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