分散式綠色區域電網發展趨勢

台灣經濟研究院副所長陳彥豪在 「分散式綠色區域電網發展趨勢」 簡報中，建議規劃「分散式電力供應系統驗證」，項目包含區域能源整合技術研究、運作方式、法規機制、商業模式構想等。陳彥豪表示，全世界以集中式發電而發展的電力系統已超過100年，整體的調度與布建均是以大型集中式發電廠為中心，台灣也不例外。在國際間積極推行減碳政策下，隨著太陽能、風能等再生能源發電成本下降，全球性的能源轉型正在進行。然而，擴大使用再生能源將面對再生能源與傳統電力系統整合、系統運作靈活性、系統穩定性、能源事業效率及市場架構等新課題。而政府推動2025年達成非核家園政策，提高綠能發電比例，可預期台灣將經歷重大的能源與社會轉型工程。隨著國內分散式再生能源蓬勃發展，台灣能源系統將朝向多能源共存、分散式、區域化方向發展。未來能源系統必須整合各種型態電源，以用戶為中心，利用資訊通訊技術結合再生能源、電能儲能系統、智慧電表等設備，搭配最佳化能源管理系統，促進節能並降低尖峰負載，以更有效率的方式建構智慧綠色能源系統。因此，他建議配合電業法修正、國家綠電市場開放發展分散式電網等目標，規劃「分散式電力供應系統驗證」，其中，包含區域能源整合技術研究、運作方式、法規機制、商業模式構想等。

分散式電力供應…新趨勢, 2018-10-09, 經濟日報 記者吳秉鍇／台南報導



分散式綠色區域電網發展趨勢 (簡報中文版)

2018綠能科技國際研討會　聚焦綠能前瞻技術發展

分散式電網

過去一個世紀以來，許多區域電氣化以規模經濟方式推動，以大型電廠產生數百或是數千百萬瓦(MW)等級電力，透過輸電與配電網路提供在遠處的用戶可負擔的電力。長久以來各種分散式發電設備在技術上發展已經成熟。近年來隨著產業生產規模與新開採技術發展，太陽能和天然氣也成為低成本電力來源之一，相較於傳統大型電廠，運用這些來源的發電設施可以就近設置於用戶附近，不需透過長距離輸電線路便可就近供應電力。這些電源於特定區域在電力供應成本上已經有機會可以和傳統大型電廠競爭。

近期分散式發電設備發展正處與轉折點，在特定應用上分散式發電將會是成本最低的電力提供方式。然而這些分散式發電若要真正具有競爭力，整個分散式系統必須能夠和整體電系統協調整合運作。為實現分散式系統，目前有很多新技術正在同時發展，例如先進控制系統；更能緊密結合、具有智慧和效率的電力轉換器；智慧電表；快速發展的物聯網以及從大數據中取得決策資訊的能力。

隨著電力來源風貌的持續轉換，未來十年、二十年後的電網樣態也已開始浮現。在發電朝向分散式發展，太陽光電或風力發電等再生能源擴散之際，許多用戶開始自行產生自己需要的電力。根據德州大學奧斯丁分校Robert Hebner教授的觀點，在此同時連結到每個家庭或企業的配電網路，將很有可能變得更像是交涉協調平台，而不只是在不同地點間輸送電力的系統。在電網不斷的改進中，經典電網的型態將在十多年後逐漸成形。

微電網是另一個電網革新的發展方向。微電網由一群相互連結的電源和負載所構成，其規模可以小到各別家戶，大到單一軍事基地或校園。微電網可以無限期的獨立運作，如果內部變動對平時連結的大電網造成不穩定，也可以將自己快速脫離。在自然或人為災害時這是很重要的特性，例如在美國颶風來襲時，多數地區因系統故障沒有電力供應，然而95%的電力供應中斷是由5%電網受損而造成的。電網有效的分配，可將損失適度的限制在特定區域。只要實體上沒有受損、可以連結到電源(無論是天然氣、太陽光電或是風力)，微電網就可以持續運作。

長期而言，微電網技術普及的時間要視技術經濟性和對應的法規限制而定，屆時很可能電網將會演化成一系列相互連結的微電網。在芝加哥、匹茲堡及台灣，很多建置這類型微電網聚落的建議提供給電力公司。這些相互連結的微電網聚落可以相互分享電力，配合與所謂的經典電網互動，最小化能源成本，最大化電力系統妥善率。

分散式發電的擴展及微電網的興起，其發展形式將受到物聯網技術普及與大數據影響力增加等因素影響。當感測器、微型控制器、其他物聯網軟體及設備產業成熟，將會支持分散式發電更容易、更低成本的嵌入未來以資料為驅動力的電網或微電網中。雖然要達到這種複雜精密電網並不容易，但是這樣分散式電網發展趨勢已經在發生，值得期待。



教育部潔能系統整合與應用人才培育計畫-能源教育資源總中心 專家專欄

自願性再生能源市場發展趨勢與機會

由於再生能源等潔淨能源科技對於企業已經可提供例如環境效益、價格穩定等各式各樣的利益，在新市場中對於購買再生能源的興趣正在興起。許多於不同國家擁有設施及供應鏈的大型企業對於透過既有電網採購再生能源感到興趣，國際上許多企業也正在增加對獲取再生能源的承諾。企業使用再生能源可幫助企業達到溫室氣體減量目標、降低傳統電力燃料價格波動風險，而且再生能源電力依靠在地自然資源，可有效提升能源自給比例，保障能源供應安全。企業買家具有引導新設再生能源實際發展或協助推進新興或成熟的再生能源市場潛力，具有規模的採購與投資對於再生能源市場已經產生影響。各國政府可促進企業投資進而建立健全再生能源自由交易市場，做為進一步推升再生能源發展機制及動能。

《電業法》修正條文已於2017年1月26日總統府公布實施，於電業劃分中新增再生能源發電業及綠能售電業，開放綠電直供及轉供，以及再生能源售電業自由買賣。在國內開放再生能源自由交易後，國內綠電市場導向「躉購制度」與「自由交易」並行的雙軌制。由於不同再生能源發電特性不同，用戶的用電模式也各有特色，可預期未來台灣再生能源自由交易還有會更多不同創新商業模式產生，因此如何以自身的用電特性，擬定購電合約採購再生能源，在保障買買雙方權益前提下謀求最大利益，尚需歷經一定的學習過程。本文分析國際再生能源市場發展趨勢、自願性使用再生能源與溫室氣體管理制度鏈結、企業自願性採購再生能源發展及台灣自願性再生能源市場發展機會，供國內有興趣參與自願性再生能源市場企業參考。



中華民國環境工程協會電子報，2018年8月

台灣發展智慧電網系統整合創新技術佈局策略建議

全世界以集中式發電而發展之電力系統已超過100年，整體之調度與佈建均是以大型集中式發電廠為中心，台灣亦不例外。在國際間積極推行減碳政策下，隨著太陽能、風能等再生能源發電成本下降，全球性的能源轉型正在進行。然而擴大再生能源使用將面對再生能源與傳統電力系統整合、系統運作靈活性、系統穩定性、能源事業效率及市場架構等方面的新課題。政府推動2025年達成非核家園政策，提高綠能發電比例，可預期台灣將經歷重大的能源與社會轉型工程。隨著國內分散式再生能源蓬勃發展，台灣能源系統將朝向多能源共存、分散式、區域化方向發展。未來能源系統必須整合各種型態電源，以用戶為中心，利用資訊通訊技術結合再生能源、電能儲能系統、智慧電表等設備，搭配最佳化能源管理，促進節能、降低尖峰負載，以更有效率方式建構智慧綠色能源系統。本研究參考國際經驗，從分散式電源、需量管理、儲能系統及智慧能源整合發展趨勢，研提台灣發展智慧電網系統整合創新技術佈局策略建議，供各界參考。



智慧能源整合發展與應用介紹(簡報)

台灣智慧電網產業海外推廣實踐

國內智慧電網發展在智慧電網主軸專案計畫與經濟部能源資通訊技術發展帶動下，已有許多智慧電網示範場域展現國內智慧電網技術發展成果與能量。然而台灣智慧電網產業推動受限於國內市場規模太小，開拓海外市場是產業永續經濟之必要手段。國際電力基礎建設市場具獨占性，新開發系統設備企業缺乏實績，且投資報酬率低，開拓海外市場不易，因此台灣智慧電網產業發展策略在產業面須推動產學合作，開發先導性系統與設備、引進國際標準，整合國內外產業鏈，開發利基商品、並建設國內外智慧電網示範場域，協助技術商品化系統與設備獲取運轉實績。本文介紹台灣經濟研究院整合成功大學、中原大學、核能研究所、大同公司、中興電工、四零四科技及健格科技在智慧電網與資通訊相關研發能量，針對國際智慧電網潛力市場需求，依據當地電力系統規格，進行「模組式微電網」、「虛擬電廠供電服務系統」、「儲能系統併聯」之技術系統與設備商品化，並於海外建立示範運轉實績，落實技術產業化，帶動產業開拓海外市場。

再生能源憑證制度與市場介紹

綠色電力係指使用再生能源如風能、太陽能、地熱、生質能等所轉換產生的電力，在生產過程中為環境帶來的衝擊相對較小，具有環境外部效益。一般而言，由於物理電流不具方向性，故當綠電併入電網後使用者無法區分電力來源與計算綠電實際使用比例，因而不易評估用戶使用綠電所產生的效益與影響。因此，較為實務的作法係藉由再生能源憑證制度將再生能源電能所代表的環境效益具體呈現，使得環境效益無須經過綠電物理鏈結即可實現交易與效益轉移。目前國際多利用再生能源憑證的推動以滿足自願性綠色生產或為滿足各國政府自願性再生能源目標之業者或一般用戶的需求，並透過此制度增加再生能源發電業者及自用再生能源發電設備擁有者之收入，分攤再生能源建設的高成本支出，鼓勵民間資金投入再生能源發展促進自發性使用再生能源市場形成。

我國設定2050年溫室氣體排放量降為2005年排放量50%，推動2025年非核家園，提升綠能發電比例至20%等政策目標。電業法修正條文已於2017年1月26日總統府公布實施，開放綠電直供及轉供，以及開放再生能源售電業自由買賣。此外，許多大型國際企業承諾使用100%再生能源，並鼓勵供應商逐步提高再生能源之使用，以期帶動國際綠色供應鏈形成，國內企業因此對再生能源憑證需求日益漸增。鑒於國際主要國家已建立相關再生能源憑證制度與管理機制，提供企業作為使用再生能源之證明，行政院能源及減碳辦公室於2016年8月決議推動建構再生能源憑證機制，發展臺灣自願性再生能源市場。本文介紹國際間主要國家之再生能源憑證制度、運作方式與管理機制，並介紹我國再生能源憑證制度、市場供需情境及架構、推動示範計畫、國際接軌推動策略等，提供各界參考。

儲能系統價格趨勢對微電網市場發展之影響

近期由於微電網技術發展已逐漸成熟，且使用再生能源設備供電成本在特定條件下已有市場競爭力，現階段儲能系統價格是否能夠持續下降及其設備使用保固年限是否可延長，為影響用戶導入微電網系統意願的主要因素。本研究蒐集國內外微電網系統的市場與太陽能模組、風力發電機、儲能電池、逆變器等微電網網組成關鍵設備價格現況及趨勢資料，分析微電網系統內設備價格趨勢對於微電網系統供電成本的影響，同時探討微電網系統供電成本變化對於微電網市場發展影響，據此提出我國微電網系統產業發展策略建議。

以地方政府作為用戶群代表擴大都會區可抑低需量作法

都會區用電集中，主要為服務業及住宅用電，而由地方政府負責管理的所屬行政機關建築、公共住宅、公有市場、區民活動中心、健康服務中心、汙水處理廠、停車場、公園、交通設施等，用電量約占地方整體用電的5~10%。受限於現行制度及技術門檻，多數都會區需量資源尚未能開發。隨著工業用戶尖峰負載抑低容量趨近飽和及智慧電表佈建，都會區微小需量參與需量反應可擴大需量來源及穩定都會區電力供應。本研究提出以地方政府建構專屬能源管理系統作為用戶群代表，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的構想。

微電網系統供電成本分析模式介紹

微電網(Micro Grid)的主要概念為，將分散式電源以電力電子與資通訊技術(ICTs)為核心進行系統整合(Integration)，以取代傳統電源的個別併網方式。微型電網應用範圍與分類依其電力等級、系統形式、與使用者類型可分為村莊微電網(Village Micro Grid)、柴油發電微電網(Diesel Mini Grid)及城市(鎮)微電網 (Urban Mini Grid)三種。村莊微電網為非併網系統，多用於電力基礎建設落後地區，提供基礎電力改善生活品質。柴油發電微電網亦為非併網系統，利用於島嶼、村落等不易併聯大電網區域，降低柴油發電成本和化石能源利用、提升電力普及率。城市(鎮)微電網則用於已具備電力基礎地區，建立次世代配電系統，使配電網可孤島運轉，以提高電力供應安全與再生能源使用。

微電網的經濟性是其吸引用戶並得到推廣的關鍵之一，而微電網的經濟效益是多方面的，對用戶而言，經濟效益在於能源高效利用、環保以及安全可靠的客製化電能服務，而最佳化資源配置和提供高效率能源，則是微電網具有經濟效益的主因。本文將分別介紹非併網型與併網型微電網供電成本分析模式，於離島地區、本島偏遠地區或都會區推廣微電網系統時，可於系統設計階段納入經濟效益分析，規劃微電網最適系統組成與裝置容量配比，並可根據使用者需求選擇設備種類，分析比較不同組成與裝置容量配比的供電成本，提供有意願導入的使用者進行初步經濟效益評估。

德國與各國再生憑證制度比較

綠色電力係指使用再生能源如風能、太陽能、地熱、生質能等所產生的電力，在生產過程中為環境帶來的衝擊相對較小，具有環境外部效益。一般而言，由於物理電流不具方向性，故當綠電併入電網後使用者無法區分電力來源與控制使用綠電之純度，亦較不易評估使用綠電所產生的效益與影響，因此較為實務的作法係藉由再生能源憑證制度將再生能源發電之電力與其所代表的環境效益分開，使得環境效益無須經過綠電物理鏈結即可實現交易與效益轉移。目前國際多利用再生能源憑證的推動以滿足自願性綠化生產或為達成各國政府自願性再生能源目標之業者或一般用戶的需求，並透過此制度增加再生能源發電業者及自用再生能源發電設備擁有者之收入，分攤再生能源建設的高成本支出，鼓勵民間資金投入再生能源發展促進自發性使用再生能源市場形成。

而歐盟層級的發電來源證明（EECS-GO），其概念與架構係承襲再生能源憑證制度，目的亦是希望藉由將電力市場中的物理性電力和環境價值分離，使其得以在歐洲單一市場內分開進行交易，據以推動歐洲綠能電力的普及，本文將以德國作為研析歐盟電源證明制度的代表國家，介紹該國綠電電源證書系統與運行機制，並進一步與其他國家進行比較，歸納其機制運行特色以作為我國建置再生能源憑證制度之參考。

臺灣再生能源憑證推動作法研究

臺灣於2025若要達成非核家園目標，且2050年溫室氣體排放量須降為2005年排放量的50%，未來再生能源發電量占比須高達20%以上。目前我國採取非自願性之躉購制度鼓勵再生能源裝置量成長，因此再生能源發展基金之補貼壓力將日益漸增，而推動自發性再生能源市場發展可降低補貼壓力並建立具獨立與競爭性之再生能源市場，為刻不容緩之政策方向。同時由於歐美國家積極採取因應氣候變遷之減量及調適作為，鼓勵全球供應商使用再生能源，綠色供應鏈成為全球發展趨勢，而臺灣產業多為出口導向，因此經由第三方驗證之再生能源憑證作為再生能源使用證明將能滿足業者需求，亦可刺激自發性再生能源市場形成。本篇文章針對臺灣建構再生能源憑證制度，參酌國際再生能源憑證運作機制，提出於電力事業架構及溫室氣體減量等制度銜接之推動作法研究。



Taiwan Renewable Energy Certification (T-REC) Mechanism & Trading Guidance Pilot Program (REM 2017)

美國自願性綠能交易機制現況與發展趨勢分析

美國電力事業架構可分為重建型市場與傳統型(即管制型)電力市場，並存在義務性與自願性兩種再生能源交易市場。美國管制型電力市場之架構下大多為自願性再生能源交易市場，而重建型電力市場之架構下大多為義務性再生能源交易市場，且有些義務性再生能源交易市場可以同時選擇自願性市場的交易機制。其中自願性市場係指用戶因自身能源使用策略或環境保護，非考量經濟效益或受法律所規範而自願性購買再生能源。綠能用戶可藉由持有的再生能源憑證(Renewable Energy Certificate, 以下簡稱REC)宣告再生能源使用量及環境效益。

美國目前之自願性再生能源交易市場包含公用電力事業綠色定價方案(Utility green pricing)、公用電力事業綠色費率方案(Utility green tariffs)、競爭型綠能供應商(Competitive suppliers)、電證分離之再生能源憑證(Unbundled REC market )、社區電力選擇整合計畫(Community choice aggregation)、自願性購電合約(Voluntary Power Purchase Agreements)與社區太陽能計畫(Community solar)等七種綠能交易機制。本文將介紹由美國國家再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory, NREL)於2016年「美國自願性綠電市場現況與發展趨勢」報告中，所公布的各種綠能交易機制與市場趨勢調查報告，作為臺灣於電業法修正案通過後，即將開啟自願性綠能交易市場之參考。