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    2021-09-15 13:13:05
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    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

  • 地球公民365 在 The News Lens 關鍵評論網 Facebook 的最佳解答

    2021-09-14 15:27:47
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    【邁向100%再生能源的過程將是場能源革命,傳統的電力系統會被全面顛覆】

    過去為了穩定供電,會使用燃煤與核能作為「基載電力」,將再生能源視為用電高峰時才開啟的「輔助電力」。但在未來,由於要達成減碳目標,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2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。燃煤電力從0到滿載發電至少要8小時,核能更要3天以上......

    ❙有話想說,你可以直接於文章之中提供更多想法: https://bit.ly/2VtklER

    #綠能 #供電 #燃煤 #核能 #水力發電 #再生能源 地球公民基金會

  • 地球公民365 在 Sandia耀媽親子誌 男孩媽的日常 Facebook 的最佳解答

    2021-07-09 17:11:31
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    2021-09-03 22:51:32