我們不能把缺電危機看成是單一時間點上的問題,而應該把缺電危機看成長期存在的「狀態」,或一個隨時可能爆發的風險,也就是只要發電能力的成長速度相對用電需求的成長速度而言慢了下來,隨時都可能會面臨缺電危機。

「缺電危機」驅動發電量不斷成長

一直以來,對於缺電危機,政府重視的問題是如何提高淨尖峰能力的問題,也就是蓋電廠的速度不能被用電增加的速度追上,我們先來看看以下這張台灣歷年發電裝置容量變化的圖:

 

近45年來,台灣發電的總裝置容量從1,186.9萬瓩,上升到4,213.3萬瓩,成長將近四倍,而在各種發電方式中,又以火力發電上升的量最多,速度也最快,從723.6萬瓩,上升到台電加民營電廠共3,006.5萬瓩。

而面對目前的缺電危機,政府的理解與解決的策略與過往並無不同,從總統府到經濟部、台電,強調的都是「怎麼不讓發電的裝置容量下滑」,以及「怎麼提高裝置容量」。從大潭電廠「緊急」環評闖關,到擴大核二廠一號機燃料棒儲存池的容量,再到經濟部介入協調雲林縣環保局對六輕內汽電共生廠的許可證展延申請,都可以看出政府的邏輯。

但是在這樣的問題設定之下,長期被忽視的另一個面向是尖峰負載不斷成長的趨勢,也就是用電量不斷提高的現象。尖峰負載指的是一年中最高的一小時的用電量,那麼我們每年總共用了多少電呢?讓我們看看以下這張台電歷年售電總量的圖:

 

「電燈」和「電力」的區分是台電用來計算不同電費的分類,簡單而言,「電燈」指的是住宅的用電、小商家用電與公共設施的電燈,「電力」指的則是農業、工廠等生產場所或政府機關、學校、醫院、銀行等非生產場所的用電。

從1982年至今,台電每年的總售電量從38,156百萬度,成長到212,531百萬度,等於是增長到原來的5.57倍,用電量上升速度自2000年代後半段開始趨緩,但仍不斷成長,而「電力」的部分約占總用電量的70%,也就是大部分的用電需求壓力是來自「電力」部分的。

誰是用電大戶?

 

電力消費占比最高前五名的排序是:

  1. 電子業,占31.4%左右;
  2. 金屬基本工業,即煉鋼、製鋁、製銅等產業,占7.8%左右;
  3. 化學材料製造業,包含基本化學材料、人造纖維、合成樹脂、塑膠、橡膠的製造,占5%左右;
  4. 金屬製品製造業,即各種金屬製品、模具等的製造,占4.8%左右;
  5. 社會服務業,也就是公務機關、國防事業等,占4.7%左右。前五大用電行業的用電量就超過總電力消費的五成。

電子業也是近年來用電成長最高的產業,1998年電子業的用電量僅9,174百萬度,到了2016年,已增加至46,667百萬度,等於是增加到18年前的五倍。

發電供給端解決缺電問題:供需兩頭製造空污

談了這麼多的電力問題,讓我們再把焦點拉回空污。在用電量不斷提高帶來的缺電壓力下,政府不斷增加發電廠,特別是火力發電廠,這帶來了嚴重的空氣污染問題。我們先看看發電業到底帶來哪些空污:

 
 
 

發電業在硫氧化物的排放量上是各排放源中最高的,占了36%;在氮氧化物的排放量上排名第二,占17.3%,僅次於陸上運輸業;在PM2.51762-001的排放量方面,占3.9%,排名第十。

就目前普遍的研究而言,硫氧化物、氮氧化物都是會刺激呼吸道、損害肺部的污染物,也是造成酸雨的原因,而這兩種物質也是PM2.5的前驅物,在空氣中經化學作用與光化反應能轉變成PM2.5,也就是說,雖然發電業在PM2.5排放的數據,並非最高,但其氮氧化物與硫氧化物的高排放量,也無法忽略其在PM2.5排放上的「貢獻」1762-002

在用電量上居首位的電子業,雖然表面上的空污排放量不大,其對空污的「貢獻」,是轉嫁到發電業的高排放量上了,至於用電占比第二高的「金屬基本工業」,與第三高的「化學材料製造業」同樣也是空污排放的大戶,兩者共計排放22.6%的硫氧化物,9.8%的氮氧化物,5.8%的PM2.5。

也就是說,以不斷追逐用電需求的成長當作解決缺電問題的方法,最終就是以空污製造更多空污。

面對空污 我們需要重新理解「缺電」 正視需求端解決的方案

回到我們最初的討論,「缺電危機」VS.「空污危機」這個看似二選一的命題,其實是台灣政府長期以來,只從發電「供給端」看待缺電的結果;不斷以污染的發電,追逐污染工業的需求,造成了一個「窒息的迴圈」;從用電需求端理解缺電危機,同時減少發電產生的空污,與用電產業製造的空污,是突破這個二選一命題的關鍵出路。

然而從目前的情況看來,這種出路,落實的可能仍很困難,缺電與空污的矛盾,恐怕還要持續非常多年。根據台電2016年的長期電源開發方案,在未來的十年內,燃煤電廠將增加310萬瓩,燃氣電廠將增加1,208.4萬瓩,在政府繼續採取以增加發電裝置追逐用電需求成長的思維下,空污防制的措施恐怕將受到很大的限制。

而若政府不從減低或至少不增加用電需求的角度切入,面對中南部空污的重大爭議,包含未來六輕台塑化汽電共生及麥寮電廠的許可證展延、禁燒或減少六輕燃煤許可量等議題上,恐怕也難以期待政府能夠做出改善空污問題的作為。

註解
  1. PM2.5,指的是空氣中小於或等於2.5微米(μm)的懸浮顆粒(particulate matter),這些顆粒小於10微米(PM10)時,可被人吸入,而PM2.5可以在空氣中停留很長的時間,隨時會被人體吸入,沉積在呼吸道、肺部,帶來病變,也會增加人體罹患心臟病、癌症的機率。(參考

  2. 在人類活動製造的PM2.5中,可分為「原生性」與「衍生性」兩種產生方式,其中交通運輸、火力發電、工廠‥等燃燒不完全產生的有機碳,是「原生性」的PM2.5;而在這些活動中,排放出來的硫氧化物、氮氧化物等,受到日照(光化作用),也會產生硫酸鹽、硝酸鹽及有機碳等「衍生性」的PM2.5。(參考

  3. 大潭電廠原訂2019年商轉的複循環燃氣機組,由於要面對未來三年的「缺電危機」,改以兩座PM2.5排放量高於原計畫的「單循環機組」取代,今年(2017)年1月,這個大幅變更原計畫,應該重作環評的案子,在環保署僅以「環差」過關,引起環團強烈的抨擊。
    參見:2017/01/16 〈電廠環評不過導致缺電? 環團:台電能力才是缺電主因〉、環資〈14天就翻案 大潭電廠「緊急」過關 詹順貴:我丟臉〉。

  4. 台塑石化六輕燃煤汽電共生機組操作許可證到期,雲林縣政府以台塑展延許可的申請,對空污的評估不足,也缺乏未來禁燒生煤的因應計畫,遲不同意展延許可(參考)。
    2017年4月中旬,行政院緊急介入協調,17日,雲林縣環保局核發操作許可證,據報導,在協調時,行政院副院長林錫耀的態度為「政院大原則是空污要改善,但不能影響供電穩定,在兼願二者政策下,由雲林縣府決定許可證展延內容」(參考)。
    維持六輕汽電共生設備對台電的售電,舒緩缺電危機,顯然是政院的重要考量。經過此番周折後,雲林縣政府同意許可展延,數張許可證展延的期限,都在1至2年間(參考)。