打造與電網和諧的綠色智慧工業園區推動作法與實踐

台灣的工業園區從第一座新竹園區設置以來，歷經30多年的發展，已建構竹科、中科、南科三大工業園區聚落，成為台灣高科技產業發展重鎮。工業園區之建設雖然扮演推升經濟繁榮，穩定產業發展與帶動科技研發創新的角色，但也不能忽視對環境帶來的影響，未來工業園區之規劃、開發須更符合環境的永續發展和社會的期望。近來，經濟部公告用電大戶條款，並自2021年元旦起正式上路，促使電力用戶善盡企業責任，提升綠電使用比例，降低製程的碳排量。而供應鏈對於使用再生能源生產特定產品及全時無風險可靠供電生產的要求，也促使製造業多元化其用電來源選擇，進而產生對智慧用電管理的需求。有機會驅動智慧工業園區成為台灣能源系統的一部分，使永續能源系統和工業數位化轉型互利共生，提升台灣企業在全球製造業供應鏈中的競爭力，促進永續發展。本文探討如何於用戶側打造與電網和諧的工業園區，使得過去的用戶負載得以轉化為電網資源，共創穩定供電環境。並感謝科技部產學合作計畫－用戶側電源與用電管理(2/2)(MOST 109-3116-F-006-017 -CC2)及財團法人日月光文教基金會「日月光集團智慧電網研究計畫」支持使本研究得以順利完成。

Layout Strategy of Innovative Smart Grid System Integration Technology Development in Taiwan

Taiwan government has promoted a policy of “Nuclear-free homeland” and increasing the proportion of green energy by 2025, it is expected that Taiwan will experience major energy and social transition. With the vigorous development of distributed renewable energy, Taiwan’s energy system will develop towards a multi-energy coexistence, distributed, and regionalized system. In the future, energy systems must integrate various types of power resources, be user-centered, and use information and communication technologies to integrate renewable energy, energy storage systems (ESS), smart meters and other devices. With optimal energy management, energy systems could improve energy conservation efficiency and reduce peak loads, and build a smart green energy system in a more efficient way. Refers to international experience in development trends of distributed power generation, demand response management, ESS and smart energy integration, this study develops and proposes the Layout Strategy of Innovative Smart Grid System Integration Technology Development in Taiwan.



Layout Strategy of Innovative Smart Grid System Integration Technology Development in Taiwan

建構城市級虛擬電廠層級式能源管理系統芻議

虛擬電廠是將相同類型電價制度、需量反應或分散式發電設備方案下的用戶群，如住宅型、商業型或工業型等用戶集合，並將客戶群依特定地區或配電關聯細分成不同群體。更細膩的區分群體不僅可改善用電預測精確度，也可顯著優化營運決策制定，使電力公司對特定客戶做更好的預測與資訊分析。建構虛擬電廠使得電力公司得以將不同用電方案依據其配電網型態、地理實體位置分布等進行整合。而智慧能源管理系統具備即時監控與記錄城市內各場域的電容需量及電能使用量，除可實現平日主動節電並配合市府內部政策進行發用電管理，亦可透過參與台電公司需求面管理方案，整合城市內分散式電源與需量反應等微小容量成為虛擬電廠，並投入電力市場。本文將以台北市為案例，探討如何透過公部門領頭示範與成果展示，提升市民的創能與節能意識，進而帶動私部門共同響應，共同邁向低碳永續城市新里程碑之建議。



全國首創 全台第一「臺北市城市級電能管理系統資訊平台」隆重上線

邁向能源資訊透明化，台北市與台灣經濟研究院合作發表全國首創「台北市城市級電能管理系統（Taipei City energy management system，簡稱TPCEMS）」，將台北市8處智慧電網示範場域，導入包含發電、用電及儲能設備的數據可視化，並將台北市用電結構與節電，以及整合再生能源發電量資訊，讓民眾一目瞭然。

臺灣發展在地化再生能源市場策略建議

隨著風力及太陽光電能發電成本逐漸低於燃煤、燃氣或核電廠發電成本，陸上風力發電成本在全球多數地區已達到市電同價，能源系統將從傳統集中式化石燃料電廠逐步轉型納入更多小水力、太陽光電、風電發電等分散式再生能源電源，再生能源生產型用戶市場也將逐漸展開，如此將再生能源市場引進多元經濟模式，讓電力系統以低碳且更具經濟性方式運行。而再生能源電力現地生產與消費，實務上的感性聯結將可提升用戶使用再生能源意願，促進現地再生能源資源化為在地社區與電力系統帶各種利益。

因應再生能源電力驅動新時代，國際間透過落實技術實用、系統操作、商業模式和市場設計的前瞻創意，整合高占比再生能源。政府推動能源轉型與電力市場自由化，電力系統運作趨向與分散式電源整合，採與區域協同型態運作。可預期未來電力市場將會更多元化，有更多地方參與機會，逐漸發展成「區域再生能源聚落」，支持地方創生。臺南日照條件優良，若可以「在地化再生能源媒合平台」有效媒合臺南在地再生能源電力供需，將有機會提供區域內再生能源電力需求，構建具規模的在地再生能源市場。本文將從傳統再生能源推廣政策與電力市場因應機制、再生能源以市場化方式推動發展趨勢、臺灣再生能源推廣政策與市場觀點分析南臺灣發展在地化再生能源媒合平台機會與運作方式，供各解參考。

再生能源與智慧儲能整合應用

根據國際再生能源總署（IRENA）研究報告指出，2050年時，電力占整體能源消費比例將從現今的20%提高到49%，屆時電力將取代煤油、天然氣，成為人類最主要使用的能源型態。同時，隨著發電成本不斷下降，再生能源電力將占整體發電量的86%。除了再生能源佔比逐漸升高，電力系統數位化也是能源產業的一大趨勢。陳彥豪也以著名的鴨子曲線（Duck curve）說明，風力、太陽能發電均屬於間歇性能源，時間與季節變化都將影響發電表現，導致尖峰負載與再生能源發電量之間存有落差。落差愈大的電力系統，就愈需要儲能系統協助進行電力調度。台灣經濟研究院副所長陳彥豪認為，台灣的能源系統趨勢扣合國際轉型脈動，逐步走向綠電當道。除了「用電大戶條款」係針對用戶端的法規，《電業法》亦有所要求：電力系統業者除了依據用戶實際需求供電外，也須預先準備額外供電容量（備用供電容量，Capacity）。無論從用戶面或系統面來看，智慧儲能在台灣的發展擁有可期成長力。展望智慧儲能產業未來，陳彥豪認為，未來能源系統可分成電力、天然氣、液態燃料、冷熱與能源載體共五大系統，這些能源將直接轉換為電力，透過智慧能源整合平台與商業模式整合平台，送達用戶端。當電力系統走向環保與智慧化之途，數位化的量測控制機制將被建立，盤根錯節的能源系統調適至最佳化應用，已運作百年的傳統能源系統，與新系統進行價值鏈整合後，將可創造出更多元的應用。





協助企業綠能轉型　台灣智慧儲能勢在必行

東南亞電力公司對電力基礎建設數位化的關注

未來幾年，數位化技術將為電力事業帶來顛覆性改變，使電網發展朝向智慧化、高效和永續發展。能源系統數位化將預測並優化未來能源生產，以提供滿足符合成本效益的能源需求，確保穩定不間斷的電力供應。數位化的歷程中，電力公司優先關注的是短期績效，為長遠的數位化轉型發展提供動能。電力公司的數位化轉型著重三個面向：數位化現行營運模式、高階數據分析、探索創新科技。東南亞是全球網際網路成長最快速的地區，組成人口年輕且勇於嘗試創新科技，現階段東南亞電力公司數位化從電力基礎建設如智慧型電表基礎建設(AMI)通訊著手，輔以人才培養、系統規劃和業務流程等組織管理改革，接軌全球數位化浪潮。

鈺錡、彥豪　兩位好，
恭喜兩位合著的「東南亞電力公司對電力基礎建設數位化的關注」獲得金筆獎個人獎辦事員－優等（依本院規章參-九，「參選文稿若為合著，依第一作者之職級參選」）。

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

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)

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。

儲能市場機會與台灣應用利基

隨著再生能源的使用及併網量增加，儲能技術發展與應用為間歇性能源轉換成穩定、可調度運用的電力主要課題。儲能系統可提高電網利用率、整合再生能源發電，發展更經濟的能源供應體系，已成為各國能源科技發展與應用推廣的重點。綜合分析美國、歐洲、日本、中國大陸地區之儲能系統技術推動措施，在技術面，各國多已將儲能技術列為研發重點項目，並設定發展目標，鼓勵企業與學研界投入儲能系統研發。在推廣方面，則補助電力公司具規模的儲能、新能源與智慧電網系統綜合性示範應用實證。在市場面，則設定儲能應用推動政策目標，提供電力事業與用戶獎勵措施，促使電網與用戶端的儲能市場形成。

台灣有許多離島為自行管理其供電，導入大量再生能源可能降低電力系統供電品質與穩定性。若以微電網技術為基礎擴大再生能源利用，隨著儲能技術成本下降，將有機會改善再生能源做為離島供電解決方案之供電品質及可靠度。用戶設置再生能源發電設備與儲能整合系統接受電力公司調度參與再生能源躉購，有助於提高電網接入再生能源容量及再生能源利用率。然而依據目前再生能源發展條例，併接儲能之再生能源發電設備無法參與再生能源躉購。有鑑於新政府擴大再生能源設置目標，建議能源局應可規劃適用於搭配儲能之再生能源設備之躉購機制，鼓勵用戶設置再生能源發電設備時同時設置儲能系統。相對於設置太陽光電參與再生能源躉購機制，一般用戶設置太陽光電與儲能整合系統自發自用，不但可提高國内綠能使用比例，也可免除再生能源躉購所需之強化電網與電力系統所需額外投入。由於近期儲能系統價格已有一定程度下降，部分工業用戶已具有利用太陽光電與儲能整合系統擴大綠能利用誘因。建議能源局可規劃相關獎勵措施，鼓勵一般用戶設置太陽光電與儲能整合系統自發自用。

我國區域能源整合推動能源轉型策略建議

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。為擴大再生能源使用，各國期待藉由強化需求面管理、再生能源、儲能、智慧電網應用，建立區域智慧能源管理與供應體系，促進能源轉型所需技術實用性或經濟性，實現能源轉型目標。台灣設定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，並已於2017年完成「電業法」修正。台灣即將經歷重大的能源與社會轉型工程。台灣各區域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。本文將從台灣的能源政策、綠色能源技術產業發展、區域能源特色，說明智慧電網技術及虛擬電廠商業模式驅動台灣智慧能源整合、建構綠色能源供應體系的運作構想。

德國智慧能源整合推進策略介紹

智慧能源計畫能源轉型的數位工程(Smart Energy Showcases-Digital Agenda for the Energy Transition, SINTEG)，為目前德國聯邦政府最具規模的投資專案之一，主要目的為各區域能源系統轉型，此計畫結合智慧電網、資通訊、需量管理等輔助服務提高能源轉型的附加價值，並由消費者與電力市場間互動，尋求新的商業模式。將大量太陽能、風能所生產出的綠色電力，利用儲能設施轉換成安全有效率的基載電力，並提供智慧電網及先進的電網技術連結發電端與消費者間互動關係。SINTEG計劃為德國商業創新數位化工程重要的基石，公部門資金的投入將可帶動3.68億歐元的民間投資，如此將對能源轉型和德國作為新創中心帶來新的動能。