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。

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。

以儲冰空調為例 分析電網最適化建築之研究

本文主要以案例分析比較相同條件下鋰電池與儲冰空調之儲能效益。由於分散式能源的發展，電力系統因風力、太陽能發電及季節變化，使得電力系統淨負載曲線有更多的變化，採用儲能系統可協助應付淨負載曲線多樣化。本研究首先說明目前用電負載曲線隨再生能源的增加之淨負載曲線的變化，而後以儲冰空調作為儲熱電池(Thermal Battery)之基礎，構建電網最適化建築(Grid Optimal Building)的構想，透過建築空調用電系統搭配儲能與能源管理，整合用戶用電與電力系統運作相互匹配，提高再生能源占比之系統運作效率及成本有效性，最終達到移轉建築尖峰用電的效益，並對應不同淨負載曲線模式。案例分析部份，主要以再生能源發展條例規定之相同儲能條件，比較鋰電池與儲冰空調之儲能效益。由分析結果顯示，採用儲冰系統可減少147.6萬元電費支出，回收年限10~12年。故建議應將儲冰結合分散式能源作為未來能源發展的其中一個選項。

智慧低碳城市之推動策略與實踐

建構智慧低碳城市可促進電力供給多元化、在地化、潔淨化，擴大都會區綠能使用、提高電力使用效能與節電意願、降低缺電風險。本文以台北市為例，介紹智慧低碳城市相關計畫內容與成果、用戶側參與電力服務流程價值鏈創新應用構想，以及以用戶側電力資源參與電力事業加值服務之實證計畫，期與市民共同實踐能源潔淨化並穩定都會區電力供應，引領台灣朝向綠能、節能及永續發展。

智慧電網研發成果切入國際市場

奠基於過去國內電子電機產業基礎，智慧電網主軸為能源國家型計畫第二期的所有主軸當中技術成熟度最接近產業化的主軸之一，主軸內各團隊在技術開發過程中一直與國內系統廠商、台電公司及公部門保持緊密合作，許多團隊的技術已被台電公司採納，配合國家綠能政策的推動，電網智慧化改革的腳步加快，許多團隊已參與智慧電網實地佈建計畫。

在國內智慧電網邁入實際佈建之際，受限於國內市場規模太小，若產業要永續經營，則需要開拓海外市場。然而世界上不同國家與區域的智慧電網發展進程不同，取決於當地社經發展程度、技術水準及可投入資源多寡，且電力基礎建設具有獨佔性，許多國家對於電網佈建規格都有嚴格規定，若要推廣國內技術，需要符合當地法 規與政府需求，加上電網相關建設成本高、回本慢，投資報酬率低，國內廠商單槍匹馬開拓不易，若能與國內其它產學研機構組成團隊，先了解當地需求及電力系統規格，再調整研發成果，提供全方位整合方案，則可提升海外落地成功的機會。有別於智慧電網主軸的其他團隊主攻技術研發，陳彥豪副所長團隊扮演技術商品化推 動者的角色，協助智慧電網主軸的研發成果落實產業化的最後一哩路，攜手團隊與廠商在海外建立示範運轉實績，帶動產業開拓海外市場。



產學合作計畫－智慧電網技術產業落實計畫

International visitors to Wheal Jane

Taiwan interest in Wheal Jane development

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

電力系統再進化分散式電力系統

由於「再生能源」與「能源自主觀念」的推行，分散式電力系統逐漸受到重視。分散式電力系統是由許多小型模組化的發電系統和對應之配電系統所組成，這些系統大部份設置在電力需求所在地，除了能獨立運作外，也可併聯電力網路。燃料電池、汽電共生、太陽光電、小型風力發電與生質能發電等都可視為分散式發電系統。傳統的電力多是使用化石燃料（煤炭、石油、天然氣），水力及核能發電等大型集中式發電系統所產生，再從供應端透過電力網路長距離輸送後配送至消費端，系統僅能單向傳輸電力（圖1）。這樣的系統有其缺點，例如對輸入燃料的依存度高、溫室氣體和其他污染物對環境的影響、輸配電損失、需要電力配送與交換設備等（新エネルギー技術開発部，2006）。

相較於傳統的電力系統，分散式電力系統有許多優勢。分散式發電系統由於多設置於電力需求所在地（On-site production），可減少電力輸配損失和成本（電力輸配成本約占總電力成本的30 %）（European Commission, n. d.），並可延緩電網電力傳輸負荷成長，延後電力輸配電系統升級或增建的時程。和集中式電廠相比，燃料電池、生質能或燃油發電機等分散式發電系統在發電過程中所產生的廢熱可透過結合熱電共生系統（CHP, Combined Heat and Power），提高系統整體效能。供電中斷時，分散式電力系統則可對家庭或鄰近區域，利用儲存電力在一定時間內持續供電。從電力投資者的觀點而言，分散式電力系統有其誘因，例如較易覓得開發地點，且短期內即可生產電力出售，可較快速的回收投入成本。在資金利用方面，分散式發電系統可視電力需求逐步投入資本，因此在資金的利用效益與風險上都較集中式電廠有利。在自由化的電力市場中，分散式電力的供應者可充份利用電價獎勵條件，提升其競爭力。例如在離峰時購入電力，然後在電力需求高峰時賣出，因此分散式電力系統可視為對於電力價格波動之實體性防範措施。當然，再生能源和其它分散式電力系統（例如燃料電池等）的運用，有助於降低能源進口量及提升電力供應安全，促進能源供應的多元化。

分散式電力系統 - 科技政策觀點