台灣坊間對於歐洲各國電力進出口造成的跨境流(cross border flow),有許多誤解,造成詮釋各國電力進出口狀況時有錯誤認知,甚至利用電力進出口來質疑一國的供電可靠度和綠能發展政策,此已經成為討論能源轉型和綠能併網時的萬年考古題。本篇文章主要參考幾篇過去筆者寫過的文章,並將一些資訊再做更新後整理而成。

別再說德國都靠法國核電了!

萬能的歐洲大電網?

關於擁核擋綠人士對丹麥再生能源佔比的誤導性言論釋疑

跨境流有物理流和商業流的差異

坊間至今仍不時出現的「德國發展綠能,造成電網需進口法國核電、波蘭煤電」等不實謠言。其中有一種說法會將法國借道德國售予其他國家的電力,視為德國向法國進口核電的證據(實際上在用電旺季的冬天時,絕大部分情況德國都是出口電力給法國的)。

先不論跨境流在量級上和各國國內交易量的絕對性落差(德國2020年公用電力使用量為475.01TWh,而電力淨出口量為18.63TWh)、又或者要如何論證借道德國出境的法國電力大多來自核電廠(這應該無法辦到,各國國內市場交易結果並不會敘明哪些電廠會提供境外用電,相對的進口國的市場交易結果也不會敘明哪些用戶會取得境外供電;唯一知道的只有兩國的交易量);這樣的論證其實將物理流和商業流兩種概念混淆。

商業流係統整各國國內市場競標結果和各控制區域彼此輸電限制後,各國間批售電力之交易情況;物理流則是電力潮流實際在電網傳輸的結果。由於相關物理定律,假道第三方、繞道他國輸電的情況是很常見的。

跨境流以經濟效率而非供電可靠度為主要考量

歐洲電網頻繁透過第三國交易商業流的情況,應已可反駁電力進出口主要用來提升供電可靠度的論點。畢竟如果要提升供電可靠度,不假道第三方進口電力肯定比較保險也直接。

跨境商業流主要係基於經濟效率的考量,如果從實際上進出口數據來看,應該很清楚。德國的跨境出口,在冬天遠高於夏天。難道這是因為德國的供電裕度在用電旺季冬天比較高嗎?當然不是,這純粹是因為,冬天整個歐洲的批售電價比較高,這個時候出口給鄰國,傳統電廠獲利更高罷了。

德國的電力進出口狀況,2020年。途中可看出夏月(用電淡季)時,德國有電力淨進口,但冬季(用電旺季)時則有電力淨進口。Energy Charts,Fraunhofer ISE。

德國的電力進出口狀況,2020年。途中可看出夏月(用電淡季)時,德國有電力淨進口,但冬季(用電旺季)時則有電力淨進口。Energy Charts,Fraunhofer ISE。

那麼,歐洲各國有因為變動型再生能源的成長,造成跨境流的增加嗎?這幾年歐洲各國確實不斷強調跨境整合的重要性,跨境流應該也越來越頻繁。如果站在「電力進出口頻繁等同供電不穩」的錯誤認知上,這就代表歐洲各國的電力系統越來越不可靠(畢竟現在連核能最多的法國都可以出現負批售電價了)。但如果以經濟效率的觀點來看,這只是代表其他國家提供彈性調度服務的成本較低,因此在面臨殘餘負載變動時,比起自己國內的燃氣機組,更適合透過進出口應對。這也不是再生能源的專利-傳統上,法國就一直透過夜間出口電力的方式,避免核能機群降載的壓力;雖然隨著法國自己的太陽能和風能裝置容量日益提升,這樣的情況也漸漸在改變了。

另外,ENTSO-E的中期供電裕度預測報告中,各國供電可靠度的程度,和能源轉型或電力淨進出口的程度並沒有太大的關聯。在2025年仍擁有諸多核煤基載而較多電力淨出口的國家,如法國、捷克、瑞典等,有比較高的預期負載損失(Loss of load expectation),而在2025年電力淨進出口趨於平衡的德國,卻較無這樣的供電可靠度風險。假如供電可靠度和電力進出口有關聯,為何沒有人得出是供電較可靠的德國透過出口跨境流支援鄰國的結論?將跨境流和供電可靠度做過分連結的荒謬之處,莫過於此。

Mid-term Adequacy Forecast Executive Summary, ENTSO-E.

Mid-term Adequacy Forecast Executive Summary, ENTSO-E.

各國仍需自行負責各自的供電可靠度

雖然說歐洲電網上各國已可互相交易備轉容量,但這個交易量仍受到規範,各國自給的備轉容量不能低於一定比率。畢竟如果連結鄰國的輸電網故障,而一國同時處於批售電力和正備轉容量自該國進口時(或者,一國向鄰國出口批售電力、但進口負備轉容量時),就有可能發生彈性能力不足的事件。

額外地,對於英國、愛爾蘭等自成一電網的地域來說,跨境流雖然能提供經濟調度時間尺度的經濟效率,卻無法給予慣性初級頻率控制等立即性的彈性能力服務。因此,這兩個國家必須自籌所有的慣性和初級頻控資源,但這絲毫無損兩國晚近綠能成長的情況。