能源知識庫

摘要

1. 日本北海道於2018年9月6日凌晨3點7分發生芮氏規模6.7的「北海道胆振東部地震」(災情最嚴重的厚真町最大震度達到7級)，造成北海道全區大規模停電，經濟產業省於8日緊急呼籲北海道民眾和企業在平日(週一至週五)從早上8點半到晚上8點半(節電核心時段)共同自主節電2成 [1]。
2. 電力廣域的運營推進機關(OCCTO)指示東北電力公司和東京電力Power grid (PG)公司，透過北海道與本州間的北本連線設備(60萬瓩)，最大限度地合計融通60萬瓩的電力給北海道電力公司，加上業者的自家發電，確保北海道346萬瓩的供電能力，但需求預估在尖峰用電時為383萬瓩，有必要填補此約10%的差距[2]。
3. 為避免大規模停電，北海道全區參照東日本大地震後大約10%的節電目標。但在考慮老舊火力發電設備可能故障停機的風險，以及醫院、供水和污水處理等節電困難的設施等，要求用戶在節電核心時段比平常節電20%。(圖1)

圖1、北海道的電力供需和節電要求[3]

4. 受到這次地震的影響，位於震央旁邊的苫東厚真燃煤電廠的1號機組(35萬瓩)和2號機組(60萬瓩)的鍋爐蒸汽配管受損，4號機組(70萬瓩)則發現蒸汽渦輪機前端部份起火。經過北海道電力初步檢查後，1號機組確認有2支鍋爐管損壞，預定9月底修復；2號機組確認有11支鍋爐管損壞(圖2)，預定10月中旬修復；4號機組必須等待渦輪機溫度冷卻後拆卸檢查，因此需要相當長的作業時間，恢復運轉預計在11月以後[4]。(3號機組於2005年10月廢除)

圖2、苫東厚真燃煤電廠2號機組的鍋爐蒸汽配管損壞情況[4]

5. 在地震發生前的凌晨2～3點，北海道的電力需求為285.5萬瓩。3點8分，北海道最大的苫東厚真燃煤電廠2號和4號機組(合計130萬瓩占電力需求285.5萬瓩的45.5%)，因地震緊急停機後，影響了北海道的電力供需平衡，電力系統頻率急劇下降，造成整個北海道的發電廠停止運轉，北本連線中斷，到3點25分北海道全區大停電，最高約有295萬戶停電。(北海道的電力系統頻率為50 Hz，若無法保持供需平衡，最終低於47.5 Hz時，全部發電機將與電力系統切離[5])
6. 北海道內唯一的「泊核電廠1號至3號機組」，也因地震而喪失外部電源。目前這3部機組(1號和2號機組各57.9萬瓩、3號機組91.2萬瓩)因福島核災後停機安全審查中，核反應爐中沒有核燃料，地震後啟動緊急柴油發電機來供電，並繼續冷卻燃料池中的核燃料，沒有異常情況發生。發電機的燃料至少可以維持7天的冷卻需求[6]。
7. 經濟產業省推動北海道「節電支持者(協助節電者)」募集活動，符合5個條件：(1)減少使用一半的照明；(2)會議室、走廊等未使用的區域，以及廣告看板、外部照明等不一定需要照明的場所，關掉照明；(3)未使用區域停止空調；(4)長時間離開座位時，關閉辦公設備的電源或切換至待機模式；(5)其他節電的努力，節電20%的北海道企業可以登錄並在經濟產業省官網上公布「節電支持者」，企業可以揭示具體的節電措施，也可以列印在節電相關的海報和貼紙上[7]。
8. 此外，依據報導，北海道企業和民眾所採取的節電行動，綜整如下：

            (1) 經濟產業省要求汽車、紙漿、水泥、超市、便利店等業者共同節電，業者則將配合將生產時間改為夜間，減少工廠和商店的照明等。

            (2) 北海道新幹線、札幌地下鐵與有軌電車等，減班行駛。

            (3) 百貨公司等停止部分電梯的使用、國道照明減半、隧道內燈光調暗。

            (4) 北海道電力也在札幌市中心進行民眾節電的宣導活動，並分發節電手冊，說明改變電鍋和洗衣機的使用時間，以及拔下不使用的電氣設備的插頭等。

評析

1. 從提高節電效果的觀點來看，在供需緊急時，雖然可以選擇採用「電氣事業法」的使用限制令，對大用戶要求附加罰則的節電，但是顧慮到對地區經濟和重建的負面影響，經濟產業大臣表示不會實施「計畫停電」的方針[1]。但是節電要求能做到多大的程度，將可能左右「計畫停電」(分區輪流停電)的實施。
2. 北海道電力在呼籲節電網頁上，不斷更新顯示節電的結果，依據經產省公布的統計資料顯示9月10日每小時的電力需求與地震發生前一天(9月5日)相比減少約10～16%；11日每小時電力需求減少約11～26%；在幾乎整個恢復供電的12日，每小時電力需求則減少約13～20% [8]。
3. 在地震前，故障的京極發電廠1號機組和定期檢查中的2號機組，均為抽蓄水力，各20萬瓩，分別於13日和14日完成故障修復和定檢，恢復運轉，供電情況大為改善。但在考慮老舊火力發電廠可能會出現故障，供電吃緊情況仍存在的情況下，北海道電力於14日請用戶在節電核心時段盡可能節電10% [9]。接著，19日苫東厚真1號機組恢復正常運轉後，改為往年同樣的「在合理範圍內節電」。
4. 北海道電力公司的燃煤發電機組容量總共有225萬瓩，2017年度燃煤發電量占52%(圖3)，其中苫東厚真燃煤電廠(1、2、4號機組)的合計容量為165萬瓩(占總燃煤機組的73%)，發電量占比推估約達38%，顯示苫東厚真燃煤電廠的停機，對北海道電力供電的重大影響[10]；若扣除北本連線60萬瓩的電力融通，尚有105萬瓩的煤電缺口，此缺口推估占總發電量約24%，相當於節電要求的20%。

圖3、北海道電力2017年度發電量結構[10]

說明 : 水力(3萬瓩以上)占4%、再生能源(FIT電力以外)占11%、FIT電力占8%、燃煤占52%、燃油占23%、電力交易所等占2%  

5. 臺灣也位於環太平洋地震帶，過去大地震也曾造成電力系統的損壞，為防範今後地震可能造成的大規模停電，日本北海道此次大地震造成的燃煤電廠損壞，使得全區大停電，以及採取的節電措施，值得我國參考借鏡。

參考資料

[1] 北海道、いまだ電力足りず　経産省、家庭・企業に2割の節電協力を呼びかけ，環境ビジネスオンライン，2018/9/10。

[2] 需給状況改善のための指示の実施について（9月7日22時36分実施），電力広域的運営推進機関，2018/9/10。

[3] 北海道のみなさまへの節電のお願い，經濟產業省 資源能源廳，2018/9/11。

[4] 北海道胆振東部地震により被害を受けた苫東厚真発電所の点検結果と復旧見通しについて，北海道電力，2018/9/11。

[5] ［北海道地震］全域停電、原因究明へ／発災１７分間の状況検証，電氣新聞，2018/9/14。

[6] 外部電源喪失の泊原発、電気供給が復旧　北海道電力，朝日新聞，2018/9/6。

[7] 北海道における節電サポーターを募集します，經濟產業省，2018/9/9。

[8] 北海道胆振地方中東部を震源とする地震の被害・対応状況について，經濟產業省，2018/9/13。

[9] これまでの節電のお礼と今後の節電へのご協力について，北海道電力株式会社，2018/9/14。

[10] 電源構成・設備データ，北海道。