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

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。

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。

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。

鋼鐵石化業能源需求分析

能源提供民生基本需求與經濟發展所需動力，未來半個世紀隨著全球人口及新興國家經濟成長，全球對能源的需求將持續增加。石化能源消費有排放二氧化碳的污染外部性，面對未來國際間對於二氧化碳排放可能採取的制約措施，節能減碳勢在必行。隨著全球氣候變遷問題對環境的衝擊，在2007年美國與歐盟之聯合聲明中，給予能源安全更符合時代潮流的定義，除過去能源取得的多元化、價格合理與可靠性外，能源安全需兼顧取得之潔淨性與穩定性，以便支持經濟永續發展與環境保護。面對全球性能源需求增加與溫室氣體排放所引發能源安全與全球暖化課題，有效掌握能源需求特性與型態，以及國內能源的實際需求趨勢與自然成長二氧化碳排放，成為協助政府就促進能源安全，整體規劃節能減碳與推動綠能產業的重要課題。

根據2009年能源統計手冊，台灣能源消費結構2009年各部門的能源消費比例，工業部門能源消費量居各部門之首，占了52.48%；進而分析工業部門的產業，以石化業的53%占所有耗能產業的最大比率，其次為電子電機產業14%與鋼鐵業10%。其中石化產業是總體化工產業的一環，台灣石化業產值於2004年突破兆元新台幣關卡，到了2007年達到1.66兆新台幣，已成為台灣製造業產值排名之第二位（僅次於IC及半導體產業）。此外，鋼鐵業是另一個國內相當重要之基礎工業，素有「工業之母」之稱，屬於能源密集及資本密集型工業，鋼鐵的生產需要消耗大量煤炭、電力、水、和石油等資源，以煤炭與電力為主，但兩者皆為高耗能且原料均需仰賴進口主，與其他產業相關連程度既深且廣。若能有效且合理的預測石化及鋼鐵產業的能源需求，將使政府在未來能源管理政策制定與溫室氣體減量策略上，提供較彈性的空間。