淺談新能源市場現況(下):從公民電廠2.0 思考智慧電網新趨勢

▶「公民電廠2.0」 所擔綱的角色,不單只是提高再生能源產能比率,而是成為具備反應能力的電力蓄洪池。

在上兩篇文章中提到,面對「持續成長的電力需求量與尖離峰差」與「能源比重移轉至高波動性的再生能源」,這兩大趨勢將大幅提升現行電網穩定營運調度的難度。過去僅依靠備載容量,移轉集中式電網風險的作法不再可行。因此近年來智慧電網、新公民電廠等概念,從美中日德等能源大國快速發展。

FIT 政策終止 舊公民電廠全額躉售模式受衝擊

日本自1993年至今已建立千餘個地方公民電廠,過往搭配固定躉售FIT (Feed-in-tarrif)售電補助,讓銀行更願意提供融資,而市場因有FIT制度形成完善的產業結構與服務,再加上相關資訊的透明化與公開化,減少公民電廠資金取得問題。然而隨著再生能源佔比逐漸達成政策目標,日本政府也每年調降FIT補助金額,甚至正商討是否於2021年終止FIT終身固定躉售政策。促使電力公司、太陽能相關企業開始嘗試除全額售電外,其他可靠的電力商業模式。

能源轉型的第二個里程碑 電力調度尚有 3 大挑戰需克服

過往FIT政策成功使日本2017年再生能源佔比提高至16%水準,並矢言在2030年落實綠能佔比22~24%目標。然而若依照日本「能源基本計畫」,將再生能源定位為「主要電力來源」,面對未來電力供給與需求的高波動性,「即時監控電力需求與供給」、「預測電力需求與供給趨勢」、「彈性即時的調度」三大環節缺一不可。

比如,若僅是一再提升再生能源佔比,卻未有彈性的調度系統,將白天超額供給的再生能源有效儲存,或調度至其他地區用電,再生能源將因電網滿負荷運轉而被迫停機。因此日本也開始討論如何從地產地消(註1)的「公民電廠」,走向以自發自用(註2)為導向的「公民電廠2.0」型態。

公民電廠2.0新趨勢 打造智慧電網的未來雛形

公民電廠與公民電廠2.0的區別在於,電網是否具備「反應能力」。自1997年開始,日本公民電廠開始有談論能源地產地消的概念,但因過往FIT售電價格優惠,再生能源的電力商業模式都是先售予電力公司,由電力公司在區域內輸配電。區域電網的電力供給與需求相互獨立,因此雖說是電力地產地消,實質上電力還是需要回到中央電網調度。

這邊定義的公民電廠2.0,是指地區再生能源與地區用電需求相結合,由產電地區消費後再將餘電躉售給電力公司。因有先將再生能源導入區域,在太陽能供應充足的情況下,搭配儲能設備,公民電廠2.0具備電網孤島運行的反應能力,在未來有緊急事故時,區域與區域間可以分區降載,扮演電力調度的調節樞紐。

為同時完善電力數據的監控、預測、調度,「公民電廠2.0」除了建設太陽能外,也需導入區域能源管理系統與儲能設備。藉由智慧電表與物聯網技術,打造具備「反應能力」的智慧電網,區域內不同的用電單位,如學校、農地等等,亦可共同參與電力公司契約容量、需量反應、電力輔助計畫。而社區集結了區域大量電力的供給與需求,自動成為電力公司可靈活調度的小型「虛擬電廠」。

其中智慧電表所蒐集的住戶電力數據,可共享給情報銀行與第三方協力企業,應用於社區安全、老人照護、物流運送等領域,共同創造比過往全額躉售案場更高的「社會價值」。如此一來不僅提高了銀行融資意願,也使電力在地生產、在地消費,避免運送過程中電力線損。

多元的商業模式也讓公民電廠,不再單純依靠案場規模獲得報酬。即使是分散式的太陽能場域,在具備了蒐集用電數據與調度能力後,也另外開拓了更多建置再生能源的潛在市場,有效解決過往公民電廠適合投資之案場不足的問題。

藉由公民參與串起電力的供給與需求,未來「公民電廠2.0」 所擔綱的角色,不單只是提高再生能源產能比率,而是成為具備反應能力的電力蓄洪池。以往負載追隨(Load Following)的概念,藉由區域調度調節,也能變成根據發電狀態來用電,能源轉型不單是政府的政策,而是落實到每個人生活中的價值。

註1:日本公民電廠的地產地消,指的是區域產電區域消費,過去因 FIT 躉售價格高,區域所產生的再生能源會先全額躉售給電力公司,再由電力公司輸配回用戶端使用。

註2:自發自用是指產電端的電力需求,優先以自身發電供給,有別於地產地消的概念,自發自用的電力會先提供發電場域所使用,剩餘電力才會再躉售至電力公司。

電子時報Jerry

Jeryuan Yen
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