【加州陽光】觀察日誌二: 日全蝕發電靠天然氣救 電網穩定是關鍵 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

【加州陽光】觀察日誌二: 日全蝕發電靠天然氣救 電網穩定是關鍵

建立於 2017/09/29
作者:王一方(低碳生活部落格特約記者)

對許多美國人而言,8月21日星期一,是個比7月4日國慶日更重要的日子。因為這天有暌違將近百年(上次發生於1918年)、可視範圍橫跨14州的「日全蝕」(Solar eclipse)天文奇觀,不少人特地請了假、戴上太陽眼鏡,千里迢迢地跑到可以看見日全蝕的地方。

可是,對太陽能與電力相關業者來說,日全蝕就沒那麼浪漫了,甚至是戒慎恐懼的成分遠多過歡欣雀躍。因這次日全蝕雖然不到兩分鐘,覆蓋過程卻超過兩小時,對這一行的人來說,其影響程度卻可比電腦業的「千禧蟲」(Y2K)危機,瞬間波動的發電量曲線,猶如老天爺給太陽能產業的壓力測試考題。

跨越近百年重現的全美日全蝕奇景,成為近來的熱門新聞。(圖片來源:法新社)

跨越近百年重現的全美日全蝕奇景,成為近來的熱門新聞。圖片來源:法新社。

加州、北卡都過關,日全蝕幸未斷電

相關單位事前預估,這次日全蝕將影響近2,000座,機組容量合計超過9,000MW(百萬瓦)的太陽能電廠。而綜觀全美50州,加州無疑是最具指標意義的檢視對象,因當地建置的太陽能機組容量占全國近四成。

當天上午9點開始,管理該州8成電網的「加州獨立系統營運商」(California Independent System Operator,簡稱CAISO)控制室充滿緊張氣氛,所有工程師都緊盯著螢幕,跟外頭興奮迎接日全蝕奇景的群眾歡樂畫面形成強烈對比。幸好最後供電沒有發生麻煩,「系統沒出現問題,連小狀況都沒有,」CAISO營運副總Eric Schmitt鬆了一口氣地說。為迎接日全蝕挑戰,CAISO已經花了好幾個月準備。當地太陽能電廠早就跟水力、天然氣、及7家西岸電廠簽妥協議,委託後者支援日全蝕期間減損的4300 MW發電量,等同於超過300萬戶的用電需求。

太陽能發電量第二多的北卡州,這次則在日全蝕期間減少了1700MW,幾占該州太陽能產量(2500MW)的7成,透過天然氣發電的協助,讓他們得以全身而退。「系統如預期計畫的順利運作,讓我們迅速滿足客戶需求,」經營多座太陽能電廠的「杜克能源」(Duke Energy)營運主管Sammy Roberts表示。

天然氣救援成功,電網穩定度成話題

這次日全蝕未釀成危機,除了電廠這端做足準備,其實老天爺也幫了點忙,因當天氣溫不算高,加上許多人都為了追日全蝕舉家外出,使電力需求顯著下降。供應範圍從密西根到北卡跨越13州的電力大廠PJM Interconnection即表示,日全蝕可視區域的電力需求並未增加,反而還下降了5000MW。

日全蝕的意義除了觀光熱潮,更是對電力系統運作的大挑戰。(source Richard Vogel AP)

日全蝕的意義除了觀光熱潮,更是對電力系統運作的大挑戰。圖片來源: Richard Vogel AP。

《華盛頓郵報》則分析指出,從這次事件可看出天然氣與太陽能之間的互補作用,天然氣發電廠可在陽光不足的陰天迅速開啟,立即補上供電缺口。喬治梅森大學(George Mason University)科技政策中心主任David M. Hart直說:「這證明了系統營運商已經有辦法,把再生能源的電力整合到現有電網,而且不犧牲供電網的穩定度!」

總的來說,儘管此刻太陽能占美國整體發電的比率還不高(2016年不到1%),最倚賴太陽能的加州,太陽能發電比重也只有10%左右(不計民間的屋頂型太陽光電系統)。不過,當再生能源愈來愈普及,其間歇發電的特性如何不影響整體電網穩定度?將是電廠必備的危機管理知識與必要應變措施。事實上,除了自然現象,包括恐怖攻擊跟網路駭客等突如其來的災變,都可能衝擊電力系統運作,這也是為何這次日全蝕如此受到矚目的原因了。