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[年度回顧 1] 淨零在即,島國能源挑戰與機會

2022 / 12 / 27

2050 淨零碳排成全球共識,能源為碳排最大排放源,將是淨零轉型關鍵。於台日累積多年能源產業經驗的 NextDrive 聯齊科技(以下簡稱 NextDrive),於 10 月 18 日舉辦「2022 台日能源高峰會」,邀請台日能源領域專家探討台日能源轉型觀點與商機,獲得在場觀眾熱烈迴響。

我們此次將回顧台日轉型重點,從「轉型趨勢與挑戰」、「綠能兆元商機」、「能源數位轉型」議題,為您的 2023 轉型計畫提供觀點。此篇聚焦「島國淨零趨勢與挑戰」,由行政院能源與減碳辦公室副執行長林子倫、國家研究院院長林法正探討台灣淨零路徑與能源轉型挑戰。此外,早稻田大學教授石井英雄介紹日本電力市場自由化後,日本如何推動產銷使用者(Prosumer)成為國家碳中和戰略不可或缺的電力穩供角色。

能源淨零趨勢,台灣不能缺席

林子倫表示,淨零貌似困難,但若不開始改變,未來政府、產業發展可能會面臨更大的挑戰。

行政院能源與減碳辦公室副執行長林子倫指出,COP26 落幕不到一年,世界氣象組織(WMO)已於 2022 科學裡團結報告(United in Science)警告「人類正朝著錯誤方向前進 (We are heading in the wrong direction)」。當國際疫情逐漸解封,社會開始恢復運作,全球排碳量較 2019 高出 1.2%,未來 5 年有 48% 機率突破 1.5℃,若世界沒有積極行為,此世紀末全球暖化曲線將破 2℃。

林子倫表示,氣候變遷已從科學議題到政治議程,去碳化正改變全球地緣政治版圖,目前世界上已有 130 個國家、1000 家國際企業承諾淨零目標,雖然台灣在全球碳排中占比僅有 0.56 %,但憑我們在全球供應鏈影響力,我們對於淨零的貢獻將超過 0.56 %。

淨零政策具兆元投資效益,眾智找尋轉型新解方

為了國家與產業的競爭力,政府已於去年宣示淨零承諾,而承諾的基礎可追溯 2016 年的能源轉型,政府陸續推出「綠電先行」、「再生能源發展條例」,藉由法治、補助等方法,加速能源轉型的力道。爾後在今年 3 月提出「淨零排放路徑」,以能源、產業、生活、社會等 4 大轉型,科技研發、氣候法制 2 大治理基礎,輔以 12 項關鍵戰略(註1)。

林子倫說明,淨零路徑不僅是一場跨世代的社會工程,同時也是跨世代的責任。未來政府將因應淨零路徑,修正「再生能源發展條例」、「溫室氣體管理法」。同時,碳排放、土地、海洋、金融等法規也積極研議中,這都宣示政府對於淨零的決心。

未來政府將積極擴大再生能源滲透率,2050 年再生能源的發電占比將至 60% – 70%,來源包括光電、風電積極的佈建策略,及發展前瞻的能源發電技術,如:地熱、海洋能技術。在非再生能源類別,政府將導入氫能、燃氣 CCUS 等零碳化火力發電、建構氫氨、生質能等零碳燃料。林子倫希望透過法規、技術雙管齊下,不僅加速國家減碳進程,提升國家競爭力,也預計帶動民間投資產生近 4 兆元的整體投資效益。

林子倫引用愛因斯坦的名言表示:「我們不能用製造問題的同層次思維,來解決問題。」轉型不能依循既有方式解決問題,林子倫期待,未來世界將結合更多智慧前瞻科技,尋找轉型的新解方。

註1:台灣2050淨零排放路徑及策「十二項關鍵戰略」:風電光電、氫能、前瞻能源、電力系統與儲能、節能、碳捕捉利用及封存、運具電動化及無碳化、資源循環零廢棄、自然碳匯、淨零綠生活、綠色金融、公正轉型。

台灣高滲透率綠能是宏大目標,發展技術與應用刻不容緩

國家實驗研究院院長林法正提到,台灣的高再生能源發電占比提升為「宏大的目標」,但不容忽視光電的負載陡升、夜尖峰供電挑戰;以及在大量再生能源併網後,基礎建設、供需過剩或少的調度也是大哉問。政府在強化電網韌性、發展新能源技術與應用為刻不容緩。

因應台灣擴大增設離岸風電與太陽光電,台電分別祭出不同措施。針對風電,台電推出離岸風電加強電力網第二期計畫,並增訂「再生能源發電系統併聯要點」來確保離岸風場需具備穩定電網的能力,法規包括:低頻穿越能力、無效功率調控能力、實功率控制能力、發電預測資料等要素。

針對太陽光電,台電亦推出電網強化計畫、共同升壓站機制、透明化可併網容量及資訊等友善併網措施,未來台灣可再新增 10,580 MW 以上的併網容量。因應併網的基礎建設,台電優化配電調度制度,推出 Adavance Distribution Automation System(ADAS),制定配電調度作業的新標準。台電透過 ADAS 整合再生能源的調度,也佈局未來新能源應用與商機的基礎。

高綠能滲透率之隱憂,綠氫、儲能技術成關鍵

林法正指出,台灣的提高綠能滲透率為「宏大的目標」,強化電網韌性、發展新能源技術與應用刻不容緩。

然而高再生能源佈建還是有隱憂的。國家再生能源滲透率達到 30% 以上,大量併網將造成電網的不穩定,增加棄電機率。因此林法正建議,儲能與綠氫將是兩個可發展的解方。

儲能方面,透過蓄電池平滑再生能源功率,並參與輔助服務市場,來應對高占比的綠電間歇性。而無法被調度的再生能源則可電解水產生綠氫發電。林法正建議政府應大力發展電解水技術,改善綠氫發電的效率,並同步研發完善的氫能儲能配套措施。林法正舉例,目前台電也在興達 90 MW 的氫能與天然氣混燒系統示範區,為未來大規模的氫能導入準備。

林法正建議,未來除深化發展智慧電網、儲能前瞻技術外,政府也應超前部署,積極投入儲氫複合材料、固態電解質、電極結構設計、高活性觸媒等前瞻技術發展,補足儲能及儲氫及電解水產綠氫之技術缺口,活化能源產業的永續發展,提高綠能滲透率。

日本衝刺綠能滲透率,市場自由化促進轉型進程

石井英雄說明,日本於 2016 年零售電業自由化後,加速新能源應用商機。

早稻田大學教授石井英雄提到,日本自 2011 年東日本大地震啟動能源轉型,於 2019 年宣示 2050 年達成碳中和。為達到能源的淨零碳排放,日本已修訂至第六版能源策略(日本第 6 次能源基本計畫),積極部署低碳化能源裝置,預計 2030 年再生能源佔比將達 36 – 38%。

為提高再生能源佔比,日本 2010 年透過躉售提高家戶的太陽能設置,規劃鬆綁電力公司寡占的發電、輸配電、零售業務,活絡電力市場。2016 年日本啟動零售電自由化,現在市面上已有 700 間零售電業公司。日本電業市場自由化,加速電力應用的多元商業模式,隨著碳中和成為日本全民的目標,新型態電力交易市場正萌芽中。

新型態電力市場誕生,「聚合商」具龐大減碳商機

自由電力市場造就產銷使用者(Prosumer)角色崛起,隨著太陽能、蓄電池與電動車的普及,電力需求用戶具備發電角色,供電的結構從單純的電力公司單向供電給用戶,轉化為電力公司與 Prosumer 雙向供電。然而,一般家戶型太陽能發電量較小,因此家戶 Prosumer 資源需要一個莊家作莊,整合各 Prosumer 的資源進入交易市場門檻。因此「聚合商(Aggregator)」誕生了,聚合各需求端的小量電力成可觀的電量,參與新型態電力市場。

Aggregator 角色將分為兩層。最上層為「負荷集成調度商(Aggretation Coordinator, AC)」,主要透過虛擬電廠(Virtual Power Plant, VPP)機制,與傳輸系統運營商(Transmission System Operators, TSO)、售電業者、客戶等族群進行電力交易;第二層為「能源聚合商(Resource Aggregator, RA)」,他們的任務是整合各種 Prosumer 端的電力資源,並將整合的電力資源傳輸給 AC。

新型態電力市場透過需量反應(Demand Response, DR)與虛擬電廠機制交易,Prosumer 將從中獲取金額回饋。新型態電力市場不僅提供兆元商機,且能紓緩供應端供電壓力。若未來供電突然面臨大量需求,日本預計將由新型態電力市場支援,以 2017 年為例,電力公司共調度約 960 MW 的需量反應資源,其市場交易價值達 36 億日元。

透過法規與時間電價,鼓勵再生能源導入

另一方面,日本因能源資源較少,冬天的電力供需時常處於緊張狀態,導致電價高漲。新型態電力市場不僅發揮穩供的作用,石井英雄教授說明,日本也同時修訂《節約能源法》,以抑低尖峰時段的用電量。《節約能源法》規定大公司每年需減少至少 1% 的一次能源(Primary Energy, PE)的消耗。因應碳中和趨勢,日本也正在研議計算的費率將強化與時間的關聯性。反之,當再生能源供應過剩,需要民眾協助消耗多餘電力,電價也會降低到 1/3 鼓勵日本民眾協助用電。

同時,Prosumer 不僅能依賴自發自用降低電費外,若逢天災造成電力供應中斷的情況下,利用自己的發電系統與儲能維持電力供給,達到防災的效果。

石井英雄認為,電力供應商與 Prosumer 的雙向調度為日本碳中和戰略的關鍵,所以日本將持續優化新型態電力市場機制。石井英雄同時指出,政府對技術發展也應該不遺餘力,並與新型態電力市場相輔相成。

新能源管理服務,協助企業開啟 Prosumer 商機

NextDrive 在日本也具有能源聚合商的市場結盟經驗,對於日本 Prosumer 所需要的洞見、技術暸若指掌,同時也在積極台灣協助企業佈局能源轉型,讓企業成為 Prosumer ,取得電力交易先機。企業可透過 NextDrive 顧問服務,評估未來透過虛擬電廠、需量反應,展開台日新能源商業應用的可能。如 2022 年中, NextDrive 與順益集團攜手打造台灣車業第一座企業級虛擬電廠

NextDrive 總經理伊永馨會後表示:「新能源管理是 NextDrive 在台日兩國第一線市場所觀察到的龐大商機。新能源管理服務不僅滿足淨零時代,企業所需落實的社會責任,以跨場域能管系統整合、媒合電力市場交易,讓 『為地球做好事』,也是一筆好生意。」

 


 

講者簡介

行政院能源及減碳辦公室副執行長 林子倫:

長期投入國際環境政治、能源與氣候政策研究及倡議,主張以綠色新政概念將永續發展納入經濟政策考量,積極推動氣候變遷因應與淨零轉型,引導能源政策、環境經濟、綠能科技、公民行動的發展與落實。曾任中央研究院「未來地球委員會中華民國委員會」委員、台灣永續能源研究基金會能源與氣候政策小組執行秘書、國際氣候發展智庫理事長、國際全球變遷人文社會計畫科學委員會(IHDP)委員。

國家實驗研究院院長 林法正:

現任國立中央大學電機系講座教授與國家實驗研究院院長,目前並擔任台電公司常務董事。 林院長近年來除在智慧型伺服馬達驅動與控制技術有輝煌的研究成果外,所發展之智慧型再生能源併網及微電網技術,可大幅度提高再生能源之滲透率。林院長曾獲得三次國科會傑出研究獎與科技部 110 年度傑出特約研究員,並於 2017 年晉升為 IEEE Fellow。

早稻田大學教授 石井 英雄:

1988 年於東京大學工學系研究科碩士畢業,並加入東京電力株式會社。 1989 年 – 1991年擔任麻省理工學院客座研究員。 2014 年起擔任早稻田大學研究所教授兼智慧社會技術融合研究機構事務局長至今。2020 年起擔任IEC(International Electrotechnical Commission,國際電工委員會) TC 8 SC 8C 議長、博士(工學)。 主要從事可再生能源、分散式能源的整合業務。

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