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未來的電哪裡來? 全球共同關注「微電網」

核四封存後的能源未來2
文 / 王美珍    
2014-05-30
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未來的電哪裡來? 全球共同關注「微電網」
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桃園龍潭、隸屬於行政院原子能委員會的核能研究所(簡稱核研所),過去一直是國內專事核能研究的單位。不過,這個成立於1968年的單位,因應能源趨勢變化,即將更名轉型為「能源研究所」。目前這裡正在研發的微電網(Micro Grid)技術,是智慧電網的基礎,正是後核四時代解決方案之一。

所謂微電網,是指在電網及分散式電源,加上資通訊及電力控制技術,使分散式再生能源能順利併入市電,或為孤島運轉提供區域電網負載電力平衡。

進入核研所微電網的示範場,視線所及,可以看到太陽能板、風力發電機與微渦輪機,圍繞著三棟辦公區域。這些再生能源裝置容量為500KW,所發的電就供給這三棟使用。負責微電網研究的核能儀器組副組長張永瑞表示,因應全球減少溫室氣體排放的要求,分散式能源從低占比變高占比已是趨勢。

可調節間歇能源 具有卸戴功能

微電網最大特性,在於它是針對再生能源的分散式能源電網而設計。再生能源屬於間歇性能源,有電進來,電壓會突然飆高,沒有時又會突然降低,在傳統電網中,此種情形容易造成跳電。不過,在微電網中可以達到調節與平衡。

微電網的另一個好處,在於具有卸載功能,可以調整尖峰時期的用電。張永瑞形容,就像是「削峰填谷」,只要控制好尖峰負載用電,備載容量就可以不用準備得那麼多,可解決台灣未來缺電危機。此外,傳統大型電網是集中式發電,長途輸送,而分散式發電則是「在地發電,在地使用」的概念,也可減少線路耗損。

「傳統發電,在家使用的1度電,電廠其實要發3度電,大約三成的效率。若使用微電網,效率可達八、九成,」張永瑞說。根據美國電力研究機構(EPRI)分析,智慧型電網及分散式發電技術可節省4~10%用電及耗電,降低尖峰用電15%。依台灣一年發電約2000億度,預計一年可節省80~200億電,一度電以平均2.5元計算,一年約可節省200至500億元。

由於具儲能功能,微電網也可維持孤島運轉,保持不斷電。很少人知道,福島核災發生後,日本東北地區長達十餘日停電,全區陷入黑暗。然而,位於福島北部的宮城縣卻有一個地區,竟然兀自維持了三日電力。怎麼辦到?關鍵在於,當地正是微電網,儲能功能發揮了作用。一日電力影響有多大?對於晶圓廠來說,停電一小時,損失就可能數十億元。因此,這門技術,台積電曾經感到興趣,向核研所詢問。

設備昂貴但商機無限

不過微電網的發展,目前也面臨諸多挑戰。目前國內仍然沒有相應的法規,即便想發展也無法依循。而最大難題仍然是成本太高。其中,又以儲電設備最昂貴。目前儲存90度電就要700萬台幣,各國都只能在試驗階段,尚無法普及。

然而大勢所趨,「台電如果不注意到這一塊,未來的商機很可能馬上會其他業者吃掉,電力公司營業範圍會愈來愈小!」張永瑞說。不過國內相關投資,光是在研究經費上就顯得非常薄弱。核能所一年相關的微電網研發經費才2000多萬,美國投入的經費,是台灣的600倍!

然而,看準未來趨勢,台灣卻已有民間業者包括系統商、能源服務商蠢蠢欲動,一直與核研所談技術轉移。在日本,現在已經將微電網應用在推廣「智慧社區」自己蓋再生能源設備,用微電網技術,自己發的電自己用。鄰國新加坡也看準了這個技術,曾向核研所接洽,希望使用台灣的微電網技術,進行新加坡一些的離島電網建設。

專家指出,微電網除了可以解決台灣部分的能源問題,還可放眼全世界。例如,從東北亞的韓國一直到海南島,總共有2、3000個離島,把技術賣給2000個島,就已經有賺不完的錢了!

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