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渡過能源轉型黑暗期!今夏最大驚嚇 如何拯救日本大缺電危機?

【文/李世暉 圖/Gettyimages】

自2011年的311福島核電廠事故後,為了確定核電廠的運轉安全,日本政府即關閉國內所有54部核能機組。之後雖然陸續恢復10部機組的運轉,但電力缺口遲未補足。另一方面,隨著電業自由化和脫碳化的推進,日本自2016年開始,規劃每年須淘汰約200萬至400萬瓩的火力發電,並於2030年將再生能源占比提高至36%。由於天然氣相對煤炭較為清潔,又比核能更安全,日本政府在推動能源轉型過程中,將天然氣視為重要的過渡燃料。

然而,過去10年以來的日本能源轉型,面臨極端氣候、天然災害、全球疫情與俄烏戰爭導致的能源價格飆升,為日本的能源、經濟安全帶來嚴峻的挑戰。2022年夏季之後,隨著國內用電量的大增,日本緊繃的電網變得更為脆弱。

6月26日,日本東京電力的備轉容量(Operating Reserve)跌破5%,日本經濟產業省亦發佈史上首次的「電力供需緊迫注意報」(需給ひっ迫注意報),呼籲關東地區民眾,盡可能節制使用冷氣、關閉不必要的照明。

供電「緊」報 開啟28℃節電模式

在發佈政府注意報後,東日本高速道路株式会社 (NEXCO) 隨即關閉高速公路上非緊急的照明設施(包括隧道)。連鎖便利超商 7-11 也要求關東地區約 8,800 間加盟店關閉油炸機的電源,並避免在下午時段上架冷飲。大型連鎖家電量販店,如YAMADA電器、BICCAMERA、Yodobashi Camera等,紛紛調高店內空調溫度至26~28℃,並關閉店內展示的電視、照明、電扇、空調等電源,盡可能配合節電。

作為政府機關的表率,東京都廳則是減少電梯的使用台數,以及避免使用印表機/影印機。此外,也將室內空調設定在28℃,並調整辦公空間,將人員集中至特定區域辦公,以節約非必要的電力。由於推測夏季期間的電力缺口將成為常態,日本政府也推出了全國規模的「節電計畫」,對於參加節電計畫的家庭補貼每戶2,000點(相當2,000日圓)。而各家電力公司的節電計畫內容與獎勵則各有不同,例如:東京電力公司的用戶可依自身狀況設定節電期,若比標準使用度數少1度,即可獲得價值5日圓的點數。東京電力公司也針對平、假日分別訂定標準使用度數的標準,平日為取過去5天中最高的4天的平均數,假日則由過去3天中最高的2天來取平均數。

未來電力危機 5大因應政策

事實上,夏季的電力吃緊,並不是日本政府面臨的最大課題。根據日本經產省的預估,日本關東地區(東京都)、東北地區與中部地區(名古屋),夏季的備轉容量將會落在3.1%左右;而冬季(2023年1月至2月)的備轉容量,將降至2.2~2.5%之間,東京都更有可能降到1.5~1.7%之間。若目前的措施與規劃無法緩解電力危機,一旦備轉容量降到3%以下,日本政府就必須在冬季發佈更為緊急的「電力供需緊迫警報」(需給ひっ迫警報),被迫實施全國範圍的限電措施。

日本的電力問題主因來自於能源高度依賴進口,對於國際能源價格波動的反應較為敏感。再加上身為島嶼國家,且與周邊國家存在著競爭關係,無法建立跨國電網。雖然日本積極推動的再生能源中,太陽能與陸上風電已達相當程度的開發,但離岸風電仍需要一定時間方能運作,且無論是藉由風力或太陽能發電都具有季節與時間變動性,儲電也是必須被解決的另一道關卡,在在為日本電力系統帶來電力調度、電網穩定與能源開發的新挑戰。在上述的條件下,目前日本電力不足的困境屬於結構性的問題。即便未來國際衝突、能源價格等不確定性因素消除,日本的電力不足問題恐將繼續存在。面對此一困境,日本國內主要的思考方向與因應方針,可歸納為下述5項方案:

方案1》智慧節電

日本政府在2021年制定「先進省能源投資促進支援事業」,以國家預算支持企業推動智慧節電。2022年夏季,日本政府更將智慧節電推廣至一般家庭用戶,參考美國加州OhmConnect公司建立的智慧電網運作模式,擴大鼓勵願意配合在尖峰用電時段關掉電器的用戶,並以實質金額回饋。此外,前述各電力公司的「節電計畫」,參與的家戶必須裝設智慧電錶,透過智慧電錶的普及,日本也可逐步建構起全國的智慧電力網絡。

方案2》發展電動車

積極發展電動車(EV)與插電式混動力車(PHV)。日本在汽油車市場的競爭優勢,使其主要汽車大廠的電動車發展落後其他國家。而在油價高漲的2022年,日本政府補貼汽油的費用超過1兆日圓。對此,日本國內開始思考,與其持續補貼汽油價格,不如用在發展日本電動車市場上。當日本國內電動車數量大幅增加,除了可提昇日本電動車的市場競爭力之外,也可成為儲存與活用太陽能的「移動電池」。

方案3》節電計畫

過去1年,因為天然氣、煤炭等燃料價格的上漲,日本國內各電力公司紛紛調漲電價。依據最新公佈的電價,在2022年8月,預估東京電力用戶的每月平均電價將達到9,118日圓,與去年同期相比上漲了2,100日圓。日本政府的做法是導入與擴大「需量反應」(Demand Response),一方面鼓勵用戶在離峰時使用電力,另一方面同意用戶把節省下來的電賣回給電力公司。前述的「節電計畫」,東京電力公司預計會有35萬用戶參與。透過參與家戶數的擴大,日本的電力公司可同時調整電力與電價,不僅空出靈活調度的空間,也有吸引消費者加入的利基點。

方案4》用電預測

善用電力廣域營運推進組織。為了協調各地的電力系統,日本在2015年正式成立「電力廣域營運推進機關」(Organization for Cross-regional Coordination of Transmission Operators, OCCTO)。日本政府透過OCCTO,要求各電力公司必須提供2周後的備轉容量評估,以及2個月後的剩餘電力評估。善用這些資訊,日本政府可提前協調各地的配電系統,因應特定地區可能發生的電力不足現象。

方案5》非化石發電

最大限度活用非化石燃料發電。對日本政府來說,目前的第一要務為在短期內提供足夠的電力,因此核能發電是最佳的選項。若能取得當地居民的理解,在安全的條件下讓核電歸隊,便可立即緩解日本電力不足的困境。此外,強化水力發電,積極發展企業與家庭的氫能蓄電系統,也是日本政府重視的非化石燃料發電選項之一。

總的來說,目前日本因內外環境壓力下所面臨的電力危機,必須在供給面上增加非化石燃料的電力提供;需求面上必須結合中央政府與地方政府、大型電力公司與民間電廠、企業用戶與家庭用戶,共同執行積極的節能計畫;結構面上必須強化對燃料調度、發電機組的管理,及建立可因應災害的智慧電網。值得注意的是,對同樣屬於海島國家、難以建立跨國電網,面臨供電吃緊的台灣而言,當前日本的政策思維,應可作為我國思考因應措施的參考。(本文作者為政治大學國際事務學院教授)

【完整內容請見《能力雜誌》2022年8月號,非經同意不得轉載、刊登】

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