台電月刊 - 打開電力新視野

迎戰夜尖峰 聰明用電大進擊

704期

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採訪、文字—王舜薇、范毓雯、陳歆怡、紅藍創意團隊 攝影—業務處、公眾服務處 協助—協勝發鋼鐵公司、晉瑜企業有限公司、板橋區公所、板橋區民權里辦公室、台電業務處、桃園區營業處、鳳山區營業處 審查—台電月刊編輯小組

隨著再生能源逐漸併網導致用電尖離峰型態改變,台電一方面持續確保穩定供電,同時致力於需求面管理,創造節電誘因重塑用電習慣,期盼全民攜手減少電能消耗、縮短電力尖離峰差距,共同為電網穩定貢獻心力。

近年受極端氣候影響,夏季平均溫度升高,加上經濟發展及生活水準提高,用電需求殷切,電力尖峰負載持續攀升。根據能源局推估,臺灣從現在到2027年,用電量年平均成長率為2.5%。面對節節高升的用電需求,用電端的「需求面管理」是不可或缺的機制,也是國際間重要的能源議題。

台電配售電事業部執行長兼副總經理王耀庭指出,相較於建置新的發電機組,做好需求面管理,更具成本優勢,也符合永續低碳的趨勢。需求面管理是以價格誘因引導用戶,於電力系統尖峰時間減少用電,電業將用戶配合抑低用電所節省的成本,在電費中回饋用戶,提升電力使用效率,電業也獲得調節電力供需、延緩電源開發、減低供電成本等好處,可謂多贏。

價格引導削峰填谷 達成電力供需平衡

國際間關於需求面管理的發展,肇始於1973年的石油危機導致能源價格上漲,台電也早自1979年起實施需求面管理,並隨時空環境不斷調整精進。台電現行需求面管理分為需量反應及節約能源兩部分,其中需量反應則包括行之有年的「時間電價」,以及近年擴大推動的「需量反應負載管理措施」,兩者都具有削峰填谷、達成電力供需平衡的效果。

業務處蔡志孟處長說明,時間電價是以尖離峰電價差距,引導用戶在尖峰時段少用一點電,或將必須的用電行為移轉至離峰時段,高壓用戶強制採用,低壓用戶自由選用;需量反應措施則更強調用戶節電的自主權和互動性,用戶可依自身產程特性與用電需求,移轉或抑低尖峰時段之用電,並獲得電費扣減回饋。

需量反應措施中的「計畫性減少用電措施」,適用對象是經常契約容量100瓩以上(特)高壓用戶,實施期間是每年6月1日至9月30日的夏季。舉例而言,某高壓用戶於8月份參加日減6時型,其經常契約容量7,000瓩,約定抑低契約容量3,000瓩,實際抑低容量2,500瓩,執行率83%,扣減比率為80%,則該用戶可扣減基本電費536,640元(基本電費單價x約定抑低契約容量x扣減比率)。對參與用戶來說,本措施可事先規劃,確定性高,執行率高達80%以上。

至於需要用戶緊急配合的「臨時性減少用電措施」,只在系統供電非常緊迫時才動用,目前參與戶數不到10戶,多半為具自有發電設備、或產能可配合調整的用戶。

2015年起,需量反應措施又增加「需量競價」,作法是用戶可自行出價決定節省1度電的價格,最高1度10元,將省下的電回賣給台電,得標價格隨備轉容量率及燃料成本高低而變動,得標後如確實節電,即可獲電費扣減。台電透過線上平台,開放用戶於約定節電前一天進場競標,傍晚即可確定是否得標,對用戶而言由於價格自訂,且有調整彈性,配合意願更高,目前參與戶數有1千多戶。

近5年,需量反應措施確實減緩不少供電壓力,例如,2017年夏天特別炎熱,備轉容量率一度僅剩1.72%,當時藉由執行需量反應措施抑低用電量,對備轉容量率貢獻 3.41%,有助化解限電危機。又如,2020年需量反應在用電尖載日實際抑低了108萬瓩,約等於台中發電廠兩部機組的發電量,將備轉容量提升3%,有效降低整體發電系統的負載壓力。

綠電蓬勃發展 「第二尖峰」新戰場

隨著再生能源逐漸併網,太陽光電及風電具有間歇發電的特性,對電網穩定與電力調度是一大挑戰,最顯著的就是淨負載(扣除太陽光電後之負載)形成「鴨子曲線」,即系統出現傍晚4時至8時的第二尖峰,也稱為「夜尖峰」,需量反應機制也必須做出相應改變。

「現在電力供需平衡的決戰點,是太陽下山之後!」蔡志孟解釋,過去用電尖峰落在每日下午1時至2時,如今在傍晚4時後,太陽光電逐漸退場,電力系統瞬間少掉300多萬瓩太陽光電,相當於台中發電廠6部機組的發電量,「但這時又是下班時間,尤其夏季時,民眾回到家打開空調、電視、廚房電器,負載再度攀升,持續到晚上8點,形成第二尖峰時段。」

為因應「夜尖峰」的出現,並緩和再生能源對系統之衝擊,台電除了強化傳統發電能力外,也針對電力需求面管理推動相關因應策略。

今(2021)年3月起,計畫性減少用電措施的抑低時段,已由上午10時至下午5時調整為下午1時至8時,以抑低夜尖峰負載。同時,今年下半年預計推出的「彈性夜減方案」,即讓用戶可以在夜晚尖峰時間,自由選擇抑低2、3或4個小時,並依時段差異給予不同電費回饋,讓更多參與需量反應的用戶一同穩定傍晚至夜間的用電負載。

此外,台電也正在研擬新的電價方案,例如「高壓以上即時電價」,以小時為基礎訂價,除24小時電價皆不同外,電價最高調整到晚上7~8時,且價差拉距更大,引導用戶避開這段時間用電。「配合尖離峰電價,未來企業若採取早上6點上班、傍晚4下班的措施,也不無可能。」蔡志孟笑說。

今年下半年,台電預計推出「保險型」需量反應,做法是與有自用發電設備的用戶協商「買保險」機制,一旦用戶配合電力系統啟用緊急自用發電,不但可以供應自身用電,也可以減低台電的負載壓力,台電將會針對此類配合的用戶提供電費回饋,對於穩定供電大有幫助。

有效推廣需量反應 電價是關鍵

面對今夏用電節節攀升,外界對台電需求面管理寄予厚望,也有論者批評,台電在需量反應執行率上偏低,潛能有待開發。對此王耀庭副總經理坦言:「電價偏低,是關鍵因素。」

依據國際能源總署2020年統計,2019年我國住宅電價及工業電價皆為全球第4低;另一方面,臺灣的人均用電量在過去10年間持續成長,在全球排名12,用電需求的成長有7成來自工業部門的擴張。長期低電價下,對於推廣需量反應與節能配套確實較為不利。

蔡志孟進一步說明,景氣榮枯,會影響到需量反應的實際執行率,「特別是今年製造業景氣旺,訂單一直增加,產能滿檔,不太可能抑低用電去犧牲產能。」例如今(2021)年五一三停電事故,透過需量反應機制抑低用電量約72萬瓩,已是極限。

生產型態也是關鍵。蔡志孟說,目前參與需量反應廠商,多為產程可配合調整的鋼鐵、水泥、化纖業,或製程可中斷的砂石業,而講求產程連貫性的塑膠、晶片製造業,較難配合尖峰時段節電。旺季時,許多廠商從計畫性減少用電,改為參與需量競價,雖然電費回饋較少,但是能夠機動調整的特性,比較符合生產旺季的需求。

用戶擁有自用發電設施,是參與需量反應措施的有利條件,不過,發電機啟動時難免有噪音,因此位在工業區的用戶,較適合啟動發電機配合台電的需量反應措施,來節省可觀的電費。

國外發展成熟的電力市場,對於需量反應參與用戶訂有違約罰則;然而,台電現行需量反應措施是「鼓勵而非強制」,即參與用戶自行決定當天是否可配合抑低用電,台電沒有約束力,目前僅有臨時性措施的「緊急通知型」及需量競價的「可靠型」方案訂有違約罰則。「在低電價的現實下,一旦台電制訂罰則,恐怕會降低廠商參與意願。」蔡志孟說。

精準分眾 挖掘需量反應潛在客群

在低電價、需量反應又不具強制性的現況下,台電想拓展需量反應參與用戶,需要「主動出擊」。王耀庭指出,近年積極布建智慧電表(AMI),能應用大數據分析各產業的製程特性與抑低用電的方式,篩選出潛在目標客群,進一步擴展。「需量反應的市場慢慢形成中,大家也在摸索新的商業模式。」

蔡志孟說明,未來會更加強「精準行銷」,推出更多節電「套餐」,例如縮短抑低時間,增加參與意願,像是今年預計推出的「彈性夜減方案」下,碼頭冷凍貨櫃業可配合系統停電兩小時而不影響運作,百貨服務業也可利用下午3到5點逛街人潮較少時,選用「日減2時」方案節電。

王耀庭指出,在資通訊技術進步的激勵下,未來也會開發低壓用戶的抑低用電潛力。今(2021)年4月起,已試行需量反應結合智慧家電及能源管理系統,以自動化控制用戶的智慧空調設備運轉,減少傳統人力操控的不便,提升小用戶參與需量反應能力。此外,配合電動車政策,台電也在設計電動車專用的新時間電價,以引導電動車充電管理,有助電動車推動的正循環。

藏電於民 電力輔助服務生力軍

反應更即時、方案更彈性、節電時間單位劃分更細緻,是需量反應措施的精進方向,也是國際上需求面管理的趨勢。另一方面,面對電業自由化的進程,台電也將從電力生產者轉型為能源服務的提供者,不只要做好需求面管理,也要扮演能源產業的驅動者,以順利推動能源轉型。

由電力調度處主導、今(2021)年7月上路的電力交易平台,是台電扮演驅動者的重要一步,也是電力輔助服務的里程碑。交易平台首先推出「日前輔助服務市場」,未來,傳統發電業者、自用發電設備設置業者、能夠改變電力使用行為的用戶及新興儲能設備業者,可以藉由交易平台相互競價,提供「調頻備轉容量」、「即時備轉容量」及「補充備轉容量」3項輔助服務交易項目,為抑低尖峰負載、穩定電網增加生力軍。

此外,王耀庭指出,透過能源技術服務(ESCO)進行源頭節能,也是需求面管理的一大重點。台電2019年7月起成立臺北、臺中、高雄等三個節能診斷中心,協助工廠、大型賣場等用戶診斷冷凍空調、空壓機及馬達等高耗能設備的能源效率,並提出節能建議。未來第一線節能服務人員,除了持續累積診斷案件,還必須取得國際節能相關證照,提升服務品質。

「未來,反應更快的電力輔助服務、能源技術服務業更上軌道,預期會有更多中小型用戶可以參與聯合型需量競價,也就是用戶群代表,以螞蟻雄兵的方式,為節能及電網穩定做出貢獻。」王耀庭說。

面對氣候變遷和能源轉型等多重挑戰,台電超前部署需求面管理,以行動積極面對,務求達到電業、民眾及環保三贏。

需量競價平台 https://dbp.taipower.com.tw/TaiPowerDBP/Portal/Login

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