當台灣的綠能供電比例越高，該如何才能達到穩定供電？（09/14/2015 The News Lens關鍵評論）

我們想讓你知道的是：

所謂基載電力，就是24小時365天都在電網裡供電的電力。但在未來，由於要達成減碳目標，我們要改用再生能源為主要電力，因此，原本的基載電力就不能再當主力了，必須轉為輔助電力，可是燃煤與核能這兩種電力，都有「無法快速升降載」的特性，使他們很難配合再生能源的間歇性來提供電力調度，那該怎麼辦呢？

文：蔡卉荀（地球公民基金會主任）

2016年啟動的電力能源轉型，使得台灣再生能源持續增加中，在2021年5月，白天用電尖峰時，太陽光電的發電量已可占全台9%以上，比一座核電廠的發電量還多，順利供應用電需求，證明了太陽光在供電系統已占有重要地位。

然而，今年5月，夏季高溫提前報到，又逢三級疫情停課不停工，導致全台用電量屢創歷史新高。5月17日一座興達燃煤機組突然故障，其他備援電力應接不暇，隨著太陽下山失去光電，夜間用電又居高不下，不幸發生分區輪流限電，「綠能供電不穩定」的擔憂也再次浮現，當台灣的綠能供電比例越高，有什麼方法能夠穩定供電呢？

揚棄核煤基載，以再生能源為主力，搭配升降快速的輔助電力

過去為了穩定供電，會使用燃煤與核能作為「基載電力」，將燃氣與再生能源視為用電高峰時才開啟的「輔助電力」。所謂基載電力，就是24小時365天都在電網裡供電的電力。但在未來，由於要達成減碳目標，我們要改用再生能源為主要電力，因此，原本的基載電力就不能再當主力了，必須轉為輔助電力。

可是燃煤與核能這兩種電力，都有「無法快速升降載」的特性，使他們很難配合再生能源的間歇性來提供電力調度，不能成為未來的輔助電力。說白話一點，太陽光多的時候，我們當然要多用光電，此時燃煤或核能的發電就必須減少，等太陽下山後才能再增加。但是燃煤電力從零到滿載發電至少要八小時，核能更要三天以上，這兩種電力要配合光電每天升降載實在太困難了。

相較之下，水力發電從零到滿載只需20分鐘、燃氣為2.5小時，儲能系統更快，只要幾秒內就能供電。這些電力可以快速因應調度，才是搭配再生能源最佳的輔助電力。

用電端計畫性節電的「需量反應」

此外，讓用電端計畫性節電的「需量反應」制度，也能讓電力供應更穩定可靠。所謂需量反應，就是當預知電力可能緊繃時，提前請用電大戶減少用電，例如：工廠配合調整生產時程，將某些耗電的工作移到離峰時段來做，避免大家都擠在同一個時間，或直接關掉不必要的用電。
美國加州甚至會讓一般民宅社區也加入需量反應，大家一起配合電力公司的調度指揮，主動關掉非必要的用電，這就是加州目前有將近一半電力靠再生能源，仍可以穩定供電的秘密武器。

「需量反應」的誘因來自電力公司以優惠的價錢買下用戶減少的電量，這比起電力公司花大錢蓋新電廠，只是為了應付尖峰用電要划算多了，台電公司近年來已開始運用這項管理技術，但是廣度和深度都還有很大改善空間。

邁向100%再生能源的系統改造

此外，雖說白天才有太陽光、風力也非24小時都穩定，但可以透過氣候和氣象的預測掌握，提前進行電力的調度。

再生能源的發展已經是不可逆的趨勢。燃煤與核能除了有空污、核廢料、核安等問題外，無法快速升降載的特性也導致他們被淘汰的命運。如果在電網中替他們保留一席之地，反而會限縮再生能源可以併入電網的空間。

在邁向100%再生能源的過程中，將全面顛覆傳統的電力系統，傳統基載的運作概念不再適用，必需搭配天然氣、儲能等輔助電力，加上更具韌性的電網基礎設施與電力管理技術，這是一場能源革命。

★ 編按：值得補充說明的是。其實，當我們面對台灣的綠能供電比例越高，該如何才能達到穩定供電的挑戰時，其解決方案遠比文章中所提到的項目還要多元，例如新一代的具備快速反應、彈性調度運轉特性的 fast responder 燃氣機組，可以將從冷機啟動到滿載發電運轉的時間，從傳統燃氣機組的平均需要2.5小時，大幅度縮短至15分鐘至半小時以內，而且能夠在接到電網調度指令之後，短短幾分鐘時間，就能夠完成停機待命的狀態，這樣的快速反應彈性調度功能，可以極大幅度地緩解每天日落之後約2~3小時的夜間次尖峰用電時段的供電。

同時值得關注的是，新一代的燃氣機組，有些機種在設計之初，不但就針對將適應頻繁的快速反應、彈性調度的運轉模式包含在關鍵功能之內，而且也具備了混用氫燃料的功能，使得客戶在面臨能源轉型任務，開始降低天然氣使用佔比，改以氫燃料作為替代能源的階段時，可以無縫接軌，順利的跨出轉型的步伐，而不至於需要汰換掉原有的燃氣機組，造成設備、資產方面的浪費。（目前台灣新建置的燃氣機組當中，就有具備混燒氫燃料功能的機種，原廠設計是出廠時就可以適應混燒氫燃料比例達50%的能力，若將來經過原廠升級解決方案，更可以轉換成100%以氫燃料替代天然氣作為發電的燃料。）

此外，台灣充沛的地熱發電潛力，在經過近30年的荒廢之後，現在又重新啟動，目前已經有小型驗證地熱機組上線運轉近3年，成效良好，同時也開始有一批中小型地熱發電的開發案再進行當中。

地熱發電是再生能源發電當中，具有長時間穩定發電，具備擔當基載供電能力的再生能源綠電，同時也具備勝任快速反應、彈性調度的運轉功能。

台灣各地都有豐沛的地熱資源，在引進最新的鑽探、開採、運轉技術，以及搭配新進的先進材料科學的輔助下，台灣的地熱發電會是繼太陽能光電、離岸風電之後，台灣另一種極為重要的再生能源電力來源。

其實，隨著再生能源發電發展和能源轉型進程的向前推進，電業領域的各種創新、改進，會持續不斷的推陳出新，我們手上可以選擇的解決方案會越來越多元，越來越有效益。大家對於台灣推動能源轉型，發展再生能源發電的各種努力，應該要更有信心，給予更廣泛的支持與肯定。

完整內容請見：
https://www.thenewslens.com/article/155007

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日本在綠氫能源上的發展（08/26/2021 風傳媒）

氫將是人類最清潔的燃料，其燃燒只產生水而不排碳，由於這種對環境的友好性，氫被稱為「完美能源」或「未來能源」。

氫廣存於地球之中，其能源密度極高，且可以氣態、液態及固態的氫化物呈現，以適應各種運儲方式及應用環境的要求，和化石能源相比，其製取更為方便，不受地區因素的限制，也不會因資源分布不均而引發地緣政治風險，通過可再生能源製氫，將促成碳中和的實現。

作者：胡僑華

太陽能製氫是前景最好的製氫法

目前以化石燃料做為主原料的煤氣轉化法占全球氫製備總量的95%，而以電解水製氫的的比率不足5%，以太陽能製氫的比例更小。其實以太陽能製氫已有40年的的發展歷史，被認為是最有前景的製氫方法之一，值得繼續努力研發。

當今全球在建的以可再生能源製氫項目總計80GW（1GW = 100萬千瓦），在2020年新增的項目即達50GW，就像過去十年風能和太陽能的價格成倍下降， 一旦形成規模效應，即大幅降低其LCOE成本（Levelized Costof Energy，均化能源成本）。

日本百年老店──電氣產品製造商東芝集團（Toshiba）正在全球布置此具「未來能源」之稱的氫能，並以大規模可再生能源製取綠氫，做為碳中和時代的解決方案。

放眼全球，日本是近年來最熱衷發展氫能的國家之一，利用碳捕獲（CCS）實現平價化石燃料的脫碳製氫，以及可再生能源製氫，對能源自給率甚低的日本而言，用零排碳的可再生能源以製取清潔、高效且較易儲運的氫能，無疑是「後福島時代」得以兼顧能源安全和碳中和目標的理想選擇。

早在50年前東芝就開始做氫能方面的研發，當時日本的氫路線是烴類或醇類重整製氫，但現在零碳的理念下，近10年已全面提升氫能體系。例如東芝燃料電池體系全部都是純氫製備，其燃料電池系統H2Rex 在日本國內已累計交付了100台以上，這種100KW的模塊化單元，可根據需求做靈活組合，啟動後不及5分鐘時間，高效管道或儲槽中的氫氣轉化為電能和熱能。

從製氫到氫利用的全程實現了零排碳

以東芝的新氫能綠合中心為例，利用太陽能電解水製備氫氣，並直接將其應用於東芝的府中工場的燃料電池驅動叉車（Fork lifter）上，不但叉車運轉不排放二氧化碳，且因利用可再生能源作為製取氫能的燃料，從製氫到氫利用的全程實現了零排碳。當突發災難時，這套小型分布式能源亦可大顯身手，做為一條生命線為300名受災群眾提供一週所需的電力和熱水供應。

綠氫雖有諸多優點，但在全球範圍內仍為成本高居不下所困擾，在日本要靠政府的政策來支持。此外光伏、風電仍存在間歇性問題，且因電網調峰要求甚大，導致棄風、棄電的狀況經常發生，若將這部分電力轉換為氫能儲存起來，需要時再予釋出，成為最理想可靠的結合。亦即可再生能源與電解質製氫技術綑綁在一起，製造出完全的綠氫。

在日本國立新能源產業技術綜合開發機構NEDO（New Energy and Industrial Technology Development Organization）的帶頭下，東芝與另外兩家日本企業合作的福島氫能研究基地（FH2R）已於2020年成立。東芝在該領域所長的是對電力系統、電子設備及控制系統的深入了解，及對氫的長期技術累積，目前正與上游製氫企業研討合作。

在氫能起動階段，東芝呼籲政府對全行業給予政策支持，鼓勵更多企業參與氫能產業鏈的完善，並儘早明確氫能使用的法律及規範，在此前提之下，氫能成本才能隨著規模效應而快速下降。

氫能成本的下降有賴於一個足夠大且高速成長的下游市場，東芝正在推動純氫能燃料電池系統H2Rex儘早應用於日本及中國市場，使其成本符合市場潛在的需求，並聯合中國合作夥伴一起開拓市場。

福島事故讓東芝不得不脫鉤核能

實際上東芝對於 「終極能源解決方案」的認知，在福島核能事故之後，出現了徹底的轉變，東芝曾是全球核能領域的重要領先者，旗下擁有歷史戰績輝煌的美國西屋電氣公司。但2011年發生的福島核能事故，使全球核電技術放緩，建造成本陡增，西屋電氣申請破產保護等諸原因，東芝最後選擇脫鉤核電資產。

2020年10月日本首相菅義偉在臨時國會上發表施政演說時宣布，日本將爭取在2050年實現溫室氣體净零排放，這標示做為全球第三大經濟體及第五大排碳國的日本，在氣候議題上的立場有了巨大的轉變。

日本的溫室氣體排放中，至少有80%來自能源範疇。二氧化碳零排放並不是最近才有的呼聲，早在〈京都協議書〉及〈巴黎氣候協定〉且更早以前，就進行了與此相同的探討。

福島事故改變了全球滅碳的思路，2011年之前，日本及歐洲都將低碳發電目標寄望於核能，但現在已轉變為寄望於可再生能源的發展。除了氫能之外，東芝還有其他頗具競爭力的的能源業務和碳捕獲及儲存技術，可以根據不同地區的條件與與特徵，進行靈活的組合，無論在水電領域、光伏領域及地熱領域，均處於世界領先的地位。

該項目建有全球最大的利用可再生能源的10 MW（1萬千瓦）級製氫裝置，正在驗證清潔低成本的製氫技術，在此所產生的氫氣不僅使用為平衡電力系統，還為固定的氫燃料電池系統，及移動的氫燃料電池車輛（汽車、巴士）等提供動力源。

日本的綠氫發展可供台灣借鏡，台灣現行的可再生能源發電占比僅20%，卻以進口液化天然氣以支持50%的氣電 ，與其如此，不如投資於光源充足的澳洲建立液化綠氫廠，並進口台灣以取代LNG（主成分為排碳的甲烷）以供發電，達成低碳及無排碳的能源承諾。

本文作者胡僑華為工程專業經理人

完整圖文內容請見：
https://www.storm.mg/article/3875207?mode=whole

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⚡台灣發電是燃煤還是燃氣多？有多少比例能源來自進口？這些能源知識你知道嗎？🤔

永續能源研究基金會12日公布了今（2021）年度「#台灣電力使用與能源轉型民意調查」結果，統計指出，多數台灣民眾對於再生能源發展抱有期待，但卻對整體能源政策、減碳政策的掌握度不足。

台大風險社會與政策研究中心主任周桂田指出，民眾會陷入「期待再生能源又期待核能」的雙重矛盾狀況，主要是因為資訊不夠充分。以年底即將舉行的「重啟核四」公投為例，若民眾在缺乏資訊的情況下做出選擇，對整體能源結構會帶來巨大衝擊。

https://e-info.org.tw/node/231974
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長期以來，中部人一直擔心並苦於中火排放污染的問題，而政府開啟了能源轉型進程，整體能源轉型路徑以「逐步增加再生能源與燃氣發電，降低燃煤比例」為發展方向，因此在能源發電結構配比中，燃煤及燃氣的比例從 2019 年的 46% 與 33%， 逐漸調整配比規劃，預計 2025 年燃煤及燃氣的比例將會變成 27 %與 50％。為配合政府發電結構配比，台電在北中南陸續推出新增燃氣機組計劃，以台中電廠為例，目前所規劃的燃氣機組以「複循環機組 」為主，即是結合氣渦輪機組與汽力機組的發電方式。
那過去中火一年燃煤的空污排放量與燃煤量有多少呢？
我過去多次要求中火在空污季擴大降載，2020 年創下史上最大降載幅度中火用煤量從最高峰 2014 年 1839 萬公噸，至 2020 年已降為 1229 萬公噸，大減超過 600 萬公噸，排放量更是減少將近 6 成。
而要讓燃煤、空污排放量更降低，燃氣機組可達到這樣的需求。
但目前中火 2 部燃氣機組已經拖到 2025、2026 年完工，比先前規畫要晚。現在預定 5 月開工日期，可是如果因為台中市政府不給都市審議通過，那麼工期勢必再往後延。也就是說，中火改燃氣已經晚一年了，如果中火再拖、再晚 2年，中南部民眾就白白多吸這些明明可改善的空污排放。
再看用電量的資料，可能因為台商回流、設廠、股市的熱錢，創業投資的人變多，在 2020 年全國的用電量比前一年增加了2.3% 左右，算起來大約是 57 億度電，57 億度光一個電廠就撐不起來，中火燃氣的機組已送了七次補件，卻到現在都還沒拿到都審的資格。另外，去年全國的製造業、半導體產業，一直在增產，很明顯用電量再增加，但應該有的燃氣新機組卻沒辦法就位，只能就既有的機組去處理。
能源的穩定供應，事關全國的經濟發展、能源轉型和國防安全。我們都知道，能源短少或者是運送能源的路途若受到外力威脅，國家社會的安全就會有動蕩的風險。去年我質詢這個議題時，政院回覆我，台中的燃氣還卡在地方政府證照的問題，今天我質詢，卻還是得到這樣的答案。
所以台中市政府可以卡全台的能源轉型嗎？
所以台中市政府可以卡全國的國防安全嗎？
地方首長如果可以卡全國的經濟發展、能源轉型和國防安全，這真是全世界的笑話。
如果有人不會想也沒有關係，但以行政院的高度必須要把這件事放在心裡，明明可以立即改善的機制，卻老被行政程序卡著，這完全說不過去。
再來看台中的用電量，近年來台中市用電成長率提高，2019、2020 年台中市用電量皆超越各縣市，成為全台第一城市。
過去我常常在冬天時，要求中火要降載，我希望未來也可以將火力電廠的燃煤，能慢慢減少燃煤被視為「基載」的比重，漸進優先選用污染較低的發電方式。
希望政院真的能實踐本日院會答應我的內容，至少應積極溝通，這是國家安全的事情，減少空污而能穩定發電，這事關台灣人的健康、台灣的科技產業命脈！早一天用燃氣來取代燃煤、對全國好、對台中更好！

2021-03-19，院會第三會期總質詢，行政院 蘇貞昌院長，經濟部 王美花部長。
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