〈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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同時也有2部Youtube影片,追蹤數超過852的網紅鄭麗君,也在其Youtube影片中提到,鄭麗君指出,審查核一延役的重點內容包括機組的運轉安全與核廢料的中期貯存計畫,目前台電無法解決核子燃料退無可退的問題,影響到原能會對核一二三廠延役審查。 朱立倫日前表示新北市有辦法堅持立場阻止核二廠新建乾式儲存場,鄭麗君也在立法院提出「核一二三廠不得延役」決議案,傳送給各位國民黨立委,卻沒有任何一位立...
台電儲能規劃 在 再生能源資訊網 Facebook 的最讚貼文
#國內焦點新聞
#能源轉型 #綠電先行
《2050年淨零 中油擬轉型氫能供應商》
企業製造朝向碳中和目標,政府單位也力拚淨零轉型,經濟部旗下2大國營事業中油、台電為排碳大戶,同樣面臨綠色轉型。經濟部正設定中油未來經營朝向氫能供應商;至於台電則全力發展儲能系統。
經濟部次長曾文生20日說,國營事業多屬基礎工業,台電、中油是排碳大戶,「從他們開始,絕對是對的」。根據規劃,中油將轉型為氫能供應商,年初已成立先進觸媒中心,研發先進材料及減碳觸媒。
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台電儲能規劃 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的最讚貼文
這是台灣能源轉型第二梯次進化相當重要的起手式之一,2050年淨零轉型 經部設定中油轉型氫能供應商.... (09/20/2021 中央社)
(中央社記者梁珮綺台北20日電)企業製造朝向碳中和目標,政府單位也力拚淨零轉型,經濟部旗下2大國營事業中油、台電為排碳大戶,同樣面臨綠色轉型。經濟部正設定中油未來經營朝向氫能供應商;至於台電則全力發展儲能系統。
經濟部次長曾文生接受中央社專訪時表示,國營事業多屬基礎工業,台電、中油是排碳大戶,「從他們開始,絕對是對的」。根據規劃,中油將轉型為氫能供應商,年初已成立先進觸媒中心,研發先進材料及減碳觸媒。
他指出,雖然氫能技術尚未成熟,應用上仍有很多想像空間,現階段已有各國研究與開發,都是很好的參考範本;技術研究就如同種下一顆種子,注入心血栽培,最終會等到開花結果的一天,如同幾十年前,也難以想像離岸風電在這幾年蓬勃發展。
按照期程,中油的氫能供給將採三步驟進行,第一階段仍以「灰氫」為主,第二階段為「藍氫」,最終為「綠氫」。經濟部能源局副局長李君禮說,傳統化石燃料、天然氣在產氫的過程中,會排放二氧化碳,所以叫做灰氫。
藍氫則是在灰氫產出後,利用碳捕捉技術將碳拿走,可能存起來或加工;綠氫的製程完全不含二氧化碳,依現行的技術,再生能源產電後,再透過電解水方式得到氫,過程相當耗能,成本非常高,目前透過研發盼能降低生產成本。
至於台電,曾文生表示,路徑很清楚,要朝低碳電力技術發展,並在2025年要達到燃氣占比50%、燃煤30%、再生能源20%的「532」架構,再循序漸進,隨著碳捕捉技術成熟、電動車使用愈來愈多,無碳能源就能逐步替代低碳能源。
攤開二氧化碳產出結構,高達90.4%屬於能源排放,僅有9.6%來自非能源,像是科技產業製程會使用特殊氣體等。在9成的能源排放當中,又有56.4%來自電力;34%則是其他能源,多為汽機車燃料所產生。
因此,再生能源必須極大化,但因再生能源有其侷限性,要穩定供電就必須整合電力系統與儲能,「儲能設備跟再生能源如何匹配,是下階段要做的工作」。
台電發言人張廷抒說明,2025年前將建置1000MW儲能系統,將在台電自有場地建置160MW,向儲能業者採購840MW,台電電力交易平台在今年7月成立,以競價方式進行,有多家業者表達有意願投入。
距離2050年仍有將近30年的時間,曾文生說,風電、光電、水力發電等再生能源技術已漸成熟,在台灣可率先應用,並快速發展與在地化。新的技術則要積極推動產業化,創造商機,就目前狀況來看,最有潛力的是地熱及海洋能。
曾文生說,在2025年時,再生能源的占比要提高到20%,而這比例會不斷提升,進而達到「淨零轉型」。(編輯:潘羿菁、康世人)
完整內容請見:
https://www.cna.com.tw/news/afe/202109200044.aspx
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台電儲能規劃 在 鄭麗君 Youtube 的最佳解答
鄭麗君指出,審查核一延役的重點內容包括機組的運轉安全與核廢料的中期貯存計畫,目前台電無法解決核子燃料退無可退的問題,影響到原能會對核一二三廠延役審查。
朱立倫日前表示新北市有辦法堅持立場阻止核二廠新建乾式儲存場,鄭麗君也在立法院提出「核一二三廠不得延役」決議案,傳送給各位國民黨立委,卻沒有任何一位立委連署,鄭麗君質疑究竟朱主席是在跟朱市長大玩兩面手法,還是國民黨團不接受黨主席的立場。
台電於2月17日公告招標核一、核二廠用過核子燃料小規模國外再處理計畫,擬將1200束燃料棒小規模送國外處理,預計自核後端營運基金編列新台幣112.57億元預算,但其實那1200束送出國在處理後約莫20年將會再送回國。
核一二三廠運作產生的核燃料截至今年二月底,共17128束,鄭麗君說,核一二三廠四十年約使用兩萬束核燃料,若核一二三廠都延役20年,大略推估再增加三萬束核燃料,經費高達3000億左右,而我國核後端基金目前只有2447億,而高放射性廢棄物的中期貯存經費只規劃390億元,因此除非台電大幅調漲核電價格,否則不可能進行大規模再處理。
鄭麗君嚴厲指出台電提出假方案暫時移出1200束使用過的核燃料,就想騙人民延役20年,不僅1200束核燃料再回來,身邊將又會多出10000束核燃料。
台電儲能規劃 在 林佳龍 Youtube 的最佳解答
立法委員林佳龍今(11)天在教育文化委員會針對核四議題質詢原能會主委蔡春鴻、經濟部長張家祝及台電董事長黃重球,林佳龍表示,江宜樺曾在3月5日說,一個月內弄清核四訊息,如今時間已過,核四到底佔台灣多少電力,政府無法提供統一的說法,根據經濟部能源局2012年10月公布的最新的能源統計手冊,2011年台灣總發電裝置容量為48,750MW,換算核四2,700MW的裝置容量,其比例僅佔5.5%,但張家祝卻說,核四占的裝置容量是6.7%,說法顯然矛盾。
林佳龍表示,至今國際上還沒有任何一座已完工可運作的高階核廢料最終儲存場, 此外,正在規劃興建中的國家,芬蘭與瑞典是進度較快的,但芬蘭的岩盤是18億年,瑞典的則是19億年,但台灣最古老的岩盤中央山脈的東側,卻也只有1至3億年,台灣的地質遠較芬蘭與瑞典為年輕,又坐落在地震帶上,地質條件無法與上述兩國相提並論。
核四廠雖然尚未完工運轉,台電公司已花82億元購買核燃料1744束核燃料棒,如果核四停建,台電曾說,這些燃料棒無法給核一、二、三廠使用,原能會卻說可以,林佳龍質疑,社會到底要相信哪一個說法?
林佳龍說,台電至今仍然未公布核能四廠核能安全小組專家名單,他質疑台電為何不敢公布,外界會質疑這些人是否具公信力?連何林宗堯不在名單中,這四十五名資深工程師,加上十二名奇異公司顧問的背景,台電有義務讓社會大眾知道。
另外,林佳龍也提到,以目前台灣核一、二、三廠加總約5200MW的裝置容量推估,核廢料的處理就要大概2600億元,而若還要續建核四,按其2700MW的裝置容量,還要再花1300億。這些成本是核後端基金無法負擔的,相關單位未審慎評估。
台電儲能規劃 在 【邁向淨零轉型—台電公司之因應對策與規劃分享】 鍾年勉所長 的推薦與評價
【邁向淨零轉型— 台電 公司之因應對策與 規劃 分享】 鍾年勉所長| 台電 綜合研究所. 工程科技推展中心 ... 綠能加 儲能 分散供電邁向淨零. 台電 影音網. ... <看更多>