緊急時期能源與電力供應韌性 確保政府與社會持續運作
2022.02.25
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壹、新聞重點
台灣美國商會（The American Chamber of Commerce in Taiwan, AmCham Taiwan）公布《2020年商業環境評估》（2022 Business Climate Survey）對台灣政經環境展現信心，但也表達對電力供應與「電網韌性」(grid resilience)的高度關切，[1]凸顯臺灣電力供應的重要性。
由於我國基於核廢儲存的國土安全問題，及二氧化碳減排的考量，電力轉型的政策確定停止發展核能電力、提高天然氣以及風力、太陽能等「再生能源」發電比例，此對確保國土環境安全以及減少「碳足跡」以提高出口競爭力至為重要，然而轉型過程的系統潛在風險造成部分產業人士的擔憂。
此外，電力為現代社會基礎功能運作之所需，在遭逢戰時或大規模天災等緊急狀態時，能源與電力供應至為重要。首先在確保「政府持續運作」（continuity of government, COG）以維持政府職能發揮，同時維持民生部門的民眾基本生活、進而維繫「產業持續運作」（business continuity）。而核心就在提昇電力供應的韌性，滿足的安全目標依序為政府∕軍事持續運作、民生部門、醫療部門、生產部門、工業部門。
貳、安全意涵
一、能源轉型的系統風險
在電力供應轉型過程，系統更新與轉換具有潛在風險，近年代表性實例為「815停電事故」造成838萬戶停電、[2]「513停電事故」造成400萬戶停電。[3]其主要原因都在於發電系統更新過程的工程管理發生誤失，進而引發同一發電廠各機組的連鎖停機，電網為維持一定電壓避免崩潰，因而啟動限電機制，若機組跳脫越多則代表限電範圍與時間就越長。
二、「氣候變遷」風險
「氣候變遷」對供電系統的衝擊主要為兩方面，一為系統設備的破壞，另一則為發電所需的能源輸入受到影響。代表性實例為2017年颱風襲台造成東部的和平電廠輸電鐵塔倒塌，供電短缺加上夏季高溫使得臺灣出現限電。[4]
而在能源輸送的案例上，2013年7月13日蘇力颱風迫近台灣，除了強風豪雨的威脅外，更使台灣電力供應面臨斷電危機邊緣，原因是液化天然氣(LNG)運輸輪「台達」號受颱風影響無法航向台灣只能在南海待命。 使得台灣的天然氣發電廠面臨「斷氣」，[5]進而導致可能的限電威脅。
此些案例凸顯出台灣能源安全先天脆弱的事實，庫存量與運輸量的轉換區間過於密集，缺乏足夠的緩衝期，一旦出現危機恐將難以因應。而緩衝與週轉能量的增加，就是韌性的提高。
三、初級能源的依賴
臺灣能源極端依賴進口。以2021年為例能源總供給量143,971千公秉油當量，進口能源占97.73%，[6]因此能源的安全儲備也是維繫韌性的關鍵。依照現行法規石油的儲備量為90日，其中60日為石油業者儲備，另30日則為政府以「石油基金」購置儲備。[7]同時依照該法同條第一款，液化石油氣則應儲備25日之安全存量。天然氣的儲量依照《能源管理法》賦予「儲存安全存量」的原則性規範，[8]且《天然氣事業法》規定需有安全存量，[9]但實務上則需考量天然氣之特性，因此台灣目前位於永安、台中兩港的的天然氣槽平均的「營運周轉天數」則為16天左右。[10]煤炭部分，也是依照《能源管理法》規範，火力電廠需有30天以上的安全存量（如表1）。
表1、台灣主要能源儲量表
|
能源種類 |
法定安全儲量（日數） |
實際存量 |
|
石油 |
90 |
1,200 萬公噸以上 |
|
液化石油氣 |
25 |
285.1萬公秉油當量。 （約159.6萬公噸） |
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天然氣 |
未指定天數。 實際依儲槽容量決定。 |
117萬公秉 (約41萬公噸) |
|
燃煤 |
30 |
425.3萬公秉油當量。 (約382.7萬噸) |
資料來源：經濟部能源局 （重量單位為蘇紫雲換算）。
參、趨勢研判
一、增加初級能源供給韌性、擴大對美採購
我國石油、天然氣、煤炭的進口過度依賴東南亞、中東石化能源，「海上運輸線」成為脆弱點。依照經濟部《能源供需概況分析》，我國2021年原油進口來源以「沙烏地阿拉伯31.09%為最高，科威特21.83%次之。液化天然氣進口來源以澳洲32.23%為最高，卡達24.51%次之。燃料煤（包含亞煙煤）進口來源以澳大利亞52.57%為最高，印尼27.45%次之；煙煤-煉焦煤（不包含無煙煤）進口來源以澳大利亞74.56%為最高，加拿大25.44%次之。」此都顯示我國能源高度依賴東南亞航線，單一航線脆弱性高，極易遭受天候、乃至軍事威脅。
因此，除目前對美採購天然氣至2022年可達供氣量的16%、原油可達40%，[12]可評估進一步擴大對美採購油、氣，可有效減低對南海航路的依賴，並平衡台美貿易逆差。
二、提昇發電機組配置之韌性
考慮維持部分煤電機組。再生能源給20%左右屬自產能源，緊急情況仍無法滿足民生部門用電，因此維持20%-25%的煤發電機組為安全需求。（平時可不啟動）
台灣化石能源約97%依賴進口，萬一在輸入全斷情況下，天然氣只能維持兩週左右的儲存量，因此台灣本身停採煤礦後蘊藏可開採量約1.7億噸，[13]可供緊急時期民生用電約15個月以上之使用（依照經濟部前述《能源供需概況分析》統計，住宅部門占電力消費18.63%），增加發電系統的韌性。（需確保維持部分火電系統）
同時加速導入「機動式燃氣機組」配置於電廠，可供尖峰用電或歲修之調度支援。另結合《電業法》與退輔會天然氣公司之儲氣槽，可於各縣市快速設立小型電力公司，分散供電。且「機動燃氣機組」原始技術與海軍船艦發動機一致，可供輪機退役人員就業。
三、輸電幹線地下化提昇電網韌性
台灣主要輸電線網中的特高壓電纜包括345kv、161kv屬於幹線迴路，多採架高設置，在面臨天災或軍事攻擊時較為脆弱，而台電擁有的地下纜線佈設技術是提高輸電網韌性的較佳方式，並成功在部分都會區與南科園區佈設，[14]具有良好的環境耐受能力，且不易為「精準彈藥」摧毀。但受限於成本較高，若要提高架設線路的比例，則應由政府編列預算支應，視為基礎設施的強化，而非台電自行吸收。
其次，現有特高壓電塔在災害與戰時極易被毀，短期可增強之韌性為導入「緊急供電電塔」（emergency restoration system, ERS）（美方應對龍捲風等天災之應急設備）可於6小時內設置完成，[15]恢復臨時供電，避免後續經濟與政治問題。另評估沿台61線路段舖設南北供電線組，強化輸配電網之迴路韌性。
進一步可以評估獎勵民生基礎設施投資再生能源，依照台灣近年天災狀況、以及都市化環境觀察，斷電同時也造成斷水，公寓、大樓型住戶最關鍵影響為水塔無電抽水供應。建議結合政府推廣綠能，補助公寓大樓管委會設置屋頂型光伏板，平時可售電給台電（誘因），戰時至少可維持水塔抽水功能，增加民生之韌性。
四、軍事能源韌性
軍隊的能源與電力供應，是確保武裝部隊執行任務的關鍵，可分為下列幾項作為強化參考。
（一）軍事用油：但全台灣有約2,491座公民營加油站，[16]難以全數摧毀，可供各作戰區使用。
(二) 駐地基地結合再生能源：參酌美軍作法（如奈里斯空軍基地， Nellis Air Force Base），普設太陽能板，其模式設定為電力中斷時可滿足雷達、通訊之基本電力需求，以增加基地緊急用電之韌性。
(三)野戰供電：參酌美軍作法，導入軟性太陽能板製成帳篷、可捲式多用途袋等，提供前線部隊使用，減少軍用電池之攜帶量，提供前線部隊韌性與存活性。
(四)替代燃料：同樣以美軍為領先參考，包含戰機、軍艦皆已完成替代燃料測試（棕櫚油）、柴油車（回收沙拉油）、汽油車（生質酒精、碳轉汽油）。以提高部隊的燃料供應韌性與存活力。
(五)柴油車尿素(urea)問題：環保議題很重要，但不應該影響任務的遂行。因此除增加尿素的存量外，真正關鍵在調整法規以及採購文件的規格制定，原廠的車用電腦（ECU)都可應「特規車輛」（emergency vehicle）需求，設定緊急情況不使用尿素，如美國環保署的車輛放放規範授權車輛製造商可以容許「特規車輛」短期關閉排污控制系統已執行勤務。[17]因此，國防部、消防署、海巡等「特規車輛」使用單位可與環保署協調，特種車輛得以放寬排污控制系統的車用控制系統之設定，並修訂《國軍編制內軍用車輛管理及處罰辦法》第九條「軍車牌防空氣污染物」之規範，增列除外條款以利作需文件之訂定以滿足緊急狀態之任務韌性。
[1]The American Chamber of Commerce in Taiwan, 2022 Business Climate Survey (Taipei: AmCham Taiwan), January 2022, p. 13, https://amcham.com.tw/business-climate-survey/.
[2]林筑涵，〈為何815到處停電「低頻卸載」分區限電〉，《自由時報》，2017年8月16日， https://web.archive.org/web/20170816085533/http://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/2164698>。
[3]孫文臨，〈513停電影響逾400萬戶 宮殿綠燈卻武小時停電 台電解釋三大原因〉，《環境資訊電子報》，2021年5月14日，https://e-info.org.tw/node/231081 。
[4]中央社，〈和平電廠鐵塔倒塌 限電解屆紅燈恐亮〉，《中央社》，2017年7月30日，https://www.cna.com.tw/news/firstnews/201707300168.aspx。
[5]呂國禎，〈蘇力颱風 差點吹走台電董座官帽〉，《商業周刊》，1339期， 2013年7月17日， http://www.businessweekly.com.tw/KArticle.aspx?id=51111。
[6]經濟部能源局，〈能源供需概況分析〉，2022年1月，https://www.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/web_book/wHandWebReports_File.ashx?type=office&book_code=M_CH&chapter_code=C&report_code=01。
[7]《石油管理法》，第24條。
[8]《能源管理法》，第7條第1款。
[9]《能源管理法》第7條，另依據經濟部，〈修正「能源供應事業及能源用戶達應辦理能源管理法規定事項之能源供應數量、使用數量基準及應儲存之安全存量〉，經能字第10704601100號，中華民國107年3月9日，《經濟部能源局》，https://www.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/Law/Content.aspx?menu_id=615。
[10]李正明，〈台灣天然氣安全存量議題的迷思（下）」，《瓦斯月刊（台北）》，2010年1月，90期，頁3。
[11]經濟部公告，〈修正能源供應事業及能源用戶達應辦理能源管理法規定事項之能源供應數量、使用數量基準及應儲存之安全存量〉，前引註。
[12]王玉樹，〈中油擴大對美購天然氣2022增450億台幣〉，《工商時報》，2019年12月26日，https://ctee.com.tw/news/policy/196582.html。
[13]礦物局，《礦業統計年報》，（台北：經濟部，2015年），頁6，https://www.mine.gov.tw/Download/PInfo/P000454A.pdf。
[14]廖吉義，〈345kv地下電纜設計施工與維護技術〉，(台灣電力公司，2001年2越6日)，https://report.nat.gov.tw/ReportFront/PageSystem/reportFileDownload/C09000018/001。
[15]“Emergency Restoration System Towers,” SBB, https://www.sbb.ca/emergency-towers/general-information-and-applications.
[16]經濟部能源局，〈加油站盈盈實體統計表〉，《油價資訊管理與分析系統》，2022年2月15日，https://www2.moeaboe.gov.tw/oil102/oil2017/A04/A0409/report.asp。
[17]Environmental Protection Agency, “Final Rule for Emergency Vehicle Rule - Selective Catalytic Reduction (SCR) Maintenance and Regulatory Flexibility for Nonroad Equipment”, August 2014, https://www.epa.gov/regulations-emissions-vehicles-and-engines/final-rule-emergency-vehicle-rule-selective-catalytic.