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全球都要電 微電網商機無限

採訪、攝影/商訊文化採訪攝影團隊 協助/台電配電處、台電綜合研究所、行政院原子能委員會核能研究所、屏東縣政府綠能辦公室 審查/台電月刊編輯小組
氣候變遷使得多個國家積極發展微電網。(圖為核研所微電網示意圖)

氣候變遷導致再生能源崛起,時代進步引爆全球用電需求。微電網,儼然成為飛躍未來的世界之鑰!

行政院原子能委員會核能研究所、台電綜合研究所正努力對國內廠商進行技術轉移;台電配電處也積極普查國內各地防災避難中心,評估設置微電網需求及該場域之可行性,希望藉由政府機關及民間資金的逐步投入,協助業者及早掌握微電網的系統核心技術,為國家新生產業開拓出一條康莊大道。

全球瘋微電網 多國集團搶進

「目前微電網技術發展以美國及日本較為先進。」原能會核研所副組長張永瑞說明,微電網簡單的說就是裝置再生能源,直接與台電併聯;複雜一點的,是可以與台電解聯,並且可以獨立運轉;再複雜一點的,就加上高壓、儲能、再生能源,甚至連電動車也可以併在系統之內,而其規模大小都不一樣。

張永瑞指出,在美國能源部(Department of Energy, DOE)支持下推動,類似的微電網示範計畫已經超過100多個正在進行,其中,較著名的案例,如美國加州大學聖地牙哥分校(University of California, San Diego, UCSD)及加州聖塔利塔監獄(Santa Rita Jail)。

太陽能是發展微電網的重要再生能源。(圖為核研所龍潭場域太陽能板)

UCSD建有一座42MW微電網,囊括太陽能光伏電動汽車充電站、燃料電池、儲熱技術、柴油備用發電機、創新性的需量管理與控制等多項先進技術,設備足以提供學校85%的用電,類似於滿足一個擁有1萬人口城市的電力需求,每年為該校節省約1千萬美元的電費。同時也成功將這套微電網系統從電力輸入端,變成一個3MW的電力輸出端,足以保證電網正常運行。

Santa Rita Jail微電網的服務範圍包括19棟樓房,4,000名犯人,可以孤島運行8小時以上,在夜晚電價便宜時,併入電力網,為儲能設備充電,並在電價較高時的尖峰時間使用,利用此一模式運轉,每年可為該監獄節約下10萬美元的電費。

此外,還有很多歐美集團都正努力推動微電網的建置,例如信息採集聯盟(Spider Consortium)所研發的用電信息採集器(Spider Box),因適用於一般家庭,成為智慧型微電網信息掌握與調度的重要平台,並吸引德國第二大公用事業公司萊茵集團(RWE AG)及瑞典大瀑布公司(Vattenfall)等一些歐洲科技公司加入其聯盟,希望將前述採集器整合到微電網中,使微電網智慧化。

世界各地都缺電 南向政策靠微電

「離島的電,每一度都很貴,如果在離島多用一點再生能源、多用一些微電網的技術,就可以減少運油過去的昂貴成本」張永瑞指出,對國家的整體利益而言,透過微電網技術讓再生能源可以被有效利用,也有助於節能減碳,對國家的競爭力或國際上所規範的碳足跡或碳稅而言,也會有很大的幫助。

張永瑞說,一般土石流或大雨來時,常會造成區域性的斷電,此時如果有微電網,就可以獨立運轉供電,像2012年桑迪(Sandy)颶風橫掃美國東岸,導致紐澤西州淹大水而斷電,死亡人數約一百多人,水退後,當地形同孤島,如果當初有在當地設置微電網系統,也許能降低傷亡,所以防災型微電網實有其建置的必要及效益。

回過頭來說,由於臺灣電價非常便宜,大家比較不會在意微電網帶來的效益展現,可是換作日本或歐洲,每度電是八塊錢、十幾塊錢時,這種設置微電網的效益就馬上可以看得到。

張永瑞指出:「微電網的研究,現在許多國家都已經在走、在推,他們的政府不是傻瓜,一定是已經看到之後很長遠的遠景。」

市場會越來越大 國內業者應掌握商機

因為再生能源看天吃飯的間歇特性,發電一下來,一下不來,電壓、頻率都很亂,控制技術上電力品質很難穩定,所以初期國外電力公司較排斥再生能源,但是隨著微電網技術逐步成熟,國際大電力公司開始注意微電網產業,陸續將公司資金投資進來,這是因為他們知道以後再生能源應用的趨勢會越來越多。

張永瑞認為,在歐美地區,微電網一直在成長,就臺灣而言,微電網的技術在國內已逐漸成熟,目前有廠商正在各個場域進行實作驗證,一旦這些驗證都成功,這些系統商都能夠掌握技術之後,相信對南向政策會有很大的幫助,特別是馬來西亞、菲律賓、印尼、印度等這些島嶼很多、也很缺電的國家。

張永瑞樂觀預期,微電網的市場會越來越大,希望國內業者要快點努力把核心技術掌握好。至於核研所身為政府技術研發單位,也會盡力協助業者將相關技術整合起來,做出完整的系統,並協助業者實際運轉,同時也讓學界研發的新技術可以參與進來,讓業者的技術能夠獲得移轉及提升。

防災避難中心 將廣設微電網

台電基於社會責任,在福山國小及其比鄰的避難中心設置微電網,是福山部落的福音。

台電配電處處長王耀庭表示,微電網可以彌補傳統電網的不足,目前初步發現可以用在防災、發電成本偏高、偏遠地區及居民少的地方,譬如一大片空曠區域,才幾戶人家需要用電;或是很小的島嶼,傳統電網纜線佈設不到,就可以設置微電網來供應電力,或者像烏來福山國小設置的微電網,是為了因應天災可能造成土石流、山崩、道路不通、電路中斷,而短時間內無法修復,為了維持受災戶基本的電力生活,讓受災戶有照明可用、有冰箱儲存食物、有電視可看,或可以通訊、上網等,而不至於與世隔絕。

基於社會責任,對於有防災迫切需要的地方,台電將致力結合政府機關及民間企業力量逐步擴大進行微電網的設置。王耀庭說明,防災型微電網有其條件限制,不是每個地方都能做,因為需要有足夠、適合的空間可以裝設太陽能板或風力發電機,同時還必須要有放置儲能設備及發電機的空間,通常一般民宅不可能有這麼大的空間,可以合作的對象大概就是學校,而且學校經常也是當地避難中心的所在。

王耀庭表示,台電目前針對全國山區防災避難中心進行清查,對於「是否為容易斷電形成孤島的區域」、「是否能提供微電網設備裝置場所」、「是否為衛福部所列管的防災醫療救護場所」等條件進行綜合評估,在初步調查完成之後,台電將會對符合設置微電網的場所,進行第二階段的調查,並對評估合適的地點進行逐步規劃微電網的排程。

此外,在離島地區譬如七美、望安等面積較小的離島,居民不多的地方,當地用的發電燃料是輕柴油,輕柴油每發一度電的供電成本約15元,這地方將來若使用再生能源,將會大大降低成本,所以台電有計畫將小離島逐步改為微電網。

市場需求漸增 全球商機無限

屏東縣政府光采濕地上的太陽能板輕浮水面,與小橋涵洞相映成趣。

「福山國小的微電網只是一個開始。」王耀庭強調,等未來外在條件與技術較為成熟時,將逐步推廣到其他需要設置的地方。而台電在發展微電網技術的同時,也希望藉此機會協助國內廠商技術升級,讓微電網產業能在國內生根茁壯,日後可以把這一套技術輸出到國外,爭取商機。

目前包括大同、中興電工、健格等微電網業者,已與核研所、台電綜研所等研究機構進行技術合作,待時機成熟、系統完備,未來就商機無限,因為世界各地有數不完的偏遠地區,電線無法拉到的地方,都可以用微電網系統來運轉,即是微電網業者的商機。

「希望業者的微電網相關技術經過臺灣場域的實證試驗後,產品可以順利行銷到國外去。」張永瑞指出,像中興電工、大同、健格在緬甸正洽談很多案子,當地也有人問中興電工可不可以在該地建設微電網;此外,在越南、印尼有許多島嶼或偏遠村落都沒有電,當地人也希望直接就地蓋微電網。

那臺灣的機會在哪裡呢?張永瑞回答:「臺灣的廠商目前能力大概都在做中壓與低壓的設備,微電網剛好屬於中低壓範圍,所以這樣的商機正是我們臺灣的利基。」他指出,像能源管理系統、中低壓開關與電力保護設備、電力電子換流器等,臺灣業者現在都能做得出來,所以微電網的確是臺灣養成出口產業、掌握商機的機會點。

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