〈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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【#看見台灣∣能源救贖或生態浩劫？風電發展停看聽】

今年夏季高溫提前報到，用電量再創新高，5月發生的兩次大停電再次打擊社會大眾對綠能發電願景的信心。另一方面，為了兌現2025年達到20%再生能源的轉型承諾，政府積極推進太陽光電與風力發電機組的設置開發。地狹人稠的島嶼上，人電爭地的衝突日益緊繃。

正如離岸風電衝擊海洋生態，朝內陸挺進的陸域風電也衝擊著沿海鄉鎮居民的生活。50層樓高的風電機組，若未與人居建築維持至少一千公尺的適當距離，其視覺壓迫、葉片轉動造成的眩影、持續性低頻噪音，會引發焦慮不安、危害睡眠與健康。然而目前能源局並未訂定安全距離規範，業者預計設置的風機地點大多距離民宅僅250~300公尺，從2013年至今，陸續引發苗栗、雲林居民激烈抗爭。

全球暖化時代，風機矗立的風景，是能源轉型的美麗希望，還是環境開發不正義的悲傷故事？工業區或都市的用電利益，後果由鄉村承擔，燃煤發電如此，強調人與環境共生的綠色能源，在開發進程上不該重蹈覆轍。齊導曾說：「同一片天空下、同一片海洋中的我們，誰都無法置身事外」，不犧牲生態的能源轉型，應該才是我們真正的目標。

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平鎮區新富市場委託管理案在去年決標給全聯公司，全聯得標之後，向經發局提報的停車費率為每小時30元，月租3600元不僅沒有嘉惠當地里民，而且還遠高於週邊停車費率，若以新富市場大樓為中心並與周邊停車空間做比較，月租費用確實都比新富市場來的低，況且全聯還是把停車場再外包出去，那麼市府當初自己公開招標給停車場業者去做就好，不應該讓全聯賺二房東的錢！敬平要求經發局在新富市場綜合大樓營運前邀請相關單位及在地里長召開協調會。

新屋區設置風力發電機尚未與居民取得共識，就直接埋設基樁，基樁的位置距離民宅也僅不到30米的距離，造成民眾反彈，被當地居民聯合抗議。
地方上要設電桿、電燈或是任何附屬設施都要經過會勘、討論、取得共識、決議才有辦法設，結果風力發電機竟然說蓋就蓋，況且業者連溝通都懶得做，這就是沒有建立規範的狀況下而衍伸的狀況，而最大的問題還是在陸上風機設置規範沒有配套措施，敬平要求經發局研議以自治法規或行政規則約束廠商風機浮濫設置的問題。

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口頭質詢─
▶去年開始討論的五大創新產業，是未來政府要發展的重點產業，其內涵是將西部的特定城市作為核心區域，卻獨缺東部發展的機會。在未來產業的推動過程中，要如何不重西輕東，兼顧東部整體產業的發展？政府對東部有什麼特定的規劃，可以讓整體的經濟發展與西部俱進？
▶深層海水產業的參與就業人口有限的，尤其這目前是以國營事業的子公司─台肥為主要參與對象。雖然已有一些初步成果，但是其衍生的相關產業、周邊效應並沒有讓多數東部居民受益，也沒有形成產業聚落。如果我們要依賴這樣的產業帶動，政府現在的作為恐怕還是不夠的。至於東部農業的六級化，本席已提過好多年，不過至今仍然看不到具體成果，包括產業輔導的過程；尤其缺乏二級的農產加工區塊；如今國內對於食品的安全、新農業的附加價值要求更高，連帶提高加工設施本身的廢棄物排放或是其設置符合國際食品的安全和標準，政府現在的作為都僅止於補助一些地方的農民團體或是一些小規模的個體戶，即使原民會也有提供相關補助，可是依然無法形成一個有高度附加價值的產業聚落，只造福少數東部農民，無法系統性帶動整體的附加價值及提升農民的收入。再者，農業觀光一直是東部最重視的，它同樣有成長的空間。如果未來我們國家整體資源的配置仍然以西部這五大創新產業為主，而忽略東部，就會加深整體區域發展的落差。
▶有關環保署署長宣示水泥產業退出太魯閣國家公園的政策。其實大家都支持污染性的產業退出國家公園，畢竟國家公園要以最高的環保標準守護，它的地質相對脆弱，其周邊環境也更需要我們珍惜。不過，涉及國家公園以外的區塊，當政府要進行整體產業的轉型時，如同西部面臨石化產業的轉型或是其他高度污染產業的轉型一般，政府要有配套規劃，包含長遠政策方向以及替代就業方案。尤其是長期從事該產業的勞工身負家庭生計責任，所以希望經濟部能詳加研議這個產業的相關退場機制、時程、轉型和就業等等事宜。早期東部的林業也很發達，後基於保護山林的政策，台灣的林業逐漸有很大的調整；現今的山區是禁止伐木的，而在林業退場時，我們也看到過往依賴林業為生的城鎮沒落；所以在產業轉型的過程中，如果政府要進行新計畫，尤其涉及到觀光產業或其他需要進行就業輔導、重新安置的部分，這真的要當作一個重點。
李部長世光：在國家公園內的部分，本就已經在逐漸恢復地貌等等的架構；至於國家公園外的部分，對於在地居民的工作轉型等等事宜，會列入考量，其轉型、工作規劃和產業調整都會是規劃的一部分，同時我們也會配合環保署一起推動。
▶業務報告並未提及電業法的修法時程和規劃方向。民間可以產電，但是不能賣電，因為台電是輸配電的壟斷機制；然而在世界上許多積極發展綠能的國家，他們的民間都可以售電，諸如德國、荷蘭等等；舉例言之，荷蘭農民可以將其設置風力發電機產出的電力直接賣給鄰居，並且能直接進行議價。在台灣，現行法律的相關規範使得民間自行投資小型智慧電網或小型能源再利用發電設施的誘因不足。對於民間自行售電或輸配電系統的非壟斷化、民營化、自由化，請問部長的態度為何？這是一個非常龐大的工程，不只有修法，還包括台灣整個電力結構的調整，刻不容緩。
李部長世光：電業法經濟部原來規劃明年初提出一部分的修訂，後因COP21 之後，減碳議題同時納入考量，行政院便將此放在節能減碳辦公室處理現正進行跨部會協調，所以這會牽涉到環保署和其他單位。關於電業法的修訂，民間售電必須和現行的電網結構能有所搭配，避免造成斷電的危機是電業法的修訂必須一併思考的，因此我們也會將台電的電源同時納入考慮。