Re: [問卦] 反核老是被酸的八卦？一點德國資料參考

[baron1860t (拙貓)]

※ 引述《yudaka (〥 會須一飲三百杯)》之銘言：
: 標題: Re: [問卦] 反核老是被酸的八卦？一點德國資料參考
: 時間: Thu Jun 18 15:22:47 2015
:
: ※ 引述《baron1860t (拙貓)》之銘言：
: : 土地小或沒跨國電網也該有個可發展比率上限吧,
: : 主要還是看現有機組的配比(反應快適合調節的機組佔比)來評估,
: : 跨國電網不是必要條件。
:
: 我對這個邊界條件的計算有點興趣，抓了些比較容易得到的資訊算了一下
: 算是拋磚引玉，誤差應該也不小，僅供參考，歡迎大家吐槽補充資料 @@
前面有建議可去參考能源局規劃,有先看過嗎?
: 先說結論
:
: 結論一、以樂觀條件分析，台灣如果要把 20% 電力來源轉換到太陽能
:         大概會需要利用約 40% 的建築物（含住宅和公共）可用屋頂面積
:         40% 屋頂可用面積的概念，大概和 40% 住宅同意提供 50% 屋頂面積差不多
:         這個關係是一次線性，所以如果轉換 10%，就需要用 20% 屋頂面積
:         如果假設公共建築的可用屋頂面積 100% 裝置太陽能板
:         依據不同太陽能發電佔比，私人住宅還需要提供的面積比例如下
:
:         太陽能佔比      私人住宅        公共
:
:                 5%            3%        100%（62.67 平方公里）
:                10%            8%        100%
:                15%           19%        100%
:                20%           31%        100%
:
:         （私人住宅可用屋頂面積以 426 平方公里計）
:
:         計算結果看來，太陽能發電佔比 10% 應該是樂觀的裝置上限了
:
:         在這個比例下，太陽能和核能或火力電廠不應該建立競爭/取代的關係
:         比較適合並行設置，太陽能系統可作為尖峰負載或備援系統使用
:
: 結論二、台灣以樂觀條件分析，德國以嚴苛條件分析
:         如果要把全國用電量 20% 以太陽能發電供應
:         台灣需要平地面積 1.96% 裝置太陽能板，德國則是 0.39%
:
:         兩者差距 5 倍（實際上可能更大）
:         這或許可以佐證國土大小是影響太陽能發電佔比的一個重要因子
:

再生能源可以依不同特性撘配發展,
德國也不是只發展太陽能,
如果要拆開來只看太陽能那單就你的結論一太陽能發電上限佔10%,
這部份也先講一下我的結論吧,
我認為的中期(10~15年內)太陽能上限佔比只有估約5%~7%,
另外風力也是差不多佔6%~8%,兩者合計約佔13%~15%左右。
這個比例與所謂中期主要是考量台灣現有的發電機組配比而來,
長期的上限在儲放電技術條件有所進步後佔比可以翻倍以上。

再來講講台灣的太陽能裝置量上限可能性吧(這裡暫不管調度問題)。
(你用的有些條件之前文章內連結資料有,大概沒仔細看吧)

首先,要計算必需知道(或設定)條件與正確計算方式,
看來基本的計算條件 轉換效率 與 容量因素 你以乎不了解而混著用。

容量因素 = ［(實際年發電量) / (裝置量 × 8760全年時數 )］× 100％
可依此估算發電裝置的實際年發電量,
而風光這類機組容量因素主要受設置地點環境影響。

轉換效率部份,同裝置量的太陽能板所佔面積大小必需看裝置的轉換效率而定,
假設有轉換率100%的太陽能板,那這時一平方公尺的裝置量是1000W,
若裝置轉換率為15%,1平方公尺太陽能板裝置量就是150W,1平方公里則為150MW。
而實際估算安裝時不可能全部面積裝滿太陽能板,
所以這邊設定"留空面積"為50%,
也就是若平均15%轉換率裝置在每平方公里約安裝75MW。
(太陽能裝置的轉換率跟裝置使用面積有關,跟裝置實際發電量無關)

這邊就以設太陽能要佔10%來算看看吧。

假設要佔10%先看德國:
德國到去年太陽能己安裝38236MW,發電349.3億度,
佔德國用電量5785億度的6%(發電量5.7%), 參考-> http://goo.gl/GHMsnA
而德國的使用比台灣早了10年左右,
因此裝置的平均轉換率會比台灣低,
假定目前德國己安裝的平均轉換率為15%時,
安裝38236MW / 75MW = 509.8 大約用掉510平方公里。

再看另外一個重要數值-容量因素,
發電量 34930GWh / (38.236GW x 8760)=10.4% ,
因為裝置量內有部份是當年新增使用未滿一年,
實際容量因素會稍高所以設定為10.5%。

若太陽能要佔德國用電量10%時,
以用電量不變算578.5億度,依德國容量因數10.5%算
所需裝置量為 57850GWh / (8760*0.105) = 62.894GW = 62894MW

但後續新增裝置轉換率較高,
所以平均裝置轉換率以16%算使用面積時 62894MW / 80MW = 786平方公里
德國面積約35.7萬平方公里,
當太陽能發電量佔10%時約用掉786平方公里,佔德國0.22%的國土面積。



假設要佔10%再看台灣:

請參考台電的相關資料
http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_info-b49.aspx?LinkID=9
裡面直接用年底時的裝置量算出的去年太陽能容量因素是13.31%,
這邊台電完全沒考慮去年新增裝置實際安裝不到全年,
而年度新增裝置量佔年底裝置量比重越高時數值會越低估誤差越大,
而去年底裝置量約三分之一是新增裝置。

台電網頁底下拿火力的煤機組來與不同類型的太陽能比較容量因素時,
(火力容量因素主要看檢修時間與燃料使用量,不同型這樣比有點怪...)
其中太陽能在7月份容量因數19%比全年高除了季節影響外也因為當月裝置量變化小,
而能源局在評估時太陽能是以容量因數14%計算。

去年台電發購電量依資料為2192億度,售電量2060億度,
http://www.taipower.com.tw/content/govern/govern01.aspx?MType=5&MSType=13
這邊設定全年發電量為2300億度,
10%為230億度,以能源局評估14%容量因素計,
所需裝置量為 23000GWh / (8760*0.14) = 18.754GW = 18754MW

而目前的太陽能裝置主流轉換率約17.5%,但也有廠商生產20%左右模組,
這邊以裝置平均18%轉換效率計, 18754MW / 90MW = 208.3平方公里
台灣太陽能發電量佔10%時,使用面積208.3平方公里約佔國土面積0.57%。

至於需要用208平方公里難不難或是不是上限這類質疑其實跟本不是問題,
除了全台建物屋頂面積有部份可拿來利用外(想一下裝屋頂要算是有佔到空間還是沒有),
http://www.auo.com/?sn=21&lang=zh-TW&c=6&n=1803  <-友達森勁,18.5公頃裝21MW
還有地層下陷與土地污染區、無利用價值空地、水池水塘之類地點,
另上山區空曠地點或是像之前常拿來嘲諷的高速公路之類其實都可以拿來利用,
利如西濱快速道路也可以做像韓國前陣子搞的太陽能自行車道的方式來規劃,
真要發展太陽能跟本不怕沒地方安裝,
所以你認為的10%上限若是指實際能安裝的最大面積的話,
那我只能說上限遠遠不只。

: 以下是計算過程，歡迎除錯
使用的計算方式和取用參數有問題,
以太陽能就只能裝平地或屋頂的前提也不對。

: ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1434612177.A.484.html
: 推 c1mail16: 了解，所以跟本不可能太陽能當主力發電啊，反核的懂嗎    06/18 15:3

"現階段"確實太陽能還不能當發電主力(你主力的定義是指最大來源?),
IEA預估要持續發展到2050年左右太陽能(光+熱)才有可能成為主力。
http://goo.gl/0yvAUy

: 這篇只是單純從國土利用來計算裝置容量上限
: 至於能否當基載要看系統特性，基載必須能滿足 24 小時全功率輸出

24小時全功率輸出....,如果你指的是容量因素100%,
那我還不知道有那種機組可以做到全時全功率輸出達成容量因素100%,
http://www.taipower.com.tw/images/dictionary.pdf <-"現在"台電的定義
[基載-機組需滿足可長時間連續運轉且發電成本低之特性]
最重要的是長時間連續運轉,
完全沒講到要穩定或全時全功率輸出,
畢竟還有尖中載機組可以配合調整。

: 以太陽能晚上無法發電的先天限制，要當基載確實不合適 =_=
太陽能確實不適合"直接替代",德國實際的做法也很清楚不是想單用太陽能直接替代。

: 不過並非不能當基載就是廢物，反正台灣地小人稠越來越難蓋大電廠
: 分散式發電系統能補些裝置容量不足，也沒理由放棄

確實沒有放棄的理由,
在2012年全球的風力+太陽能發電量"只"佔全球核能發電量的四分之一,
到2014年全球的風力+太陽能發電量"已經超過"全球核能發電量的三分之一,
這種發電量成長變化情況很明顯,
而台灣也有很大的發展潛力在沒道理不做。

: → hamasakiayu: 瘋綠電行動聯盟：請告訴台電公司：我家不用核電       06/18 15:4
: → hamasakiayu: 請貴公司寄綠色電力購買申請書給我。                 06/18 15:4
: → hamasakiayu: 若不是要用綠代核，怎麼不寄頁岩氣發電申請書呢？     06/18 15:4
h大你真愛LDS枱槓(喜歡在相關議題閒聊的人還真不少~)...


以下為之前貼過的一些參考資料
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德國1990-2014發電量變化資料圖
http://farm9.staticflickr.com/8812/17230762112_9a5874009a_b.jpg
http://goo.gl/GHMsnA <-原始資料來源,德國維持電力出超十幾年了
德國分別在2007年和2011年有兩次較大的減用核電情形,
(2000年~2006年還在政策討論與準備期核能發電量變化不大)
褐煤電力用量在2006年減核前到現在變化不大,
硬煤電力則是因為調整為類似中載依再生能發電量變化配合降載而減少使用,
(德國本身煤礦幾乎都是褐煤,硬煤產量少需要從別國購買進口)
整體而言除了核電外,火力的發電量與2006年減核前相比也是呈現減少的情形。
(德國預計今年中會再停一座舊核電廠,之後2017年停一座,其它在2019~2022年停止)

http://farm1.staticflickr.com/328/18607104920_3c6f6846c1_b.jpg
這是歐洲電網調度中心發布的2014年度電力誇國傳送情形圖,
德國是歐洲電網第二大電力輸出國,
因為德國的位置在歐洲電網中心,
法國傳到德國的電主要是為了透過德國再轉傳到其它國家。
資料取自2014年度簡報: https://goo.gl/LKVl8A
也可去網站看前面年度的資料
https://www.entsoe.eu/publications/statistics/statistical-factsheet/

德國的再生能源發展資料,這幾年也開始在搞離岸風力與地熱
https://en.wikipedia.org/wiki/Renewable_energy_in_Germany

德國的風力裝置容量因素18.5%,大約只有台灣三分之二(日韓也不到20%,台灣28%~30%),
通常風力容量因素有25%以上就算條件不錯了。
http://www.ieawind.org/annual_reports_PDF/2013/Germany.pdf

而德國的太陽能裝置容量因素也低於台灣,可參考全球日照能量
http://solargis.info/doc/free-solar-radiation-maps-GHI

比較看德國在去找台電相關資料,
看兩國在太陽能裝置差不多的年份發電量少台灣多少
德國2003年太陽能裝置量435MW發電量3.13億度,2004年裝置量1105MW發電量5.57億度
台灣2013年太陽能裝置量282MW發電量3.01億度,2014年裝置量437.5MW發電量5.11億度
https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power_in_Germany
http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_info-b31.aspx?LinkID=8

德國的再生能源條件其實不太好,
所以不像西班牙這種風力條件好(容量因素約28%)偏重發展使風力發電衝到佔電力20%,
http://www.ree.es/sites/default/files/downloadable/preliminary_report_2014.pdf
德國的再生能發展比較全面(因為條件都不好乾脆就都做)。

歐洲各國電力用戶的每年平均停電時間
http://farm1.staticflickr.com/433/18413270205_3f7bc484ff_b.jpg

歐洲各國電力用戶的每年平均停電次數
http://farm1.staticflickr.com/348/18409116692_612cda4bf9_b.jpg

資料取自歐洲的能源監理機構的電力相關報告 http://goo.gl/UATt7k
德國的電力供應品質和台灣互有輸贏差不多,
而法國每年的用電戶平均停電次數與時間都是德國的2~4倍以上。

台電近10年的數據可參考台電網頁
http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_info-a51.aspx?LinkID=5
台電的數值已經排除颱風地震等天災,
而上面歐洲國家數值也是排除的值(國際比較要標準相同)。
http://goo.gl/vAIV20 <-台電舊版網頁資料寫的比較清楚,
有註明:不考慮颱風、地震等天然災害所引起之停電及限電

IEA今年3月對再生能源的一份報告,
https://www.iea.org/Textbase/npsum/MTrenew2014sum.pdf
裡面有IEA有關再生能前幾年數據資料與到2020年的預估:
http://farm6.staticflickr.com/5336/17340171014_f7a56eee63_b.jpg
2007年與2012年有註明佔全球發電量比率,而在2012年核能發電佔11%。

http://goo.gl/ALxz9a <-美國能源局建議風力發電到2030年佔電力20%。
美國去年水力外再生能發電量第一次超過水力
http://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.cfm?t=epmt_1_01
近幾年美國除了天然氣發電增長外,再生能也在推展,去年風力佔美國發電量約4.4%
http://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.cfm?t=epmt_1_01_a

至於有些人只會跳針台灣土地小或沒跨國電網之類的,
但就是如此也該有個可發展比率上限但那些人卻又說不出可發展多少而只會說做不到。
再生能要發展目標主要還是看現有機組的配比與設置環境來評估,
有沒有跨國電網或土地要大不是必要條件(只是影響再生能所佔比率大小的因素)。

底下是年初經濟部去立法院報告能源局規劃的資料,可參考看看
http://lis.ly.gov.tw/lydb/uploadn/104/1040108/4.pdf

http://goo.gl/YMDoRd <-而前陣子能源局又再次上調了再生能規劃目標,
這次上調目標後預計的整體再生能年發電量差不多400億度。
其中最主要的就是風力5.2GW(陸地1.2GW+離岸4GW)與太陽能8.7GW,
風力和太陽能到時預計年發電約270億度。
(離岸風與太陽能目標值都還不到台灣可發展上限)

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 61.62.191.52
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1434704526.A.E54.html
推 kevenchia: 反核也冷氣吹爽爽在嘴 現在開的電腦手機和冷氣都用核電
→ lamda: 核電占全台灣發電比不到30%，為什麼老是以為所有能源都是
→ lamda: 核能來的呢？
推 M9407120: 樓上切實所有最根本能源都是核能……
→ M9407120: 啊，萬有引力要扣除！有一個了
推 chx64: NO  我用的大部分是火電  不是核電 1樓可以洗洗睡了
→ chx64: 最根本能源都是火電 不知道核場工作的M9你的最根本怎定義的
→ npx2004: 核電和火電(含燃油,煤,天然氣)共同撐起台灣發電,沒錯不是
→ npx2004: 但是抽掉核電會讓整體電網不穩定,以至於需要限電,反核的
→ npx2004: 不妨試試看,到時再來抱怨沒電用別怪我沒說過...
→ kelybaby: 還好我都是睡覺開冷氣~
推 m4tl6: 台灣自己搞到核能抽掉會缺電結果怪反核人?反核人說馬上切
→ chx64: 試試看什麼? 尖峰時段可能缺電還不是靠汽電和風電去支援
→ chx64: 不然核電尖峰時刻能補 反反核又何必雞仔雞仔的咕咕叫?
→ chx64: 這就跟反反核最喜歡咕咕叫說綠電不能當雞仔 一樣意思 頗呵
→ kelybaby: 現在剩幾趴?我可以開冷氣睡覺惹嗎?
→ lamda: 核能如過這麼威，那把全部火力都關掉看稱不撐得起來
→ lamda: 核能30%的存在，還是台電閒置一大堆其他火力然氣等發電設施
→ lamda: "讓"給核能的結果，現在反而倒著講說沒有核能，火力無法
→ lamda: 順利運轉，真的是一個現象，各自表述。更不用說核能無法
→ lamda: 因應離尖峰時間迅速開機停機，一發電只能24H全速運轉
→ lamda: 造成半夜一堆沒人用的電發越多賠越多的結果，去掉核能這
→ lamda: 30%，是放台電原本為了"遷就"核能而自我閹割的閒置電廠電力
→ lamda: 對台灣的電力調節與台電的成本控管會說不定會更有幫助
→ realmeat: 工業區轉換成24h制遠離都會區, 國家煉鋁計畫啟動..
→ realmeat: 要讓基載高度利用不是沒有方法, 發越多賠越多?
噓 loki94y: 核電比火電汙染更低吧   用火電是在驕傲什麼啊
用火電是沒什麼好驕傲的沒錯,
但是偏偏核電與多數再生能都不太能做到配合供需用電起伏調整,
現階段只有火力與水力(抽蓄或水庫式)有辦法做到配合升降負載,
有看過全火力國家卻沒有國家搞全核能的原因應該不難理解吧。

石化燃料一直是主要的能源供應來源,
(http://www.iea.org/stats/WebGraphs/WORLD4.pdf  以"能源"角度來看核能還佔不到5%)
而現階段石化燃料以集中發電廠方式使用的汙染控制與排放,
又比起其它石化燃料的使用方式要好上許多。

噓 loki94y:  講得好像反廢核=反綠能  邏輯只有怪
怪在台灣有一群講核能較環保的團體老是要散佈有關再生能的流言,真的搞錯對像。
※ 編輯: baron1860t (61.62.190.247), 06/22/2015 22:21:44
噓 switching: 基本上核電的power factor都超過80% 就24hr運轉了