從限電危機看負載管理及儲能的必要性

作者：陳貞羽

(封面圖來源:聯合新聞網)

在懸崖邊的電力供應鏈

尼莎颱風帶來的的強風豪雨造成全國超過60萬戶停電，更糟糕的是，尼莎的16級瞬間強陣風，吹垮了花蓮民營和平電廠的自有輸電鐵塔，造成台電供電能力減少130萬瓩。據台電預估，修復電塔需要15天的作業時間，因此未來兩周恐會出現僅2%出頭的備轉容量率（指系統每天的供電餘裕），亮出限電警戒紅燈。也就是說，只要再有任何一個中大型機組出狀況，就必須進入「限電準備」。

 

在台電和政府呼籲各界共體時艱、節約用電之際，我們不妨更深入的探討，除了強制公部門中午辦公室不能開冷氣之外，台灣走在懸崖邊的能源政策還有什麼解決良方。

 

怎麼節電？從用電曲線找節電方法

我們從台電提供的每天用電曲線可以看出，中午前後的時間用電量最高，一般將尖峰時刻的用電量稱作尖峰負載。而過去電力公司為了因應逐漸成長的系統瞬時尖峰負載，常透過興建新電廠來儲備備用容量。

 

但是你知道嗎？

其實在尖峰時段外，備用的機組是閒置不用的。如果能降低尖峰負載，就不需要花大筆費用興建新電廠。

 

下圖是電力公司常用的三個負載管理(或稱需求面管理)方式。

1.節約用電： 即下圖左，是最傳統的節電方式，例如：呼籲大眾隨手關燈、關電器、關冷氣、選購節能產品等作法；

2.移轉系統負載 ：如下圖中，利用時間電價(*註一)、需量反應(*註二)計畫等獎勵、誘因，讓用電戶透過儲能系統或自主將尖峰時段的用電移到離峰時段。以儲能電池為例，就是在離峰時段儲電，尖峰時使用。換言之，用電量不變，僅改變用電時間；

3.抑低尖峰負載：如下圖右，實際作法包括：利用時間電價的價格策略，以量制價讓用電戶自主降低用電；或是基於需量反應合約的規定，在電力供應吃緊時強制限電或徵求參與需量計畫者自願降低用電。

以上這些措施國外已採用許久，台電也已有部分實行。不過由於電價調整困難、智慧電表成本高、電業缺乏競爭、電業及節能相關法規尚未健全、宣傳效果不佳等種種原因，導致企業和個人缺乏實行節能的誘因，甚至根本不知道除了傳統節約用電以外的方法。

以目前台灣的實行狀況來說，還有一大段的節電進步空間。

 

 

節電不是呼籲隨手關燈、少開冷氣這麼簡單

美國於2012年起實行「Green Button計畫」，讓民眾只要按一個按鈕，就可以從能源公司那得到自家的能源使用狀況，並且可以線上授權讓其他能源服務業者使用。此計畫的目的，是希望能源服務業者能投入開發適用「Green Button」的能源科技應用服務（例如住宅能源管理系統），讓民眾有快速、多元的選擇，並從中瞭解自己的能源消耗狀況，進而自發性且有效率地達到節能、減碳、省電費的效益。 

舉凡儲冷儲能系統的Ice Energy 、商用建築能耗分析的Firstfuel、家用行為式節能的Opower等，都是受惠於「Green Button計畫」而發展起的能源新創業者。我們可以說，這是一套由政府帶頭建立制度架構，創造能源科技產業的藍海市場，再開放業者自由競爭的節電計劃。

台灣有著資通訊的背景優勢，若台灣也能效法「Green Button」，開放用戶資料，建立標準資料格式及架構，相信可以為能源服務產業注入更創新的力量，創造多元的加值應用。

 

 

儲能系統將是未來的趨勢

儲能系統在離峰時儲能，尖峰時使用，即可達到前述移轉系統負載的效果，並且在降低尖峰負載的同時不會影響用電戶的用電習慣。在眾多能源科技當中，近來儲能系統的發展，尤其受許多大企業看好。

特斯拉CEO - Elon Musk擁有的太陽能公司Solar City，便已推出結合太陽能的第二代儲能系統Power wall 2，其蓄電容量已足夠為一個四房的房屋進行全日供電，從創能到儲能，Musk從不諱言其藉由Solar City跨足智慧電網產業的野心；此外，許多的電動車充電站業者，包含台灣的Gogoro及台達電，都有藉由充電站的儲能系統進入需量反應市場的布局準備。

為什麼儲能系統能吸引這麼多企業和能源公司投入呢?

最主要原因在於它可以補足再生能源發電的不穩定性。例如太陽光電發電系統在白天剩餘的電力，可以儲存在電池中供夜晚使用；風力發電也是如此。若發電量能自給自足，就可以建立分散式的獨立微電網，提升電網穩定度。更棒的是，儲能系統也可立即運用在傳統能源上。例如新北市政府從去年起，就採用夜間儲冰的方式，在下午一到三點用電尖峰時，以融冰取代空調。結果不僅降載15%的尖峰用電，每小時省750度電，還因配合台電「需量競價」措施，獲得台電58萬元的回饋金。

再回來看儲能系統最基本的功能，就是儲備能源以備不時之需。尼莎颱風造成全台57萬戶停電，對於這些停電戶而言，若有一套儲能系統可以維持日常生活的品質，再也不用擔心停電，相信會有人願意買單。

對於儲能業者而言，不論傳統用電還是再生能源發電的市場，儲能產品的成長皆可期待；此外，其終端客戶越多，就越具備以用戶群代表(*註三，Aggregator)的模式參與需量反應計畫的基礎。這也是許多企業願意跨界投入儲能產業的重要原因之一。

然而，儲能系統目前尚未普及的最大瓶頸，就在於其價格和使用壽命了。不過樂觀來看，隨著製造規模化和技術的研發精進，電池成本逐年下降，使用壽命也會逐漸提升，就如同當初太陽能模組的價格，如今已降到十年前的1/10價一樣。

 

 

台灣應鼓勵能源科技發展

能源這件事，我想除了廢核/擁核之外，跳脫二元化思考，還有更多值得我們關心和討論的能源議題。而比起建科學園區，政府更該加緊進行的是法規和電力基礎設施的健全。

台灣的能源政策一直走的比歐美日國家還慢，以一個97％以上的能源都靠進口的國家來說，實在應該從國外擷取能源需求管理的經驗，盡快實施時間電價、開放用電資料、及健全建築節能法規和綠電認證機制，並且加強推廣時間電價、智慧能源管理、需量反應、碳權等概念，讓更多民眾了解：

1.節電也可以很智慧，還可省去新建電廠的成本；

2.採用分散式能源系統，就能降低集中式電廠的停電風險，遠離限電威脅。

 

 

*註一：時間電價：為了反映尖峰與離峰時間供電成本之差異，電力公司針對用電時間訂定不同費率，以引導用戶調整用電時間，達到降低尖峰負載並充分利用離峰電力的目的。 

*註二：需量反應為一種電價計畫，目的是為了反映電力需求的不斷變化。當電力系統供電吃緊時，參加計畫者若配合降低電力使用，即可獲得獎勵。 

*註三：「用戶群代表」是藉由第三方業者作為中間仲介方的制度，台電不直接面對用戶，而是將抑低用電量發包給廠商，廠商承接後，自行找尋願意加入配合降低用電的用戶，達成抑低用電量的目標。 

－－－－－－－－－

延伸閱讀：

台灣夏季，市電電價已超越太陽能躉售電價

太陽能系統最討厭颱風了

安裝太陽能系統前你必須知道的五件事

－－－－－－－－－

 

如果你喜歡我們的文章，歡迎☛按讚加入原生生活的FACEBOOK粉絲團，追蹤我們最新發表的文章、資訊圖表、以及業界動態與政府補助資訊。