192期
2017 年 8 月 23 日
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20%再生能源、300萬戶智慧電表:台灣的十年能源轉型計畫
吳碧娥╱北美智權報 編輯部

2024年:完成300萬戶低壓智慧電表佈建;
2025年:完成20GW太陽光電系統佈建;
2025年:完成電力系統再生能源滲透率達20%。

根據政府能源轉型藍圖,2025年再生能源發電占比要達20%、相關再生能源的裝置容量將達40%,轉換時間僅有短短10年。也就是說,若要達成以上目標,台灣現在就必須開始大量佈建置再生能源系統了!

台灣能源轉型計劃於2025年達到50%天然氣、30%燃煤及20%再生能源的發電結構,但今年8月15日突發的一場大停電,讓台灣長期隱憂供電問題再次浮現。對此科技部長陳良基曾表示,台灣的問題在於能源轉型速度要加快,如分散式電場、電網與智慧電網等速度還能再加快,希望透過智慧電網佈建解決供電不穩的問題。[1]

所謂「智慧型電表基礎建設」(AMI),可分為智慧型AMI電表通訊系統控制中心(MDMS)等三個層面,將電表資料透過資通訊(ICT)技術傳送回電力公司,以進行電費計算自動化、巨量資料(Big Data)等相關應用。根據智慧電網總體規劃方案,第一個五年(20162020),必須完成100萬戶低壓智慧電表的佈建;而在第二個五年(20202025年),必須再佈建200萬戶(詳細規劃請見表一)。

圖一、AMI基礎建設簡介

資料來源:2017年台灣智慧電網技術發展研討會,王金墩簡報

表一、系統整合創新智慧電網推廣應用進程 (草案)

資料來源:2017年台灣智慧電網技術發展研討會,林法正簡報

第二期能源國家型科技計畫智慧電網主軸中心召集人、中央大學電機系講座教授林法正指出,全世界以「集中式發電」發展的電力系統,已超過100年,整體佈建與調度均是以大型集中式發電廠為中心,台灣亦不例外。但在未來,台灣整體電力系統佈建與調度將由「集中型」劇烈轉變為「分散型」、從強化供應面管理轉換為重視需求面管理,根據政府規劃,2025年再生能源發電占比要達20%、相關再生能源的裝置容量將達40%,而且轉換時間僅有短短10年,也就是說,現在已經到了必須開始大量佈建置再生能源系統的時刻了!

圖二、第二期能源國家型科技計畫智慧電網主軸中心召集人林法正,說明台灣106~115年的智慧電網藍圖規劃。

吳碧娥/攝影

圖三、低壓智慧電表佈建期程

資料來源:2017年台灣智慧電網技術發展研討會,王金墩簡報

台電綜合研究所負載管理研究室主任王金墩指出,台電現正積極辦理AMI佈建,因為依照行政院版規劃,2018年必須完成20萬戶低壓智慧電表;2020年需完成100萬戶、2024年完成300萬戶。為了實現這個目標,台灣的智慧型電表基礎建設已在如火如荼進行中。因應政府能源配比與政策的轉型,台電必須重新檢討原規劃的智慧電網構面,經過逐一檢視檢討建立起跨系統、跨構面的共識後,才能齊一步調、落實執行AMI基礎建設。

圖四、台電綜合研究所負載管理研究室主任王金墩說明台電未來對於智慧電網的規劃。

吳碧娥/攝影

林法正在「2017年台灣智慧電網技術發展研討會」中,談及台灣在106~115年的智慧電網規劃藍圖。具體而言,未來十年的發展願景可從再生能源系統整合技術微電網整合技術虛擬電廠整合技術區域能源整合技術這四項層面談起。

圖五、台灣綠能高占比智慧電網5~10年發展願景

資料來源:2017年台灣智慧電網技術發展研討會,林法正簡報

具電網輔助服務功能之中大型再生能源電廠

2025年台灣太陽光電與離岸風力電廠之裝置容量預計分別達到20GW與3GW,為解決再生能源供電不穩定及併網問題,中大型再生能源電廠必須具備輔助服務功能(BESS and PQ control),協同輸配電系統維持電力品質及供電穩定度。林法正指出,未來台灣中大型再生能源電廠將具有提供頻率響應、電壓升降控制、實虛功管理等輔助服務之能力,搭配儲能系統可將再生能源發電平滑化,及提供緊急快速放電能力及最佳充放電策略等功能,以維持電力品質及電力系統供電穩定度。藉此台灣綠能相關產業將可成為全球中大型再生能源電廠營運與逆變器智慧整合科技,及輔助服務市場機制的領先者。

城市級虛擬電廠

發展虛擬電廠系統技術,配合電力市場自由化,可吸引用戶導入需量反應、再生能源設備、儲能設備、燃料電池等分散式電源設備,共同參與電力事業,彌補未來穩健減核後的容量缺口,進而帶動新興綠能與電力事業。智慧電網主軸團隊和台北市政府在興隆公宅建置台灣第一座城市級虛擬電廠,此模式可大量於各縣市的公宅與私宅推廣,帶來更大規模節能效益,創造國民綠能源新經濟。主軸團隊也和芬蘭、捷克進行城市合作,逐步促進都會區微小需量參與需量反應,擴大都會區可抑低需量來源。隨著智慧電表佈建,城市級虛擬電廠可擴大需量來源及穩定都會區電力供應。

離島推動綠能高占比智慧電網及微電網

林法正表示,台灣小型離島可全面建置無人化管理的微電網系統;台灣大型離島則可推動綠能高占比技術,使綠能充份運用,同時降低離島發電成本與供電品質改善,並建立符合成本效益的太陽光電、風電、儲能、柴油發電機容量配比,建立起離島綠能高占比的智慧電網推廣模式。離島或偏遠地區使用微電網,可提高離島或偏遠再生能源發電、減少使用燃油發電、提升供電品質,台灣微電網技術推廣已開始推廣到緬甸、泰國、印尼、馬來西亞、中國大陸等國家,有機會成為全球微電網技術領先者。

區域能源管理體系

台灣各區域的能源利用與再生能源有其特色,例如北部為能源需求中心、中部擁有離岸及陸上風力發電資源、南部太陽光電資源充沛、東部則有豐富的地熱、海洋能源,因此北中南各地的能源規劃不盡相同(詳見表二)。

智慧電網技術及虛擬電廠商業模式可驅動台灣能源整合、建構綠色能源供應體系,各縣市政府可配合電力事業開發,成立區域智慧能源管理中心,整合現有節能、創電、產業政策,善用區域資源擴大綠能使用、提高電能使用效能與節電意願、降低各地的缺電風險。

表二、台灣各區域能源利用與再生能源特色

北部地區

尖峰用電仰賴南電北送,北部為大型能源需求中心以需量管理為核心。

中部地區

未來擁有離岸及陸上風力發電資源,適合發展風光互補系統,實行中部虛擬電廠概念。

南部地區

太陽光電占全國70%以上,適合發展太陽能搭配儲能系統,實行南部虛擬電廠概念。

東部地區

地熱、海洋能資源豐富,供應東部用電問題,解決輸電難度。

資料來源:2017年台灣智慧電網技術發展研討會,林法正簡報

加速智慧電網開發 傳統的燃氣發電仍不可或缺

西門子與德國在台協會、德國經濟辦事處及台灣永續能源研究基金會,於今年7月底在台舉辦「2017 台灣永續峰會」也倡導實現能源轉型,西門子董事會成員Mr. Neike強調,台灣必須加速開發智慧型電網,確保可靠的能源管理系統與軟體平台的建置,從而提升台灣電網的穩定性與效率。不過,再生能源目前尚不足以提供穩定基載電力,傳統的燃氣發電仍然是可靠的電力供應來源。目前已有提升整體能源供應鏈效率的相關技術解決方案,相信數位化技術可更進一步大幅提升能源效率。

表三、「2017台灣永續峰會」實現能源轉型六項核心聲明

一、整合政府、人民和技術的全方位策略,是實現能源轉型的關鍵。
二、能源安全是產業及經濟的基本要件。
三、再生能源對能源轉型成功與否至關重要,但傳統的燃氣發電同樣不可或缺。
四、穩定暨智慧的電網是確保成功能源轉型的能源基礎建設。
五、台灣公部門宜整合氣候資源,創造理想投資環境,促進民間企業投資及技術開發。
六、全面提升整個能源供應鏈效率,以利保育天然資源。

資料來源:德國經濟辦事處

 

資料來源:

 

作者: 吳碧娥
現任: 北美智權報資深編輯
學歷: 政治大學新聞研究所
經歷: 驊訊電子總經理室特助
經濟日報財經組記者
東森購物總經理室經營企劃

 

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