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名家觀點/打造綠能國家的必備條件

發展再生能源、提升再生能源占比是國際趨勢,歐盟甚至透過強制規範,要求會員國提升再生能源占比,像是丹麥2020年的目標要提高到72%。台灣地狹人稠,加上又屬於獨立電網系統,發展再生能源確實有不少挑戰。現在政府透過高躉購費率培育風電、太陽能產業,逐步把餅做大,預計2025年供電再生能源占比達20%,目標很好,但再生能源加入供電,發電多寡不少程度上必須「看天吃飯」,要能維持供電穩定的關鍵,就要靠「軟硬兼施的輔助服務」來強化電網韌性,政府相關單位必須正視。

所謂輔助服務是指為了維持電網穩定與安全而提供的多樣性服務,簡單來說,就像電網系統的最佳幫手,隨著未來間歇性的再生能源加入供電行列,輔助服務是成為供電穩定不可或缺的要角。

輔助服務有硬體與軟體,缺一不可,硬體上,可協助快速喚醒的複循環機組尤其重要,像是以太陽能為主要再生能源供電來源的台灣,在日出日落時就會出現供電量快速上升下降情形,從國外例子來看,今年3月太陽能裝置容量已經高達24GW的美國加州,就已經出現此狀況,但因該州電力系統與美加西部大系統互聯,較易獲得他州相互支援。跟台灣電網系統相似的愛爾蘭,再生能源占比達40%,同樣出現類似情形,若沒有好好處理,恐造成供電不及甚至跳電,但搭配「軟硬兼施的輔助服務」,就能迅速平衡供電頻率,等於讓發電機組「平穩轉動」,克服再生能源帶來的供電間歇性挑戰。

但硬體的升級是不夠的,必須搭配良好的軟體系統。愛爾蘭輸電集團(EirGrid)為了實現歐盟2020年愛爾蘭再生能源發電40%目標,提出「提供安全永續電力系統(DS3:Delivering a Secure Sustainable Electricity System)」計畫,其中就條列出多達14項的輔助服務內容,且大多屬於軟體系統領域。

優秀的輔助服務軟體系統,可以提前預測、評估再生能源使用狀況,藉此提升調度靈活性,避免突發狀況造成應變不及,像是以風電為主要再生能源發電的愛爾蘭,在DS3計畫中就名列出風力調度、風力預測工具、風力安全評估工具等;美國德州電力調度中心(ERCOT)2017年起,也在德州電力調度中心值班部門增加一座新的「可靠度風險調度台(Reliability Risk Desk)」,專責解決再生能源所衍生之電網運轉風險,包括再生能源預測誤差、淨系統負載變動過大(Net load ramps)、系統低慣量(Low inertia)、以及對可變輔助服務的需求。

在電業自由化後,未來民眾能參與的程度其實非常多,私人業者可以直接賣電給用戶,不過因供電量無法滿足用戶需求,需與台電公司另行簽訂備用電力合約,此時台電也提供輸配電的服務,為再生能源發電業與用戶之合約電量穩定電壓、調頻等。

隨著電業自由化浪潮,台電也規劃開放輔助服務競價,未來將打造「電力交易平台」,針對電力供應需求簽訂合約,穩定長期電力,未來包括燃氣IPP、汽電共生或中載型再生能源等將可考慮適用,預計2024年上路,維持供電穩定不再只是台電的責任,透過具吸引力的誘因釋出,打造用電方供電方雙向的互動平台,對於電力穩定絕對是大大提升。

輔助服務的重要性會隨著再生能源占比提高而愈來愈重要,政府必須提早因應準備,才能確保讓台灣穩健邁向綠能科技的國家。(作者是工研院電網諮議委員)

再生能源 供電 太陽能產業

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