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    東日本大地震遺緒:日本電力規格還是無法統一 東西電力互相支援能力有限

    2023-03-12 18:07 / 作者 陳家齊

    日本311大地震屆滿12週年,當初因為地震關東缺電,引發日本「東西電」無法互相調度的問題,在12年後重新被媒體討論。儘管目前的新型電器已多半不必擔心日本東西兩邊電力規格不同,導致損毀的問題,這個日本東西電力規格不一致的狀況,現在仍是全球難見的奇景,並造成緊急狀況下電力調度的困難。




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    日本在100多年前發展電力初期,關東與關西分別引進歐陸與美國的發電配電規格,導致現在還是兩邊不統一。圖為柏林近郊的高壓電塔。路透社




    在靜岡縣內,富士川兩旁的同一城區,到現在還是一市兩電的狀況。經過先前的整合後,日本關東的交流電供電頻率統一在50Hz(每秒變動50次),關西則是統一在60Hz。兩種電網以靜岡縣內的富士川以及新瀉縣的糸魚川為界。這使得橫跨富士川的富士市,過一條河就是不同供電規格,富士川以東是50Hz,以西則是60Hz。



    311大震災後,日本關東就曾因核電廠紛紛緊急關閉,電力不足,每天輪流停電。經歷311大地震後,日本曾經檢討過要統一關東與關西的電網規格,讓兩邊可以互相支援供電。但是在檢討過後,發現統一電網將耗費10兆日圓以上(約2.3兆台幣),而且工期將長達40年以上,成本與效益嚴重不符,只好打消統一電網的念頭。



    目前常用的電子產品,包括電視、手機、熱水器、空調設備在內,多已內建變頻器,可以自動在50Hz與60Hz兩種頻率的電流中自動切換。



    但是,抽水馬達、鼓風機、吸塵器、料理攪拌機這些對於電流頻率敏感的電動馬達設備,仍有可能無法自動變換,使用錯誤的頻率會導致過熱燒毀或者出力不足的狀況。舊式的電子鐘也會因頻率不同導致計時錯誤。一般來說,較新式的這類電器也多有切換開關,可以切換頻率。



    日本「一國兩制」的電力系統,起源於當初關東的東京開始發展電燈事業時,引進的是德國製系統,使用與歐陸相同的50Hz規格。關西的大阪則是引進美國奇異(GE)的系統,使用60Hz規格。兩邊在各自發展出規模後,都難以替換設備,與對方統一規格,導致電流頻率不同、難以互通的狀況,至今已經持續126年。台灣的電網採美式規格,交流電頻率是60Hz。



    兩邊的電力不能直接互通,因此需要在關東與關西供電區域的邊界上,設置變頻設備,才能讓兩邊的電力互通有無。但是,變頻設備的轉換能力上限,也就成為雙方供電互通能力的上限。



    根據《日本經濟新聞》報導,2011年震災發生時,能夠聯通關東與關西的變頻設備,總處理量僅有100萬千瓦的能力。至於北海道與本州之間的輸電線路,承載量僅60萬千瓦,無法在本州出現缺電時承擔供電。而當時日本在夏季缺電幅度,有可能達1,000萬千瓦。



    到2022年,日本加強電力融通機制後,關東與關西之間變頻設備的處理能力依舊僅有210萬千瓦,預計在2027年度增加到300萬千瓦。




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