當我們談再生能源發展的時候,永續,碳排放,空汙總是比較有話題性,然而在電網,電力系統,與配電/送電的討論方面,著墨相對較少。故此,本文想非常概略的來聊一下,推動綠能的過程中,我們可能還有哪些需注意的部分。當然,筆者自己也非電力專家,不過開始投入能源相關的創業後,總是不免與各界「利害關係人」討論可行的商業模式,也因此能彙整一些資訊,並分享個人的想法。
台灣是屬於海島型的電力系統,發電的「原物料」高度仰賴進口,這也是為什麼政府積極佈局再生能源的原因之一,不光是永續環保是未來主流趨勢,更重要的,是減少對燃煤,燃氣,乃至鈾-235/238等核能原料的依賴。撇開這等考量,電力系統本身也是相當大的一門學問,我們都知道其中包含產電,配電,輸電,售電與用電等環節,每個部分都環環相扣,也都暗藏超多眉眉角角,以及來自各界的利益劃分。
從生產端來看,台灣發電設備裝置容量為5,2680 MW (台電2018數據),仍有7成以上來自火力(燃煤36.6%,燃氣32.3%,燃油5.8%),水力與核能分別各佔8%左右,非水力再生能源大約也佔8%。而2030年以前,政策便是要努力提升諸如風力,太陽能,潮汐/地熱能等發電比例。但我們都必須知道,這些再生能源大半屬於間歇性能源(Intermittent energy),不可能24小時持續提供穩定的發電,這使得在晚上,或風力/潮汐不穩定的時段,仍須仰賴傳統的發電方式,多半也就是燃氣複循環機組。所謂「複循環機組」,指的是將氣渦輪與汽力機組整合的一種發電方式,優點包含效率較高,負載反映較快,且可以使用天然氣作為燃料,相對燃煤來說較環保等等。當然,這裡其實要強調的是,電力系統性調度十分重要,要如何把各地的用電時段與需求(高低峰),配合再生能源,火力等發電,還要兼顧環保因子與國家的能源政策,就會變成一件十分複雜的事情。
根據綠學院刊載文章的見解,「電力調度的目的是用最經濟、最有效率的方法確保電力系統的供電穩定與安全」。畢竟民眾日常生活,甚至是工廠的生產製造,誰也不希望突如其來的斷電,而電力的調度也絕非僅在當下去做協調,而是必須把未來幾小時,乃至幾天幾週的電力需求都得通盤考量。於是,電力調頻,儲能,以及配合瞬間的用電尖峰,與再生能源無法工作的時候,就必須要有更好的方式來確保用電無虞。例如台電在去年與民間業者打造的「虛擬電廠」或「智慧電網」,就是用併網型儲能系統,來輔助電力的調度。再者,為補足再生能源發電不穩的問題,讓傳統燃氣的複循環機組在白天的時候「解聯」,傍晚再「併聯」,也是目前的解決方案。