學習資源搜尋

次世代綠色能源發展趨勢

2020-09-11

王逢偉 課長

大同股份有限公司


因應全球暖化議題,世界各國多以發展可循環利用的再生能源來降低溫室氣體排放,我國除積極響應降低溫室氣體排放外,亦配合非核家園的目標大力推展綠能能源展業發展,預計2025年全國太陽光電裝置量達20GW與風力發電達到7GW以上,可說是蓬勃發展。

相較於使用化石燃料的傳統發電廠因燃料來源可被預期,因而可使用排程手段來確定發電量與發電成本,而再生能源容易受到外界天候因素影響,其可預期性不若傳統發電廠,再加上現行輸配饋線線路基礎設施的更新速度遠落後於再生能源建置速度因而導致饋線無法消納,因此大量的再生能源即使建置完成,因其不穩定性與饋線無法銷納反而使使用者無法使用到綠色能源,更甚者有可能發生棄風棄光等現象而使得再生能源的使用率下降。

 因此要如何在既有饋線更動幅度不大且又要增加再生能源滲透率,可使用的方法如下 :

1.發展電網級儲能系統:為消弭再生能源間歇性發電造成功率瞬間快速升降對電網的影響,必須將併網型再生能源電力調節器於責任併接點的輸出功率進行平滑化,然而再生能源本身的電力輸出流向為單方向(再生能源往電網注 入),如要實現平滑化功能,必須仰賴允許電力可雙向流動的設備,因此導入並利用儲能系統可快速反應且可允許電力雙向流動的特性,協助再生能源實現平滑化功能,是目前國際上主要的趨勢。

2.擴大電力市場輔助服務參與:輔助服務是指為確保電力系統安全穩定運行之相關手段,除既有基本輔助服務外,近來台電也在大力推展非傳統機組進行輔助服務的參與,在108年台電已經宣布用戶與用戶群代表(Aggregator)可使用需量反應與表後儲能系統參與輔助服務,並預計在109年擴大讓儲能系統參與自動調頻控制與讓掛載低頻電驛的設備參與快速反應服務。而輔助服務除可具有上述功能外,未來也將具有補充備轉、全黑啟動以及無效電力調整與電壓調整等功能。

3.再生能源結合儲能系統直接供電:綠色電力的供應有直供與轉供等手段,然因再生能源的不穩定與價格問題導致在台灣直供選項一直並會是用戶最優先的選擇,另一方面,雖然儲能系統可參與輔助服務擴大其商用效益進而創造新的商業模式,但估計可占既有電力市場的份量仍無法與傳統電力相抗衡;因此有專家提出再生能源結合儲能系統形成新型態的供電系統,利用再生能源幾乎源源不絕的燃料來源與儲能系統具有快速針對電網特性調整的優點,讓原本不穩定的再生能源變成較高且質優的新形態供電來源,讓綠色能源有機會成為供電的主力來源。

4.結合不同商業模式之用戶側小型儲能:自從再生能源開始被大力推展時,分散式供電方式一直是再生能源的發展目標,近年來政府推動百萬屋頂與千架風機等小型再生能源計畫,雖有助於再生能源的推動,但所發出的電力仍主要回送到傳統電網,不足的電力仍需由傳統電網供應,因此在既有之基礎上,若能結合小型儲能系統,讓用戶側的再生能源除自發自用外,多餘的電力儲存於儲能系統中,除可供應夜間電力外,讓用戶原本使用傳統電力為主的模式可以改成使用再生能源為主,甚至可以達到自給自足。另外當用戶側儲能系統容量大到一定程度,更可結合用戶群代表進行各種不同型態的輔助服務增加輸配線路的調度彈性。

我國自然資源匱乏,電力產生原料幾近全須依賴進口,因此未來除繼續進口既有化石燃料外,在如何開發可擺脫仰賴進口燃料的綠色能源時為當務之急,而要強化綠色能源的穩定性除政府有積極有效的引導措施外,積極開發自有相關技術而達到能源轉型進而能源自主。