時事關注

微電網系統市場發展面面觀
洪幼倫

2018/12/17

    微電網(micro-grid)系統基本組成包含分散式電源、儲能系統、負載及能源管理系統,在併網或未併網的情境皆可以孤島運轉。微電網系統組成可以根據各地區負載需求、天然資源特性及基礎建設條件,於各地區發揮不同的功用。由於微電網技術發展已逐漸成熟,使用再生能源設備供電成本在特定條件下有機會具市場競爭力,現階段儲能系統價格是否能夠持續下降及其設備使用年限是否可延長,以降低整體微電網系統初期投資成本與供電成本,為影響用戶導入微電網系統意願主要因素。

 

一、微電網系統供電成本趨勢

    微電網系統所使用之分散式電源因技術發展成熟,設備價格下降趨勢已漸平緩,而儲能系統於近年才漸有示範應用與商品化的情況下,設備價格隨著技術進步與市場競爭提高等原因明顯持續下降,而在儲能系統價格相較高的情況下,現階段儲能系統占微電網系統初始設備成本比例可能超過60%。因此,本文係以現有應用市場微電網系統組成之設備價格發展趨勢,探討未來微電網系統供電成本變化與其潛在影響,並將著重儲能系統價格變動之探討。微電網系統供電成本可以發電均化成本(Levelized Cost of Electricity, LCOE)表示,利用微電網系統中各式設備的期初投入成本、系統運轉期間每年營運與維護成本及各年度系統淨發電量等要素計算之。

 

    參考國內微電網系統關鍵設備市場價格現況與未來價格趨勢分析,在太陽能模組價格每年下降7%、儲能電池價格每5年下降50%、逆變器與電力轉換器價格每年下降7%、儲能電池使用年限於2030年可延長約一倍、及電價每年成長3%的情境假設下,建置於本島地區的太陽光電系統發電均化成本預計於2025年前便可達到與市電平價水準,太陽光電整合儲能系統發電均化成本則預計於2025年至2030年間才可達到與市電平價。而建置於離島地區的太陽光電系統現階段已可有效降低離島地區發電成本,但太陽光電整合儲能系統的發電均化成本則預計至2030年才可達到與市電平價。

 

二、微電網系統供電成本變化對市場發展影響

(微電網系統供電成本下降可擴大應用市場規模

    在預期微電網系統供電成本可望因再生能源發電成本與儲能系統成本大幅下降而具市場競爭力之情況下,可能提高用戶側利用微電網系統將電力自發自用之意願,進而擴大微電網系統市場規模。國內現階段較具潛力之建置地區包含台灣本島都會地區、工業區、偏遠地區、及有大型電廠的離島地區;國外則有都會地區與工業區。

 

(新型商業模式與電力供應型態提高對微電網系統需求

    1.加速偏遠地區電氣化進程

    微電網技術的發展已經改變電力事業建置基礎建設提供用戶供電服務模式。在傳統上,電力公司為提供用戶電力,需依序建置大型集中式火力電廠、輸電線路、配電線路、於用戶端裝設電表開始供電,前述電氣化進程需花費近十年以上。微電網技術改變偏遠地區電氣化作法,電力事業直接於尚未電氣化區域建置配電等級微電網系統供給用戶電力,整體時程約兩年內即可開始供電。同時也展開發電廠與輸電線路建置工程,待輸電線路到達該區域後,利用既有儲能系統使用空間直接改建為變電所與配電線路連接,完成電氣化工作。

 

    2.區塊鏈技術促進區域小型能源市場交易

隨著儲能系統成本下降,微電網系統供電成本越具市場競爭力時,用戶投資微電網系統相關設備意願便可能越高,區塊鏈(Blockchain)技術可能成為促進區域小型能源市場交易之機制,在自由競爭的市場下利用較低成本的方式進行能源交易。例如美國已有太陽光電系統商在紐約布魯克林區舊大樓建置太陽光電系統供住戶或售予他人使用,並以區塊鏈技術進行財務面利益分配。未來電力網路可能是由許多相互連接的微電網系統所組成,在微電網系統內的發電與用電需達到自我平衡,或透過與彼此之間的電力交易取得平衡,但此種用戶間直接交易的新型商業模式,應等到電力市場完成改革後才會開始,或者需先以小規模的先導示範計畫試行。

 

    3.參與未來再生能源憑證交易市場

    電業法修正案通過後,已開放綠電買賣自由化,為配合電力事業架構,再生能源憑證與其介接方式可分成四種樣態,包含(1)直供綠電;(2)轉供綠電;(3)透過再生能源售電業供予綠電,以及(4)自用發電設備設置者之自發自用綠電。微電網系統擁有者將可透過第四種方式,自行向憑證中心申請憑證,將電證分離之憑證透過再生能源憑證媒合機構,依合約將其所申請憑證之環境效益轉讓予綠電需求戶,以獲得額外的經濟效益。

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