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從黑暗中學到的事 西葡大停電對台灣電網的警示

2025-05-09 更新
撰稿 專欄作者 俞璟瑤

四月底的大停電,導致西班牙與葡萄牙陷入黑暗。這場席捲伊比利半島的超大規模停電,堪稱歐洲近年最嚴重的電力危機。專家認為罕見的大氣震盪,可能是導火線。從氣候變遷到再生能源挑戰,這場停電凸顯現代電網的脆弱。

電線跳舞不是幻想,「大氣震盪」正在發生


葡萄牙電網營運商REN率先公布,表示這場停電源於西班牙內陸極端溫差引發的「異常大氣現象」。通常電線只是安靜的跨越高空,但其實在某些極端氣候下它們會「跳舞」。高壓電纜因劇烈溫差產生「震盪」,猶如狂風中的琴弦,出現「舞動效應」(galloping)。這不僅可能導致電纜斷裂或短路,甚至讓輸電塔岌岌可危。英國樸茨茅斯大學電力系統工程教授Victor Becerra解釋,極端風力可能加劇電纜晃動,引發機械故障。英國巴斯大學電機工程專家Chenghong Gu補充表示,高溫環境下,電纜與大氣中的電荷相互作用,也可能觸發微小振動,長時間累積導致導線疲勞,甚至斷裂。


但事情沒這麼簡單。國立成功大學電機系教授張簡樂仁,在接受台灣科技媒體中心的訪問時,一針見血的表示,電力系統會發生大停電事故,不會因為只有一個肇因引發,而是一連串連鎖反應造成。

 

電線會跳舞,大氣震盪引發伊比利半島大停電/照片來源:美聯社


再生能源不夠穩?當綠能變成弱點


這場停電不是單一故障,當天中午,西班牙的太陽能與風電發電量超過80%。乍看是綠能運轉的大勝利,實則暴露電網弱點。由於正值午間低用電需求時段,太陽能發電占比飆升至55%以上,傳統發電機(如核能或水力)的慣量貢獻僅10%,讓電網穩定性極度脆弱。


樸茨茅斯大學電力系統工程教授Victor Becerra指出:「太陽能與風力不具備旋轉慣性,難以調節頻率變化。」獨立能源分析師Kathryn Porter直言:「低慣量環境下,電網頻率變化更快,營運商反應時間被壓縮。」當天中午,西班牙電網幾乎全靠太陽能與風力支撐,儲能系統又不足,一旦出現故障,電網宛如斷線風箏,瞬間失控。

 

再生能源不夠穩導致停電連鎖效應,西班牙小鎮只剩下部分燈光。/照片來源:美聯社


不是一條線壞了,是系統出現骨牌效應


更雪上加霜的是,西班牙與歐洲其他地區的電力互聯極為有限。瓦倫西亞理工大學電機系教授指出,西班牙與法國的互聯容量僅4GW,遠低於歐盟訂下在2030年要增加到15%的目標。當法國一條400千伏特高壓線意外斷線,西班牙電網頓時孤立無援,無法從鄰國調度電力,加速了崩潰。


當電網頻率失衡,自動保護機制試圖切斷部分負載,卻因多重故障接連發生,導致全面崩潰。西班牙電網營運商REE坦言,這場危機是頻率振盪失控,引發發電機連環斷線的結果

 

發電系統出現骨牌效應,造成西班牙大停電,路燈、交通號誌全滅。/照片來源:美聯社


最後的希望:傳統發電廠出手拯救


在斷電一片混亂中,系統得以重啟靠的是老派能源,像是水力與燃氣渦輪發電。這些設備具備「黑啟動」能力,能在系統全數停擺狀況下單獨啟動、穩定頻率,再逐步串聯其他網區。

這次事件也顯示科技再新,底層韌性不能丟。失去同步的電網,就像錯拍的交響樂團,沒有穩定節奏,一切只能停擺。


台灣能做什麼?從「不壞」走向「能復原」


看到這場停電事件,台灣能無感旁觀嗎?尤其在氣候變遷加劇下,台灣午後強對流、極端高溫越來越頻繁。濕熱氣候容易誘發導線震盪,若再碰上瞬間高載狀態,災難風險暴增。想要零停電幾乎不可能。關鍵在於:壞得起,也能快速修復。台灣該思考的不只是避免故障,更要強化系統韌性。中山大學教授盧展南在接受台灣科技媒體中心的訪問時也點出:「電網供電韌性的概念須強調與風險共存,韌性規劃須識別電力系統的威脅、影響和脆弱性,並依成本效益制定優先策略。」


大氣震盪是天氣的情緒化,是電網的壓力測試,也是未來能源轉型下難以忽視的變數。下一場災難可能在哪裡?台灣不能只是等它發生。在這個連空氣都可能讓電力中斷的時代,我們準備好了嗎?