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2019年4月16日 星期二

專家傳真-建構電力系統可靠度 台灣可借鏡美國德州經驗


專家傳真-建構電力系統可靠度 台灣可借鏡美國德州經驗

中時電子報 2019415 工商時報

【黃舜賢工研院電網諮議委員、美國德州電力可靠度委員會系規部經理】

 

台灣持續推動能源轉型,離岸風力、太陽能發電等再生能源配比將提高至二成,如何在各種負載狀況下確保系統安全運轉、提高供電品質、確保供電穩定,並讓產業與民眾放心,是政府一直在努力的方向。美國德州負責電力調度的非營利組織ERCOTElectric Reliability Council of Texas),是美國三大電網中唯一沒有跨州運轉的獨立系統,跟台灣電網型態相當類似,當地再生能源發電高占比以及多年的整合和運轉經驗,或許可供台灣借鏡參考。

經過電力自由化等歷史發展因素下,由美國德州議會所責成設立的ERCOT,是個獨立且非營利的中介機構,主要任務就是要維持電力系統的可靠度(Reliability),以及協助發電業者進入ERCOT所管理的電力市場,並使電力的批發與零售市場都能具有競爭性。比如當發電業者有意願建置新的發電設備,並將電力輸至ERCOT的電力系統中,ERCOT就有義務協調輸電業者設置輸電線或是在有限的輸電系統下通過電力調度達到最佳運轉成本。

在能源轉型的過程中,電力的重要性日益升高,如何能夠建構電力系統的可靠度與韌性,更成為各國政府和市場參與者所要面對的挑戰。德州電網規模約為台灣二倍,ERCOT服務範圍含蓋了當地90%的電力負載,最高供電峰值則是在20187月時的73,473MW;同時也因德州領地廣闊,光是ERCOT管轄電網的輸電線長度合計就超過46,500哩。

ERCOT並不擁有任何發電機、輸配電線等設備,或是實際參與市場營運,而是要監督、管控電力市場的運作,並要在最佳的成本效益之下,來維持電網的可靠度,這當中還包括要避免市場機制設計的偏頗,或是有業者出現不當行為,進而影響電力市場的競爭性等;例如在開放競爭的零售市場中,電力公司就會提供許多方案讓用戶選擇,而且可以很方便地經由網路等方式申請。

在能源轉型的發展下,德州電網的結構也受到相當大的衝擊;2018年的裝置容量中,雖仍以天然氣複循環(Gas Combined Cycle)發電占35.6%為主,但風力發電占比也以21.3%居次,並預期和太陽能發電的規模都將持續增加。

更重要的是,面對發電較不穩定的再生能源,要提升電力系統可靠度的挑戰就更高。

像是藉由線上即時的發電數據和業者報價,ERCOT已可達到每五分鐘即時調度,確保能以最低價格來滿足用電需求以及系統可靠度。台灣目標要在2025再生能源發電配比達二成,相信也可能會遇到跟德州同樣的挑戰,面對具發電間歇性的再生能源,良好的調度才能維持供電穩定。

為了落實電力系統的可靠度,ERCOT除了必須依循聯邦政府制定的可靠度標準和監管,在所屬境內也需要受到德州公用事業委員會(Public Utility Commission of TexasPUCT)的管轄,以及由第三方獨立單位進行市場監督。

此外,由ERCOT執行的市場規則或修訂,則是透過電力產業參與者針對各項議題組成的工作小組共同討論和提議,再交由技術諮詢委員會及董事會批准;也就是ERCOT僅能提出建議並根據決議來實行,讓利害關係人來決定電力市場的運作方式。

台灣邁向電業自由化,如何訂出公平不偏頗的電力準則,避免台電球員兼裁判情形,德州運作的經驗或可供台灣參考。


 

 

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發展綠能刻不容緩 改善空污優化經濟


發展綠能刻不容緩改善空污優化經濟

青年日報

為推廣再生能源利用,增進能源多元化、改善能源結構,立法院日前三讀通過討論已久的《再生能源發展條例》部分條文修正案,除要求用電大戶應裝設一定裝置容量的再生能源設備;並明訂2025年再生能源發電設備推廣目標總量,應達2700萬瓩以上。這個修正案的通過,是我國推動再生能源發展的里程碑,不僅能改善國內空氣污染問題,也可優化產業結構,創造更大的經濟效益。

此次修法是2009年《再生能源發展條例》通過之後的大翻修。10年前訂定此條例時,便明確宣示我國推動再生能源政策決心。為了實現此一目標,透過獎勵方式,並引入再生能源躉購制度,鼓勵民間投資再生能源設備,由政府以優惠的躉購費率,保證收購綠電20年。蔡英文總統就任後,進一步將再生能源占比;設定在20%的目標。行政院繼而在20181月通過《再生能源發展條例》修正草案,立法院日前三讀通過,其中最具重要的意義之一,是政府帶頭要求政府機構、公營事業新建、增建、改建公共工程,在條件允許下,優先裝置再生能源,並以法律形式,確定2025年再生能源占比20%的發展目標。

修法精神也符合全球減碳的發展趨勢。根據聯合國最新調查,人類若不減緩溫室氣體排放程度,地球最快將在2030年突破上升溫度1.5度大關。也就是說,全球氣候變化很可能在11年之後失控。在此情形下,發展再生能源,成為溫室氣體減量的重要途徑。根據聯合國「政府間氣候變遷小組」去年10月發表的《全球升溫1.5°C特別報告》,要達到控制地球升溫不超過1.5度的目標,需讓再生能源占比,在2050年成長至77%以上。鑑於我國高達98%的能源需求仰賴進口,且進口的都是會造成污染的「非再生能源」,因此發展再生能源格外迫切。

事實上,這種迫切性已日益明顯。全世界愈來愈多的跨國企業,如蘋果、SONYGOOGLE等,都響應「RE100」行動,也就是100%使用再生能源。由於我國許多廠商,處於這些大廠的供應鏈中,未來勢必也要使用再生能源。蘋果公司在10年,前便訂定目標,要在全球設施 100% 採用可再生能源供電,並鼓勵供應商加入清潔能源計畫。我國仁寶公司為蘋果公司iPad 代工,去年在大陸的工廠屋頂,便安裝太陽能裝置;而本月11日蘋果公司公布僅使用清潔能源企業中,也包括台積電等我國企業。這個趨勢顯示,我國企業要在國際上維持競爭力,使用再生能源是無法迴避的道路。

對於我國而言,發展再生能源還有另外的重要效益提供供電的可靠性。美國商會今年1月公布的《2019商業景氣調查》中,有近九成的受訪者高度憂慮我國電力供給問題。鑑於我國目前的電力結構中,燃煤發電占47%,燃氣發電占34%,核能發電占8%,再生能源僅占5%。若能提高再生能源占比,將強化供電的穩定度。蔡總統日前出席美國商會謝年飯時,便以數據指出,2017年我國有80天備轉容量率降至6%以下,去年已減至29天。蔡總統強調,隨著更多潔淨再生能源上線啟用,我國今年的表現會更好;隨著供電穩定度的增加,將進一步改善我國投資環境,吸引更多外資及臺商回國投資。

另一方面,發展再生能源,也可以創造新的經濟發展機會。自從我國啟動再生能源發展後,公民電廠的發展模式便應運而生。而這次修法也明文規定,獎補助偏遠社區與原住民部落發展公民電廠,兼顧綠能發展與地方創生。根據過去的發展經驗,結合業者與社區力量發展公民電廠,可以促進偏鄉產業發展,帶動青年返鄉;同時也可以改善當地生活品質。國際上許多案例也證明,透過社區綠能公民電廠的收益,可以活絡社區經濟。例如德國公民組織「綠色和平能源合作社」,透過社區居民共同投資,讓所有人分享綠電利益,長期下來,在全民參與下,德國再生能源的發電比例,也從1999年的5%占比,提高到了2017年的33%。

當然,發展再生能源,也將面臨許多挑戰。其中最常被提起的,是再生能源成本過高衍生的電價問題。這一方面須謀求國人共識,畢竟我國電價全球第三低,而過低的價格容易誤導能源與資源的配置;另方面,隨著再生能源發展日益成熟,成本自然會下降,綠電價格也會隨之降低,這方面的擔憂應可獲得紓緩。無論如何,發展再生能源已是國際潮流,我國無法逆勢而行,如何克服障礙,順利達到2025年再生能源占比20%的目標,是當下國人須共同努力的方向。


 

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再生能源修正草案三讀通過,2025 綠電目標 27GW 入法


作者 Daisy Chuang | 發布日期 2019 04 15

2009 年《再生能源發展條例》實施以來,立法院近期三讀完成首次大修,此次旨在最佳化再生能源環境、因應電業法修改以及擴大全民參與,明定 2025 年再生能源設置目標 27GW 以上之餘,也規定用電大戶得設置綠能設備不然就要繳納代金。

立法院 12 日完成《再生能源發展條例》修正案三讀程序,目標 2025 年再生能源發電占比達 20%、裝置量 2,700 萬瓩(27GW),與此同時為加速地方再生能源發展,考量到容量低於 2,000KW 的綠能對中央電網影響較小、設備需求也較低,縣市主管機關將能辦理低於 2,000KW 認定業務,2,000KW 以上則是由經濟部負責。

其中再生能源修正法案也加強公民參與跟提高獎勵措施,增加再生能源資源盤點、輔導成立認證機構,提高綠電跟儲能研發補助等,並鼓勵民眾參與公開的公民電廠,以及原住民設置綠電跟儲能,將對公民電廠、偏鄉等地大有裨益。

配合電業法修正、因應再生能源自由交易趨勢,現也設有躉購費率與自由化交易的切換解決方案,過去業者只能躉購與售電二擇一,現在已增訂直供、轉供及躉購制度並行機制。而此次修法也明確規範輸配電義務跟電網成本分攤方法,像是若自用裝置量未達 2,000KW,得單獨或共同用引接線路與電網。

新修法案也加強企業責任,用電大戶都得設置一定容量的再生能源設備、儲能設備,或是購買再生能源憑證,不然就要繳納代金以促進綠能發展,而怎樣才算是用電大戶?目前是以地方自治標準來算,800 KW 以上之用電大戶須強制使用一定比例綠電,估計會有逾 5 千公司受到影響,不過由於綠電額度每縣市標準不一樣,未來還會再討論契約容量及綠電比例規範,預計半年內可出爐。

若能鼓勵企業採用再生能源,也有助國際大廠來台投資,目前越來越多外國公司開始設定零碳目標,更有 171 間不同規模的公司加入 RE100 聯盟,料想未來也會持續使用再生能源電力產業鏈,此舉或許可進一步提升台灣企業競爭力,就如同先前 Google 向台南太陽能電廠購買綠電一樣。

至於備受外界關注的非核家園目標,此次僅修改《再生能源發展條例》,目前來看能源配比仍以燃煤 30%、天然氣 50%、再生能源 20% 為主。

2018 年九合一選舉後「以核養綠」與「反空污」公投通過,之後經濟部已修改電業法不再為非核家園設定 2025 年的期限,同時評估後也承諾在法定期限 2 年內不再新擴建燃煤機組,達成每年減少 1% 火力發電量的公投要求,至於全新能源配比何時出爐現在還尚未知曉。


 

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再生能源發展條例翻修立意良善,但執行挑戰大


作者 MoneyDJ | 發布日期 2019 04 16  

據此次再生能源發展條例的翻修,有幾個變化可看出政府對再生能源發展的支持,其一為預計在 2025 年時,再生能源應占總發電量的 20%,以 2017 年我國再生能源占比僅 4.9% 的水準來看,達到 20% 的占比仍有很大的成長空間,而綠電的裝置量目標在 2025 年時達到 27GW 的水準,其中太陽能發電目標則維持 20GW 的水準。

除了再生能源占比入法之外,此次修法的重點之一,即是用電大戶需購買一定容量的再生能源、儲能設備,也可以採取購買憑證或是代金的方式,各別公司可以視本身用電的狀況來選擇,此舉不但可以鼓勵企業採用綠電,也可以吸引國際大型企業來台尋求低碳排放的供應鏈夥伴。

另外,此次修法也刪除原先「再生能源的躉購費率不得低於國內電業化石燃料的發電平均成本」,隨著再生能源的發電成本持續降低,在不少地區,太陽能發電都已達到市電同價的水準,故再生能源的收購費率的確不一定需要高於傳統發電成本,也彰顯再生能源的發電愈來愈具有競爭力。

要達成 2025 年發電目標  執行面具挑戰


政府修法支持再生能源發展立意良善,業者也肯定對於總量裝置目標再拉升的美意,惟在執行面,除了躉購費率需要維持合理的水準,才能吸引業者投資的意願之外,更重要是電廠建置週邊的配套以及法規程序的便利性,及地方政府的支援等等,都是造成可否達到 2025 27GW 目標可以達成的重要影響因素。

首先,土地的取得即是一大挑戰,台灣地狹人稠,要取得大規模的土地建置地面型電廠有其困難,農地種地有一定的限制與規範,包括農業產量標準,需檢附相關文件等,而全台不利農作等廢耕農地廣,要轉來做太陽能發電,也要申請地目變更等、繳回土地回饋金以及加徵土地增值稅等程序。

另外,自蓋電廠的饋線問題也一直是阻礙,業者必需自行拉線將電輸送給台電,除了自行拉饋線的成本提升之外,更麻煩的問題是若饋線經過私有土地,地主的抗爭更加深了自建電廠的難度,且逐案與地主討論,甚至還要與多個地主討論曠日費時,沒有一定的制度化,若可以由業主出資,讓台電或地方政府此類具公正力背景來作為整合角色,則可以有機會加速電站的設置。

最後,則是地方的鄉里議題,地面型的大型電站開發,仍常有民眾抗爭,業者普遍可以認為地方民眾的聲音為不可避免,但仍是需要政府持續倡導,對於民眾的不了解給予充分解釋,或者對利益衝突或損害者,合理且理性的回饋鄉里也是可以溝通。

計劃性的推廣  太陽能推廣立竿見影


目前台灣太陽能累計裝置量約近 3GW,在未來 7 年要達到總裝置量 20GW 的目標,仍有相當大的成長空間,2019 年政府目標的裝置量為 1.5GW 也是相當積極,拼綠能的發展,除了公立以及民間的太陽能屋頂、地面電站之外,政府規劃的綠能發電專區,如去年啟動的彰濱綠能專區以及台西綠能專區等等,則具有立竿見影的示範效果,相關的配套也較為完善,此類專區計劃性的去推動綠能建置,則是具有效率的綠能推動方式之一。

至於市場提出綠能終究為不穩定性的發電來源,若在用電高峰,不一定可以提供穩定的發電,就國外的經驗來看,綠電占總發電量約已達 40%-50%,且在發電高峰,瞬間太陽能發電可以完全供應用電需求,此則要仰賴智慧電網的貢獻,若未來台灣綠電占比達 20%,即需要透過智慧電網的調控,結合天氣預報公司的連線,日照充足時由太陽能發電多供應電力所需,日照低時則可使用較多的傳統燃料發電,則可互相配合。

(本文由 MoneyDJ新聞 授權轉載;首圖來源:台電


 

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