〈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

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我們需要的是更多電還是電網輔助服務？（05/26/2021 陽光部落格Sunnyblog）

2021.5.14興達發電機組匯流排故障，依照台電公佈的備轉容量，應該足以因應這次事故的震盪，然而結果是目前台電現有發電能量其實無法應對波動，導致C、D組用電戶需要輪流限電數小時以等待發電機組重新升載。時間拉到這幾天，根據台電的發電廠即時資訊，在日正當中、氣溫最高的時刻，所有的發電廠，包含設置目的為輔助啟動、而非發電的的輕油發電機組，幾乎都是滿載運作中，才能維持6%以上的備轉容量率。

就以上狀況而言，台灣的確缺電。

更多的再生能源併網是趨勢，面對已投入的巨大資源評估、開發、建置的發電項目，及目前國際對於再生能源、減碳的要求，我們不可避免地會持續提升目前的再生能源配比與併網量；新型態能源的加入也有分散風險、降低負載壓力的優點，如近年來太陽能的併網緩解了過去在中午必須大量升載的壓力，讓現在用電尖峰從中午轉為清晨與黃昏，形成鴨子曲線。

既然轉型趨勢明確，也必然發生，在應對上，我們究竟出了什麼問題？

1. 發電量與用電量成長不同步

依照經濟成長率預測未來用電需求，每年用電量都會上升1~2%，增加發電量是必然的。然而，政府在能源開發上重點放在再生能源的風能與太陽能，皆有因為爭議導致開發卡關，因此發電量並無達到預期水準；除此之外，再生能源大量併網會增加台電調度的壓力，彈性調度能力不可或缺，但不僅燃氣電廠因溝通不良卡關、缺水導致抽蓄發電更為短缺、電網輔助服務措施尚未成長完備，目前彈性調度能力尚待成長。

要解決電源開發的問題，隨著經濟部的再生能源躉購政策逐漸降低收購價格準備退場，需要有更自由的電力交易市場，才能由市場交易機制支撐起價格，保持再生能源的開發誘因。目前太陽能建置上，沒有環境爭議的屋頂型電廠有90%，為無法自由交易的第三型發電設備，雖然能源局有對此做出解決方案，但對於廠商來說摩擦依舊太大、無法有立即性的幫助；在風能建置上，要將數百千瓦裝置容量的風場導入自由交易機制，也不是簡單的事，許多開發商持觀望態度，讓風機建置進度緩慢。

2. 彈性調度多元電力來源的方法

在彈性調度的能力提升上，燃氣機組牽涉到環境保育、地方政商及溝通不良等議題；氣候變遷影響之下，不只是近期水情嚴峻、未來也更容易因為極端氣候而缺水：

過去一直作為重要調配資源的抽蓄水力發電，也已經被逼到了臨界點。

就即時的電力調度而言，水力為目前最快反應的電力來源，在幾分鐘內便能達到滿發

第二常用的燃氣發電則需要2小時才能達到滿發

電網輔助服務措施是一條新的方向

電網輔助服務可以細分四種：

快速反應備轉
調頻備轉
即時備轉
補充被轉

依照電網不同情境，用各種措施反應用電調配需求。

2020年，台電已開始快速反應備轉、調頻備轉的招標，在今年七月，也即將試行電網「輔助服務與需量反應措施平台」，讓更多的容量型儲能機組、需量反應措施可以參與電網需量反應。作為輔助服務，這幾項調整的速度都要比傳統機組來得快：

反應最快－快速反應備轉服務：必須在一秒之內即時反應

反應最慢－補充備轉：至少需在30分鐘內動作。

輔助服務是一個急需發展的未來重要資源，但是目前僅有15MW的儲能調頻備轉(Automatic Frequency Control, AFC)初登板輔助服務市場，建置量還有很大的成長空間，如果成功如期建置，513、517發生的事故，都可以用採用這種方式因應策略。

除此之外，這種非傳統、不以發電方式來增加電網彈性的措施，台電業務處也有推出「需量反應負載管理措施」，目標是降低用電戶在尖峰時刻的用電，來達成轉移尖峰時刻發電壓力目的。台電業務處會先跟用電戶簽訂特殊的電價契約，用以價制量的方式，將用電負載轉化為可調度的電網資源，成為整體電網規劃的一部分，突破傳統上供電必須滿足用電需求的單向運作，提高能源使用的效率。而這些參與的用電戶，透過將尖峰時間的用電需求量轉移到離峰時段，也可以得到較為優惠的電價，達成雙贏的局面。

而輔助服務內容也可以再進一步擴大。目前需量反應措施只有契約容量100kW以上的大戶會跟台電合作在尖峰時降載，然而大戶們的電力多作為工業生產所用，降低用電等於停止生產，因此參與者不多。若能開放低壓商辦、住宅用戶參與，由於低壓用戶本身彈性較大，總體來說可以讓電網運作更有彈性。舉例來說，歐洲有能源新創公司提出的輔助服務內容為調配住宅的暖氣，在備轉緊繃的時候，關閉部分用不到的暖房設施，以達到降載的目標。雖然在國外已有諸多案例，以台灣目前的狀況而言，要聚合大量低壓用戶，還需要更彈性的電網規則與商業模式參與，才有可能發揮效用。

長遠來說，未來隨著極端天氣事件發生頻率的增加，傳統機組因高溫而故障或必需顯著降低電力輸出的機率也會提升，很可能使得電網在調配上需要面對更嚴峻的問題。同時，太陽能剛好在夏季白天最高溫的時候，有較多的發電量，其實也是在減少這些無預警突發狀況發生的機率。

越彈性、多元、分散的電網供需，可以讓風險降到最低，讓更多人了解這些問題有助於產業跟大眾之間的理解。期待台灣電往未來的發展，希望能讓所有人都能更簡單地參與能源電力產業，並在其中找到價值。

完整內容請見：
https://blog.sunnyfounder.com/2021/05/26/我們需要的是更多電還是電網輔助服務？

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經濟部草案，免除九成用電大戶強制裝設綠電，民團批政策倒退!! (03/27/2020 News&Market上下游)

(蔡佳珊 報導) 政府以「2025年綠電佔比20%」目標為由，在農漁業區強推光電引發諸多爭議，同時卻大幅放寬「用電大戶」需裝設綠電的規定，原擬契約容量800KW以上的企業就需強制裝設10%綠電，經濟部新草案卻改為5000KW以上才需裝設。原本預估應有五千家用電大戶需自主發電一成，如今僅剩五百家，遭外界質疑「綠電遇到工業就轉彎」。

此外，《再生能源發展條例》原規定政府機構應帶頭做綠電，但經濟部草案竟將政府機關、教育單位等全部剔除，與母法明顯抵觸。草案目前正於公共政策平台預告，環團與再生能源業者呼籲，不該讓經濟部方案草率過關，以免葬送綠電未來。

台灣再生能源推動聯盟理事長高茹萍指出，此草案「無論在規範的對象、規範的義務內容和落實的辦法，都未能真正落實原先立法的目的，不但未能促使用電大戶善盡企業社會責任，也不利於台灣未來的綠電市場。」

中央法規落後，看不到地方政府的車尾燈

全國約有五千家用電大戶，「用電大戶條款」草案卻姍姍來遲，經濟部終於在今年2月預告。草案一出，遭公民團體質疑問題重重，最大爭議就是條文中訂定契約容量在5000KW以上才算「用電大戶」，被批過於保守。

「用電大戶哇哇叫，經濟部就沒輒。」高茹萍表示，過去能源局和地方政府規範的用電大戶定義皆是契約容量800KW，然而經濟部受到產業界壓力，竟在這次中央法規把定義拉高到5000KW，完全放掉800-4999KW的用電大戶。

如此一來，這些電機電子業、化工業、金屬業的用電大戶可能忽視自己應負擔的環境責任，如何促進台灣再生能源的發展？

地方標準800KW以上需強制設置綠電，中央放寬為5000KW

台大風險社會與政策研究中心助理研究員林木興表示，「中央政府看不到地方政府的車尾燈。」地方政府台南、台中、桃園，早已利用能源配比制度鼓勵行政轄區內企業自發自用，例如2013年台南市政府藉由低碳城市自治條例，要求800KW以上台電契約容量的用電大戶，設置10%以上的太陽光電發電設備；2016年、2017年，台中市政府和桃園市政府也紛紛跟進。

地方標準是800KW，中央標準卻放寬為5000KW，高茹萍舉例，那在台南介於800-5000KW之間的企業，原本被地方政府要求要做光電設備，現在中央卻說可以不用做，「這樣中央豈不是陷地方於不義？」

能源業者：原期待五千家企業屋頂做光電，瞬間只剩三百家

再生能源業者對於新出爐的草案也難掩失望。天泰管理顧問公司董事長陳坤宏表示，「一開始我們在公聽會聽到的門檻都是設在800KW，這議題從去年四月開始檢討，年底遇總統大選，可能是有一些選舉上的壓力，讓原本大家期待的800KW以上就要遵守用電大戶條款，逐步往上調到1500KW、2000KW，最後變5000KW。這也讓需要盤點的企業，從五千家一瞬間降到三百家。」

契約容量超過800KW的用電大戶全國有五千戶，但超過5000KW的用電大戶只有五百戶，實際上大約只有三百家企業，即使全部依草案規定在五年內裝設10%容量的再生能源設備，在屋頂上蓋光電板，也只有1GW而已。

依再生能源推動聯盟估算，1GW只能發12億度電，可是目前這五百家用電大戶，預估每年用電高達700億度電，也就是說，即使這些企業都遵守規範裝了光電板，發的電還不到他們實際用電量的2%。

依據經濟部能源局統計資料，2018年全國超過800KW的用電大戶總計用電量為1533億度。如今只規範5000KW以上用電戶，用電量為700億度，還不到一半。

林木興並指出，企業也可能以降低契約容量的方式免除責任，譬如把跟台電的契約容量改成4900KW，就可以規避5000KW的門檻，不需要設置綠電。

「五年後可能看到用電大戶屋頂裝滿劣質光電板」

除了規範對象太少，再生能源推動聯盟也指出規範內容的問題。目前的草案規定義務人需在五年內裝設契約容量10%的再生能源設備，「但這只規範設置量，而非注重這些用電大戶到底實際上使用了多少綠電。」林木興認為，若能源局只有要求裝置容量，並沒有核實實際發電量，廠商可能就只是設置，而不會想要盡力維護它，發電效益堪憂。

企業也可能拖到2025年再購買最便宜的光電板來裝設，「我們悲觀認為，未來將很可能在2025年看到1GW品質非常差的太陽電板裝在用電大戶的屋頂上。」

高茹萍指出，法規應將「設置容量」換成「實際的用電度數」，要求義務人確實使用10%的再生能源。以發電度數計算，不但可以便於政府機關追蹤這些用電大戶是否確實發出足夠的綠電，也有利於未來綠電的交易市場。

新草案讓企業主全部暫停觀望，綠電腳步停滯

能源廠商也認為五年的時間過長。陳坤宏表示，這次草案將驗收時間點訂在2025年，多數原本在評估做光電屋頂的業主現在都停下來觀望，「也就是說廠商還有好幾年時間去思考，我們擔心屋頂型光電的開發會遇到停滯狀態，反而會導致整個國家的減碳目標嚴重落後。」

2025年就是國家目標「綠電占比20%」的大限。而光電板成本會逐年下降，越晚裝越便宜，若這些用電大戶拖到2025再裝，如何達成目標？

再生能源推動聯盟建議，應將五年期限縮短為三年，獎勵機制應提早至一年內完成，提高用電大戶的誘因。陳坤宏也建議，與其到2025年一翻兩瞪眼，政府應該要在最短時間內，讓所有人知道遊戲規則是怎樣，幫助業主釐清怎樣透過再生能源的部署，一步步達到達到國家整體減碳目標。

能源轉型是國家政策，政府卻立法把政府機關排除在外

政府機關、學校是否應該帶頭設置光電設備？此次用電大戶草案第11條卻明訂：排除政府機關、教育業、運輸業、醫療保健及社會工作服務業和火力發電廠等機構，說明陳述「其主要用電具有服務社會意涵，本辦法不應依其用電規範額外企業社會責任。」

對此再生能源聯盟反詰：能源轉型是國家政策，政府卻自訂辦法把政府機關排除在外，難道不怕造成社會觀感不佳？

高茹萍認為，「政府應以身作則，帶頭起示範作用，教育單位更有社會及環境教育的使命，也是建立綠能校園的契機，而運輸業是排碳大戶，更應善盡環境責任。」

優先排除政府機關和學校做綠電，更有違反母法精神的疑慮。本次子法「用電大戶條款」草案根源於母法《再生能源發展條例》，其第十二條第一項特別要求：「政府機關（構）、公立學校或公營事業於新建、增建、改建公共工程或公有建築物時，其工程條件符合再生能源設置條件者，應優先裝置再生能源發電設備。」

屋頂型光電看不到未來，轉往地面型爭議更多

屋頂型光電在都市中推動不易，一來違建多，二來做一片屋頂可能必須和整棟大樓所有住戶協商，事倍功半。「唯一比較有效率的就是要求用電大戶要盡義務，」高茹萍認為，工廠的土地通常比較大，又位於較偏遠、陽光充足的地方，是屋頂型光電最佳落點。

但如此草案卻讓民間看不到屋頂型光電的未來。如果五千家用電大戶有四千五百家都不用做綠電，屋頂型光電也就玩不下去，能源廠商只好再去尋找其他標的，例如農地，反造成光電與農爭地的問題。

陳坤宏也指出，這個新草案會讓很多開發商放棄屋頂型的開發，轉往進行爭議比較多的土地型光電。而天泰能源從去年五月起就停止地面型開發，新成立的品牌睿禾控股，專注於工業廠房的光電屋頂和綠電交易，然而「這個新的條例，非常不利於太陽能產業在工業區屋頂的開拓。」

民團：政府聽見業者聲音，那民間聲音呢？

林木興並指出，經濟部開的座談會都是在科學園區或工業區，把業者意見納入草案，為何卻完全不重視民間的意見？去年再生能源推動聯盟就拜會過經濟部，將建議都提出來給官方參考，也投書報章、開說明會，但最後草案條文都沒有採納、民團建議也未被正面地具體回應。

高茹萍表示，若是能源局考慮短期內要求這些800-5000KW用電戶會造成太大衝擊，也應明訂將其履行義務的期程，讓這些用電大戶早做準備，而不是完全沒有規範。

「用電大戶到底想當能源轉型的助力還是阻力？就在一念之間。」高茹萍再次強調，經濟部應嚴格審視用電大戶對台灣能源轉型的重要性，優先發展屋頂型光電，最該裝光電板的就是用電大戶的屋頂。

此草案「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」預告即將在4月1日截止，民眾若有意見須儘速上公共政策參與平台發表。（平台網址請點選這裡）

經濟部能源局表示，目前草案在預告階段，正在搜集各方意見，會做最後研擬修訂，等法治程序完成後，再做正式對外說明。

完整內容請見：
https://www.newsmarket.com.tw/blog/131051/

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