台電月刊 - 打開電力新視野

微電網逐漸普及 技術生根有希望

650期

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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

儲能設備進化 虛擬電廠發威

對於張永瑞的期許,台電綜研所研發室主任蒲冠志樂觀以待。他指出,再生能源滲透率未來可望逐年提高,除了因再生能源多為就地使用以減少損失,形成微電網構成的一個利基外,日後因為儲能技術的提升,如果發的電太多,就可以暫時把多餘的再生能源儲存起來,然後看哪個時間、地方有需要,就調度到缺電的地方,這是微電網的虛擬電廠(Virtual Power Plant)概念。

蒲冠志說,就現況而言,再生能源的供電參與率還不能太高,如果太高,就會影響供電穩定性。再生能源如果是即發即用,就不須考慮到它的系統穩定。反之,如果考量到系統的穩定,除了必須備有一套穩定的發電設備,還必須要有儲能設備及一部作為後援的柴油發電機來搭配。

「台電公司除了必須考量整個電網的安全,還必須考量到成本效益,但是以國家立場來看,為了乾淨能源,必須作出正確的抉擇。」他表示,例如德國就規劃出一套完整的再生能源政策,跑在世界各國之前,至於我國能源政策如果有配套措施,可考量是不是提供補助,以吸引民間來參與。

其次,除了經濟效益考量外,也因為涉及環保議題,加上個別國家的區域及人文環境等有所不同,使得各國對於未來能源發展的方向就會不太一樣。

微電網國產化 台電將盡力扶植

綜研所電力研究室主任范振理強調,台電之前已在綜合研究所樹林所區建置一個試驗場,目的是想讓國內相關產業,有一個微電網相關產品或設備驗證及測試的地方,達到扶植微電網產業國產化的目標。

「政府在臺南沙崙推動綠能科學城,打算在該區設置一座大型的微電網(Micro-grid)示範場域,希望區內產生的再生能源能夠自給自足,儘量不要用到台電的電,未來除可作為微電網業者的展示場所外,同時可進行綠色科學驗證,取得一些實績,並以此作為對國外輸出時的規格證明。對此,台電將全力配合提供,就節電、電網、建物能源管理系統(Building Energy Management System, BEMS)等相關技術,盡可能給予業者相關協助。」范振理話鋒一轉說:「不過,微電網未來是否能夠發展的前提,應該在於它是否能夠接受電力公司的調度。如果可以接受調度,對電力公司而言較易維持供需平衡,成功的機率也較大。」

「即使微電網做得越好越多,還是會因綠電是間歇性、不穩定能源的關係,造成電力公司必須承擔起綠能全面停止發電後的穩定供電責任,必須建置更多平時用不著的備載容量的機組,來支撐用電戶的暫時性需求。換句話說,如果綠電占比是50%,而備載容量也要達到那麼高的話,對於任何電力公司而言,都會是一個很大的負擔。」蒲冠志補上一句:「除非政策有配合或補貼!」

蒲冠志進一步說明:「綠電一中斷發電時,電力公司要能夠承擔負載,但是如果微電網不能提供運轉資訊,電力公司就無法知道綠電電力什麼時候中斷,什麼時候會用到台電,什麼時候電力公司該發電,該補多少電給微電網的用戶?除非是一個獨立型微電網,不與台電併網」。

關鍵技術在儲能 全釩是移動水庫

或傳統電網,儲能設備都是很重要的一環。

核研所副研究員謝錦隆表示,比爾‧蓋茲前(104)年10月在他的部落格中,曾倡導綠能的三個方向,一是希望把太陽能塗料塗在建築物上,就可以發電;其次則是用太陽能去轉換成氫能;最後則提到液流電池,可見液流電池是比較符合未來儲能設備的概念。

「全釩氧化還原液流儲電系統的優點在於,它的儲能幾乎可以用到光、充到飽,同時它跟水庫相比,每發一度電所需的儲能容量只要水庫的四十分之一,雖然很笨重,可是相對像明潭抽蓄水力的儲電來說,還是比較有機動性。」謝錦隆把全釩液流儲能設備定義為「移動式水庫」。

其次,是全釩電池的安全性很高,即使是把正極與負極兩桶電解液混在一起,也不會爆炸。也可在完全放電的情況下,長時間保存而沒有不良影響。如果沒有可用的電源進行充電,只要更換電解液就可以達到再充電的目的。它的特質是安全性高、環保、容易擴充及使用壽命長達20∼30年。

而它跟鋰電池最大的差異在於,如果用在手機時,當鋰電池還剩下30%的儲電量,很可能一通電話沒打完,就馬上沒電了,但液流電池的電壓則是緩慢往下降,且可以從電壓上看到還有多少電。換句話說,缺電時,液流電池的電壓也不會突然掉下來。

此外,液流電池成本約為鋰電池的三分之一,有機會可以再降,因為臺灣煉油廠每天大約產生一萬三千公噸到二萬公噸的廢觸媒,從廢觸媒中可以提煉出釩,其成本不但會再降低十分之一到五分之一,而且還是廢物回收再利用,具備環保意義。

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