〈工業技術與資訊〉分散式能源崛起 -
透過「虛擬電廠」整合再生能源、儲能設備、備援電力等分散式能源，已成為能源管理新顯學（09/26/2021 鉅亨網新聞）

逐年攀升的尖峰負載，讓臺灣的能源使用規劃，成為各方焦點。跳脫興建更多電廠的思維，透過「虛擬電廠」，整合再生能源、儲能設備、備援電力等分散式能源，已成為能源管理新顯學。隨著再生能源占比逐步升高，為了解決供電間歇性的問題，能長時間儲存電力的「液流電池」也備受關注。

數 10 年來，臺灣傳統電力供應以大型電廠為主，想要解決尖峰用電問題，除了蓋電廠外，是否還有更省成本、更有效率的解方？

攤開臺灣的用電分布，若以 1 年 8,760 小時來看，臺灣每年用電最多的 200 個小時，對於電力系統產生的額外需求大約為 2GW，相當於年度用電尖峰的 5%，且大多集中在夏季。工研院綠能與環境研究所組長梁佩芳認為，若要持續蓋電廠，得先思考 2 個問題：一是電廠投資大、建廠時間久，還會面臨環保抗爭行動；二是只為了每年 200 小時的尖峰需求興建新電廠，似乎也不太符合投資效益。

其實除了大型電廠之外，民間也暗藏不少中小型的電力資源，像是散落在企業、工廠、住家裡的太陽能、風力、儲能設備、備援發電機、UPS 系統和電動車等。隨著供電挑戰愈來愈大，未來必須要更加靈活善用這些電力資源。「虛擬電廠」概念應運而生，「就是將分散式的中小型資源聚合起來，變成可靠的電力供應來源，就像一個可受控制的電廠。」

用戶代理人扮演關鍵角色

當傳統以大型機組為主的集中式電力系統，走向分散式電力系統後，原先單純做為電力的消費者，同時也轉為電力供給的產銷者。正因為聚集了各種不同類型的用戶參與，虛擬電廠有著更大的調度彈性，能在短時間內提供尖峰負載電力，也能為電力公司提供輔助服務。

相比過去台電控制大電廠，只要一個指令；當眾多小資源集結時，該如何有效管理就成了關鍵。這造就一個角色興起，也就是所謂的「聚合者」或「用戶代理人」（Aggregator），「他必須聚合用戶資源，就像一個統一窗口，去台電或電力市場報價，未來代理人會是新的商機。」

「虛擬電廠有很多不同機制，有些可以做出一桌菜，有些就是很專業的一道菜，不同公司的營運策略都不一樣。」梁佩芳表示，目前虛擬電廠在國際已有不少成功案例，以全球知名的德國公司 Next Kraftwerke 來說，旗下聚合超過 1 萬個用戶，裝置容量達 8GW 以上，並依據用戶特性，設計不同方案，有些投入電力交易市場，有些則投入輔助服務市場；特斯拉（Tesla）也在加州聚集旗下家用儲能設備 Powerwall 的用戶，向電力公司提供電網服務，當加州電力不夠時，便控制電池放電。

滿足五大條件 虛擬電廠商機可期

梁佩芳認為，虛擬電廠必須具備 5 項條件才能發揮其優勢。第一是 ICT 的基礎建設，為了讓代理人清楚掌握每個參與者的狀況，需要導入智慧電表等 ICT 應用，才能即時掌握數據。

第二是預測。代理人需了解電力系統狀況，進行負載預測，事先讓參與者知道未來幾天的用電趨勢，讓用戶有心理準備，提高用戶的參與意願，不至於突然收到斷線通知，措手不及。

第三是打造客製化方案。因應不同參與者的特性，客製化電力的供應狀態，而非所有人一體適用的規則，甚至是調整用戶的生產行為。比如台電大多在下午 1 點到 3 點的尖峰時間，要求降低用電，或許就能和工廠討論改變生產排程。

第四是對市場的了解。代理人需對市場敏銳，針對用戶屬性，細分成不同群體，參與市場上的不同計畫。台電現已要求，未來代理人參與電力市場，必須取得「合格排程者」（Qualified Scheduling Entity；QSE）的資格，代表代理人對市場有基本了解。

第五是決策技術。如何安排出最妥適的方法，讓參與者的成本降低，在電力市場獲得比較高的回報；同時也要有預先準備，當執行期間發生意外的話，如何啟動緊急機制，這些都需要依賴精密的排程決策。

雖然目前臺灣的虛擬電廠概念在仍在起步階段，代理人角色也仍舊偏少，但可以預期，台電的電力交易平台正式上線後，「臺灣的市場就會打開，未來參與電力市場服務會比以前更加自由、開放，只要聚合資源就能去交易，許多業者都在準備，商機可期。」

四大優勢 液流電池成儲能新星

在分散式能源系統中，再生能源和儲能設備不僅是其中的重要一環，兩者也有高度相關。隨著再生能源的占比逐漸增加，面對「看天吃飯」的間歇特性，更需要長時間的儲能設備，才能 24 小時供應綠電，而安全性更高、儲能時間又長的「液流電池」開始受到關注。

工研院綠能所組長張文昇指出，液流電池顧名思義「就是電池裡有液體流動」。液流電池包含 2 個大型的電解液桶槽，內含可儲存電力的活性物質，將電解液以管線輸送到中央元件，稱其為「電堆」。當需要充放電時，便透過泵浦將液體輸送至電堆，產生電子轉移，以此進行放電或儲電。根據電池種類不同，液流電池可使用多種不同金屬元素組成，目前最成熟的便是採用釩離子的液流電池系統。

比起傳統鋰電池，液流電池具備更多優勢。第一是安全，挑選電池首重安全考量，用水溶液安全性高，無爆炸跟自燃風險。第二是設計更有彈性，由於能量是儲存在液體裡，桶槽愈大，能提供的能量就愈多，根據不同應用情境，只要增加桶槽與電解液，儲存的能量與時間就能更多、更久。

第三是使用壽命長，深度充放電循環可超過 2 萬次，至少用 20 年沒問題，平均儲能成本攤提下來，在長時間儲存上比鋰電池更划算。第四活性物質在液體裡容易回收，即使電池長期使用後，裡頭的有價金屬也不耗損。

「液流電池屬於長跑型的選手，潛力上就是適合做連續長時間的放電和儲存，」張文昇說。這也是為什麼液流電池特別適合作為長時間儲能用途，面對間歇性的再生能源，可將綠電安全、穩定的儲存起來，扮演重要的調節角色。

由於能量是儲存在液體裡，桶槽愈大，能提供的能量就愈多，根據不同應用情境，只要增加桶槽與電解液，儲存的能量與時間就能更多、更久。

打造電堆 2 倍功率 創國際領先水準

早在 2008 年，工研院便意識到儲能會是未來電力系統的要角，率先進行小型的前瞻計畫，評估各種不同的儲能方法。直到 2017 年正式投入，在沙崙綠能科技示範場域打造液流電池系統。

張文昇指出，液流電池有幾個研發關鍵。第一也是最重要的，便是位於中央位置的電堆，「電池所有的功率跟充放電效率，都在那裡決定。」第二是電解液性質，由於活性物質儲存在液體裡，就像泡咖啡，水加太少，底部就會有很多顆粒沉澱，若能在相同體積中，溶解更多活性物質，就能儲存更多能量。第三是系統整合介面，如何讓液體流動的最好、耗電最低，牽涉到系統設計問題。

工研院在電堆上花最多心思，除了在結構設計面讓能源效率最大化，材料也經過最適化調整，比起市面上相同體積的電堆，工研院可輸出 2 倍以上的功率，居於國際領先水準。

應用範圍廣 積極導入產業

目前工研院已在沙崙打造一套 200 度電的儲能系統，近似於 2 萬顆手機電池的容量。未來沙崙場域希望可以達到電力自給自足達 50% 的程度，儲能系統能調節尖峰負載，也能支援夜間用電，甚至在停電時做為緊急備援電力。

工研院也將此套系統投入產業使用。工研院綠能所總監楊昌中指出，2019 年，工研院和中油攜手打造首座多元電力供應及儲能系統的智慧加油站「臺南前鋒路示範站」。因應未來的電車趨勢，中油率先啟動轉型，著手布建百分百使用再生能源的全綠能站體，提供加油站本身與電動機車充換電需求，其中的儲能系統便是採用安全性更高的釩液流電池。

今年 1 月，政府也通過「一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法」，俗稱「用電大戶」條款，規範契約容量 5,000kW 以上的用戶，必須在 5 年內設置契約容量 10% 的再生能源，而液流電池也很適合推展至工業區和住商大樓。

除了國內的產業化進度外，目前也有國際電池材料公司，委託工研院進行測試工作，顯示技術已被國際認可。工研院也積極將技術技轉給臺灣電池和儲能業者，「透過扶植臺灣有潛力的廠商，讓此技術做到電堆百分之百 MIT，」楊昌中說。在分散式能源和再生能源的發展下，工研院持續以扎實技術力，協助臺灣迎接能源新時代。

完整內容請見：
https://news.cnyes.com/news/id/4729870

♡

北歐永續能源論壇》「海上風箏」、地熱發電潛力無窮！北歐綠能產業爭相來台插旗（11-26-2020 風傳媒）

地熱發電與洋流發電是台灣繼打先鋒的太陽能光電以及風力發電之後，開始接棒上場，待任下一波再生能源發電主力部隊的發展項目，北歐國家在地熱發電以及發展海洋能發電方面，都堅實的研發成果與實際開發經驗，可以讓台灣作為推展地熱發電以及海洋能發電的借鏡。

（鍾巧庭報導）北歐國家推動永續目標、發展再生能源技術產業的步伐向來領先全球，而雖然台灣絕大多數能源仰賴進口，但多家涵蓋地熱發電、海洋能源等領域的北歐企業，紛紛看中台灣豐沛的綠能開發潛力，成為台灣能源轉型的最新生力軍，而廠商代表直言，政府的政策支持及居民的共識，是再生能源發展的關鍵。

由北歐3國駐台外交代表機構——丹麥商務辦事處、芬蘭商務辦事處、瑞典貿易暨投資委員會台北辦事處——共同舉辦的第二屆「北歐永續能源與環境論壇」今（26）日在台北登場，共有10家北歐企業代表共襄盛舉；台北市長柯文哲、環保署副署長蔡鴻德也出席致詞。

「海上風箏」潮流發電

在台灣，對於再生能源的想像多仍集中於風力、太陽能等「綠能」發電，來自瑞典的新創企業Minesto則把開發焦點瞄準在「藍能」——海洋能源。不同於大多數相關技術集中於流速較快的潮汐或是波浪，Minesto瞄準則低流速與深海海域，打造新型海洋能源轉換器「Deep Green」。

Deep Green造型近似於「海上風箏」，運作原理是透過海流動力推動風箏，加速水流速度後驅動發電機，將洋流能轉換成電能。其體積小、重量輕的特性更降低了機組的建置與維護成本。目前，Minesto已在英國威爾斯安裝第一套電網級系統，而位於北大西洋的丹麥法羅群島（Faroe Islands）預計在2030年達到全面使用再生能源的目標，Minesto在當地也有發展計畫。

而Minesto也於台灣成立了「名耐洋流發電設備有限公司」，並與台灣海洋大學海洋能源與政策研究中心展開合作，未來擬在基隆打造第一座潮流能測試場，進一步探索亞太地區潮流能發電及「黑潮發電」的可能性。

台灣明耐洋流的專案經理陳勇隆更表示，由於離島用電成本高昂，長期目標希望能以洋流再生能源挹注發電，同時在台灣建立海洋能發電本土產業鏈，結合在地的設備供應商，以台灣為基地，成為技術零組件的輸出國。

地熱發電　北歐經驗

而根據我國政府數據，台灣有27處地熱區具有發電潛能，也吸引具有相關經驗的北歐企業插旗。來自瑞典的「BASELOAD POWER」公司，便在台灣設立「倍速羅得股份有限公司」，開發熱能發電專案，目前仍在探勘當中。

倍速羅得代表指出，各產業需要的熱水溫度不同，開發地熱資源有助於帶動地區整體經濟、就業的發展；該公司在冰島、日本都有營運中的電廠，冰島電廠從租地到開始發電更只耗時10個月，發電規模已達到規模達到1.2千瓩（MW）。而其母公司「Climeon」利用地熱與工業廢熱的熱力發電模組設備，更已在全球逾10個國家開展項目。

能源轉型之路的機遇與挑戰

目前台灣佔大宗的再生能源（風電、太陽能）多具有間歇性，亦即「看天吃飯」的特性，而海洋能與地熱發電雖深具發展潛力，但在台灣都尚未成熟。而倍速羅德公司近日在花蓮紅葉部落進行地熱發電探勘，更因鑿井工程的噪音引起居民反彈。

對此，與會的北歐企業代表強調，在對再生能源較熟悉的國家，當地民眾對開發的接受度也比較高，而在市場不成熟的情況下，則更加需要社會溝通工作，加強傳達相關知識，使居民對此達到共識；而政府的政策支持，也有助於推動再生能源發展。

來自北歐國家的 Climeon 公司研發出可以利用較低溫度井以小型分散式地熱發電廠作為模組式地熱發電開發模式的型態，發展地熱發電。這是 Climeon 地熱發電模式的簡介短片：
Climeon's clean technology and geothermal energy
https://youtu.be/uUH70IWRjsw

完整內容請見：
https://www.storm.mg/article/3242348

♡

［台日交流推動小水力發電］

今天到台中參加《台日小水力發電論壇》。根據能源局估算，台灣的小水力發電至少有500MW 潛力，也是一個穩定的電力來源。

早年台灣也有川流式小水力發電廠，如台東卑南東興電廠、美濃竹子門發電廠、新竹軟橋發電廠……雖然發電機組已經老舊，卻仍然能穩定運轉發電。後來因為全國用電量快速成長，發電規模愈來愈大，導致小水力發電沒有被好好運用。

直到近年全球能源發展趨向綠色能源、社區能源自主，水力發電才又再次受到重視。其實許多農村的灌溉水圳，常年都有豐沛的水量， 如台東達魯瑪克部落、花蓮南華村等，都是發展小水力發電的好地方。

日本 2005 年成立的「全國小水力利用推進協會」，推動小水力發電並且促進農村發展。在福島核災之後，原本仰賴核電回饋金的農村，更是大力推動綠色能源。以福井縣為例，同時推動沼氣、木質顆粒與水力發電，除了增加農村產業與產值，更增加青年返鄉工作機會。另有一個例子，人口僅剩250人、小學僅剩12人的石徹白村，因為發展小型水力發電，已經有22名青年返鄉，就是一個很好的案例。

我成立「立法院再生能源促進聯誼會」，除了公民電廠之外，也一直在推動各種創新能源。過去台灣幾乎不重視小水力發電，隨著政府重視再生能源，水利署、能源局、台電也開始規劃小型水力發電廠，環保團體也舉辦了三屆大專與高中學生的小水力發電比賽，也開始有經濟規模的廠商入場了。

我相信，經過大家的努力，小水力發電也可以像目前成熟的太陽能與風力，成為台灣再生能源的主力，讓我們大家一起努力。

"更多新聞與互動請上：
PNN公視新聞議題中心 ( http://pnn.pts.org.tw/ )
PNN 粉絲專頁 ( http://www.facebook.com/pnnpts.fanpage )
PNN Youtube頻道 ( http://www.youtube.com/user/PNNPTS )
PNN Justin.tv頻道 ( http://zh-tw.justin.tv/pnnpts )
公視新聞網 ( http://news.pts.org.tw )
日本在大地震過後實施限電,對民生和產業造成影響，有日本廠商透過外交部，向我國緊急採購中小型的風力發電機組，由於國內廠商在這方面的製造技術已經成熟，目前正在清查庫存量，只要日本提出具體數量需求，一週內馬上就能出貨。

這兩支看起來像路燈又像裝飾的風力太陽能發電機，就架設在公園裡，不但不會影響民眾生活，還能提供週邊路燈所需的用電，只要有風力有陽光，就能發電，對現在缺電的日本來說，相當需要。大地震發生後，有日本廠商透過我國外交部，向國內廠商緊急採購中小型的風力發電機組。

馬振基表示，台灣的中小型風力發電系統技術成熟，像這樣300瓦的小型風力發電機，只要每秒2公尺的風速、也就是只要樹葉會動，就能發電，再加上下方的太陽能板，就能產生500瓦的電量，運作一天就能儲存三到五天的電量，至少能支援路燈照明、手機通訊和簡易的生活家電。而體積小組裝方便，安靜安全又環保，目前國內廠商也在討論，如何協助日本。

協會表示，目前國內有35家廠商可以提供貨源，現在就等日本提出需求量和規格，會盡力協助解決當前的用電危機，同時也向世界展現，台灣風電產業的競爭力。"