台經社論

建設智慧電網以促進綠能普及 [2016/02]

根據2015年國際能源總署的統計資料顯示,過去十年各種再生能源發展與成長超過預期,2014年新建電廠中有將近半數為再生能源,全球性的能源轉型正在進行,再生能源在目前已經成為主流能源之一。為對抗全球氣候變遷,將全球平均氣溫增幅水準控制在工業革命前攝氏兩度以內,先進國家多已研提自主貢獻(Intended Nationally Determined Contributions, INDCs)目標,降低化石能源使用比例,擴大再生能源利用,提高能源的利用效率,降低能源密集度。在各國積極推動減碳政策下,2015年到2040年全球對發電方面的投資將有高達60%投入再生能源,主要領導投資國將會是中國、歐盟、美國與印度,再生能源將有機會成為全球主要電力來源。

風力、太陽光電等再生能源的電源不穩定,當其併入電網之容量占比逐步提高而達到某個程度時,自亦影響電力系統的穩定度。近年來英國與日本已經發生電網間歇性發電接納容量對擴大再生能源利用的限制課題。日本訂定2030年再生能源發電量目標53GW,但2014年底已經突破65GW;由於輸配電網容量不夠,也沒有儲電設備,導致日本電力公司暫停與再生能源業者簽訂新的電力收購合約。英國部分地區由於電力系統老舊,輸電線路網容量不足,因電網間歇性發電接納容量達上限,限制再生能源電力饋入電網,新用戶要將再生能源饋入電網至少需等待三至六年以上。電網間歇性發電與現有輸配電系統之接納容量已成為限制再生能源發展的最大瓶頸。

智慧電網是透過資訊、通信與自動化科技,建置具智慧化之發電、輸電、配電及用戶的整合性電力網路,強調自動化、安全及用戶端與供應端密切配合,以提升電力系統運轉效率、供電品質及電網可靠度,並促進再生能源擴大應用與節能減碳之政策目標。虛擬電廠概念是於配電系統項下整合分散式發電與儲能設備、需量反應與能源管理系統,期望城市居民角色從過去電力的消費者外,有時也能彈性扮演能源的生產者,換言之就是希望消費者可以依特定條件調節電力消耗或配合分散式發電設備的設置成為電力供應者。虛擬電廠系統技術配合電力市場自由化可吸引企業整合需量反應、分散式電源如太陽光電、風力發電、儲能設備、燃料電池、汽電共生等參與發電事業,彌補未來穩健減核後之容量缺口,帶動綠能產業與新興電力事業發展。

因應國際減碳壓力與穩健廢核所擴大之電力缺口及二氧化碳排放,經濟部規劃「新能源政策」及「三個再生」政策目標,擬擴大再生能源與液化天然氣利用,除推動「陽光屋頂百萬座、千架海陸風力機」,並分別擴大太陽光電設置、優先推動離岸風場及加速地熱商轉。2015年經濟部進一步擴大再生能源總裝置容量目標量,由原規劃2030年1,085.8萬瓩,擴大至1,725萬瓩,增加1.5倍,屆時裝置容量將占台電電力系統三成以上。

我國目前的電網結構以單向輸配、單向控制為主,其搭載之保護裝置亦為單向,使用端則裝設機械式電表,並非數位式電表,在遠端監控與雙向資訊回饋調度上有實行的困難。要導入分散式電源、提高電網效率及維護整體電力系統安全,必須發展分散式電源技術及智慧型電網管理系統,藉由供應及負載端之雙向回饋監控、配合需量反應、即時監控及決策機制以同時由區域性調度達成區域性負載平衡,並與市電電網做資訊交換及併聯。以台灣現有電網架構,若區域之再生能源占比達5%以上,將會衝擊台電系統區域運轉之穩定性。目前部分縣市已面臨饋線容量不足,阻礙再生併網限制區域綠能發展。

行政院於2012年將智慧電網列入「國家節能減碳總計畫」標竿計畫,共組跨部會「智慧電網推動小組」,全力推動智慧電網,目前已實際推展到台電澎湖區處之配電系統、屏東縣林邊鄉、澎湖縣東吉島、台北市供電瓶頸地區公共住宅、101大樓等處進行實場域驗證。台北市興隆公共住宅為全台第一處公共住宅納入智慧電網,智慧電網建置規劃項目包含:(1)智慧建築與家庭能源管理系統;(2)綠色公共用電微電網;(3)智慧電動車充電整合管理系統;(4)智慧電表等四大項目,配合導入用電可視化、自動化節電管理、自動需量反應、時間電價等措施,將提高用戶自主節能意願,提高電力使用效能,降低二氧化碳排放。

2015年巴黎的聯合國氣候變化綱要公約第21次締約國大會,全球195個國家通過嶄新的巴黎氣候協議,將努力控制地球溫度不升高攝氏兩度,以減緩氣候變遷的衝擊。2015年6月立法院通過《溫室氣體減量及管理法》,明定我國2050年的溫室氣體排放量要降為2005年的50%以下。目前尚待各部會以新設定減碳目標,提出可行的對應減碳做法。可預期國內再生能源推廣目標在溫室氣體排放減量壓力下,未來將再進一步提高。配合智慧城市及經濟部「智慧節電計畫」,台北、台南、桃園、新北市政府已展開智慧電網推動規劃,建議國內應持續加強智慧電網建設以支持綠色能源永續發展,協助產業布局海外市場。

本院:104 台北市中山區德惠街16-8號
電話:總機 +886 (2) 2586-5000,傳真 +886 (2) 2586-8855 聯絡我們

南台灣專案辦公室:807 高雄市三民區民族一路80號43樓1-2
電話:(07)262-0898,傳真:(07)398-3703,聯絡人:詹佳融

© 2015 台灣經濟研究院 版權所有. 隱私權聲明