〈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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「換電表停電」的推薦目錄:
換電表停電 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的精選貼文
台灣能源轉型各項配套解決方案正按部就班分頭進行中,這裡的部分報導中,也提到了幾項值得大家注意的,除了再生能源綠電開發、儲能與智慧電網建置、需量反應極需求面管理之外,外來幾年間也會同步推進中的重要配套方案,在此提供大家做參考.....
大停電、核二跳機懲處25人 台電董事長總經理記大過 / 513停電涉管理疏失 台電擬向承攬商求償2.35億 / 台電砸4670億建設大型機組 6年內供電增逾千萬瓩(08/25、27/2021 中央通訊社)
重點摘要:
王美花說,在短短3個月內,台電連續發生3起事故,513、517更造成全國性電力影響,不僅影響民眾生活,也引發社會大眾對國家電力系統的不信任,楊偉甫、鍾炳利應負督導不周不責,各記大過1次。
至於其他懲處名單,王美花表示,副總經理、處長、廠長都有,「都是高階主管」。
面對媒體質疑懲處名單僅止於台電,王美花強調,513停電是台電人員操作錯誤所致,517則是供電量追不上用電量,727則是核二廠操作問題,比較屬於執行面,懲處也以台電為主。
王美花說明,副總經理以下由台電人評會決議,董事長與總經理的部分則由經濟部裁量,也已向行政院報告,至於自己的去留則由長官決定,「目前院裡面給我的任務,是經濟部跟台電要非常努力把穩定供電、能源轉型做好」。
台電指出,興達電廠新燃氣機組將於113年接手上線,既有的燃煤1、2號機也將在112年底開始陸續除役,3、4號燃煤機組則會先於2024年底轉為備用機組,待2025、2026年底陸續除役,盼興達電廠脫胎換骨,成為潔淨能源模範電廠。
此外,協和電廠更新改建計畫將新增2部新機組總計260萬瓩,目前正處環評階段,待環評結束才會開始招標,投資金額為1218億元,其中第一部機組預計116年上線。台電表示,7月9日剛結束環評專案小組第2次審查會議,預計9月底前會完成修正、再送審。
目前有4件大型機組投資計畫如火如荼進行中,總投資總額為4670億元,共10部複循環燃氣機組、1226萬瓩裝置容量,相當於2座台中火力發電廠滿載發電量,這些機組將於明年起、6年內陸續上線。
燃氣不僅發揮遞補核電功能,台電說明,燃氣複循環發電機組結合「氣渦輪機」及「蒸汽輪機」發電方式,因此得以進行2次發電;即便1部複循環燃氣機組裝置容量,比燃煤機組來得高,但燃燒過程產生的溫室氣體與空氣污染物較少,是減煤減排的重要推手。
513大停電肇因台電人員操作失當,導致全台分區停電5小時,415萬受影響戶電費打95折,總計台電賠償金額高達新台幣4.7億元。
王美花今天表示,513停電事故是台電進行路北超高壓變電所容量擴充工程時,測試人員誤操作開關釀憾事,造成匯流排接地事故,引發興達電廠跳機、通霄電廠降載;基於當時這項工程尚未完成驗收,認定設備工地管理不當為承攬商責任。
因此,除了於5月26日將停電檢討報告提交行政院,為釐清工程承攬商責任認定問題,台電與承攬商也在6月17日委託第三方中華民國電機技師公會辦理事故鑑定,並於8月4日收到正式鑑定報告。
王美花並表示,行政院也於8月9日核復經濟部檢討報告,台電隨即根據這些報告進行人員懲處,後續經第三方鑑定,也確立台電和承攬商責任歸屬各半,因此求償金額朝向4.7億元的一半,並於8月20日發函承攬商追償事故損失。
經濟部表示,根據第三方鑑定報告書,台電相關連帶責任包含,台電測試人員未落實設備試驗標準作業程序,誤操作管制設備隔離開關;送電中管制點,運維單位未落實管制措施;工程監造單位對於承攬商監督不周等。
更多細節:
(中央社記者梁珮綺、曾智怡台北27日電)經濟部今天公布513、517停電及727核二跳機懲處結果,共25人受到懲處,部長王美花表示,台電董事長楊偉甫、總經理鍾炳利督導不周,各記1大過。
台電繼5月13日、5月17日發生跳電後,7月27日核二廠2號機又因「一張椅子」而跳機,引發民怨,王美花下午率次長曾文生、國營會執行長劉明忠說明懲處結果。
王美花表示,三起事故都涉及人為疏失,已追究台電公司相關失職人員,依責任歸屬,513懲處15人、517懲處2人、727懲處8人,共25人分別記申誡至1大過不等處分。
王美花說,在短短3個月內,台電連續發生3起事故,513、517更造成全國性電力影響,不僅影響民眾生活,也引發社會大眾對國家電力系統的不信任,楊偉甫、鍾炳利應負督導不周不責,各記大過1次。
至於其他懲處名單,王美花表示,副總經理、處長、廠長都有,「都是高階主管」。
面對媒體質疑懲處名單僅止於台電,王美花強調,513停電是台電人員操作錯誤所致,517則是供電量追不上用電量,727則是核二廠操作問題,比較屬於執行面,懲處也以台電為主。
王美花說明,副總經理以下由台電人評會決議,董事長與總經理的部分則由經濟部裁量,也已向行政院報告,至於自己的去留則由長官決定,「目前院裡面給我的任務,是經濟部跟台電要非常努力把穩定供電、能源轉型做好」。
對於513、517停電,王美花也代表經濟部與台電向民眾致歉,「我們的態度是明確懲處、徹底檢討,重要的是落實後續改善作為」。
目前經濟部已成立電力系統改善小組,會再提出完整電力系統改善報告,短期會強化需量反應,「用電緊張可能只有幾個小時,若搭配需量反應或汽電共生的電力,就能做很好的調度安排」,中長期目標是增加綠能、天然氣接收站、夜尖峰要有更好因應等。
曾文生補充說明,電力系統改善小組由能源局、台電人員組成,也會邀集學者專家、政院災防辦代表,將持續檢討、定期檢視可能遇到的問題。
5月13日,台電一名工作人員開錯開關,導致匯流排接地故障,進而造成興達電廠4部機組跳機,經濟部定調為「人為疏失」,楊偉甫自請處分,豈料,5月17日因「電不夠」,再次啟動分區供電。
經濟部隨即展開電力盤點,並在5月26日向行政院送出513、517停電檢討報告,沒想到,核二廠7月27日則因工作人員不慎滑動椅子,造成主蒸氣隔離關閉、機組跳機。(編輯:潘羿菁)
513停電涉管理疏失 台電擬向承攬商求償2.35億
(中央社記者曾智怡、梁珮綺台北27日電)513大停電造成台電須賠償新台幣4.7億元,由於涉及承攬商管理問題,經濟部長王美花今天表示,事故鑑定確立承攬商應負一半責任,台電已向業者提出求償,約賠償金的一半、2.35億元。
513大停電肇因台電人員操作失當,導致全台分區停電5小時,415萬受影響戶電費打95折,總計台電賠償金額高達新台幣4.7億元。
王美花今天表示,513停電事故是台電進行路北超高壓變電所容量擴充工程時,測試人員誤操作開關釀憾事,造成匯流排接地事故,引發興達電廠跳機、通霄電廠降載;基於當時這項工程尚未完成驗收,認定設備工地管理不當為承攬商責任。
因此,除了於5月26日將停電檢討報告提交行政院,為釐清工程承攬商責任認定問題,台電與承攬商也在6月17日委託第三方中華民國電機技師公會辦理事故鑑定,並於8月4日收到正式鑑定報告。
王美花並表示,行政院也於8月9日核復經濟部檢討報告,台電隨即根據這些報告進行人員懲處,後續經第三方鑑定,也確立台電和承攬商責任歸屬各半,因此求償金額朝向4.7億元的一半,並於8月20日發函承攬商追償事故損失。
經濟部表示,根據第三方鑑定報告書,台電相關連帶責任包含,台電測試人員未落實設備試驗標準作業程序,誤操作管制設備隔離開關;送電中管制點,運維單位未落實管制措施;工程監造單位對於承攬商監督不周等。
至於承攬商責任部分,由於事故發生時仍在施工期間內,承攬商負有工作場所指揮、監督、協調及巡視等責任,包含直流電源及氣動閥座閉鎖、掛卡嚴禁操作等各階段管制作為,因此判定承攬商工作場所負責人應負工地管理責任。
經查證,除負責人工作場所巡視未到位,且更換現場控制箱後,未將控制箱面板鑰匙交由台電控管,同時未張貼「禁止操作標誌」等,因此須負擔相關賠償事宜。(編輯:楊凱翔)
台電砸4670億建設大型機組 6年內供電增逾千萬瓩
(中央社記者曾智怡台北25日電)今年台電正式提出核三除役計畫,為遞補核電缺口,台電同步規劃推進4件大型機組建設計畫,6年內預計新增裝置容量1226萬瓩,相當於2座台中火力發電廠滿載發電量,總投資總額達新台幣4670億元。
面對極端氣候,經濟部次長曾文生日前指示,「未來10年要增加非常多機組」,以滿足居高不下的用電需求,伴隨著今年核二1號機解聯、核三提出除役申請,用燃氣遞補核電已是能源政策之一。
根據最新電力供需報告,預估至2027年每年用電平均成長2.5%;為邁向2025非核家園目標,發電結構將在2025年達到燃氣50%、燃煤30%、再生能源20%,形成「532」架構;現行燃氣機組供電占比低於40%。
台電表示,目前已核准的大型燃氣機組投資計畫有4件,其中通霄電廠新增的3部機組均已商轉,分別於107年2月27日、108年5月30日、109年5月26日上線,目前為工程收尾階段。
另有4大興建計畫工程尚在進行,包含大潭電廠增建計畫3部共316.8萬瓩、興達電廠燃氣機組更新改建計畫3部共390萬瓩、台中電廠新建燃氣機組計畫2部複循環燃氣機組共260萬瓩,投資總額均逾1000億元,各為1104億元、1168億元、1180億元。
台電指出,興達電廠新燃氣機組將於113年接手上線,既有的燃煤1、2號機也將在112年底開始陸續除役,3、4號燃煤機組則會先於2024年底轉為備用機組,待2025、2026年底陸續除役,盼興達電廠脫胎換骨,成為潔淨能源模範電廠。
此外,協和電廠更新改建計畫將新增2部新機組總計260萬瓩,目前正處環評階段,待環評結束才會開始招標,投資金額為1218億元,其中第一部機組預計116年上線。台電表示,7月9日剛結束環評專案小組第2次審查會議,預計9月底前會完成修正、再送審。
目前有4件大型機組投資計畫如火如荼進行中,總投資總額為4670億元,共10部複循環燃氣機組、1226萬瓩裝置容量,相當於2座台中火力發電廠滿載發電量,這些機組將於明年起、6年內陸續上線。
燃氣不僅發揮遞補核電功能,台電說明,燃氣複循環發電機組結合「氣渦輪機」及「蒸汽輪機」發電方式,因此得以進行2次發電;即便1部複循環燃氣機組裝置容量,比燃煤機組來得高,但燃燒過程產生的溫室氣體與空氣污染物較少,是減煤減排的重要推手。(編輯:潘羿菁)
完整內容請見:
https://www.cna.com.tw/news/firstnews/202108275004.aspx
https://www.cna.com.tw/news/firstnews/202108270291.aspx
https://www.cna.com.tw/news/firstnews/202107250016.aspx
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換電表停電 在 李姓中壢選民 Facebook 的最讚貼文
<#非核家園 的 #電力政策 更是處處充滿不合理的現象,以更高的價格緊急採購 #天然氣 就不提了,為了 #光電 與 #風電,已經把台灣搞得面目全非,地不能耕種、池不能養魚、水不能灌溉,但 #電力 還是上不來。任何有點知識和良心的人,都知道這樣的電力政策是行不通的,但為什麼蔡政府就是非要這麼做不可?是笨嗎?應是另有所圖吧!>
繼核二廠 1號機提前卸載、停止運作,#台電 表示將提交核三廠 除役計畫,並於近日啟動核三廠除役前期作業;原能會則表示,預計2023年2月底完成審查,隔年即正式啟動除役。
因應「#2025非核家園」的既定政策,#核一、#核二 與 #核三 依照規定先後停止運作,電力缺口將改為以燃氣、燃煤為主;至於 #蔡政府 寄望甚深的 #再生能源發電,目前則仍處於阿斗階段,效力有限。
台電表示,已備妥核三除役後電力缺口的彌補方案,預計推出4個大型燃氣機組建設計畫,6年內預計新增裝置容量1226萬瓩,相當於2座台中火力發電廠滿載的發電量,總投資高達4670億元;至於燃氣發電會製造大量溫室氣體,與全球2050碳中和的趨勢背道而馳,經濟部則提都沒提,彷彿這個迫在眉睫的壓力並不存在。
當然,#經濟部 也不會告訴民眾,核二1號機在7月2日停機後,7月以來,全台各地不知已經發生了多少起 #停電,包括:2日上晚7點高雄三民停電;3日上午8點及下午4點彰化伸港停電2次,嘉義大林鎮園區跳電,下午2點新北三重停電,傍晚5點高雄鼓山停電,深夜11點屏東恆春德和停電;4日上午3點50分,高雄左營停電;5日下午3點台北文山區停電;6日晚上8點台南楠南區停電;8日傍晚5點苗栗竹南停電;10日下午1點10分台北信義區 #大停電;16日上午8點彰化和美停電;19日新北市新店區跳電,高雄鳳山、鳥松、仁武跳電;20日新北市永和新生地跳電;23晚上7點高雄鳳山區停電、新北市土城區 #跳電。
這些零星的跳電、停電遍布全台,雖不及5月2次大停電的規模那麼大,但也不斷造成各地民眾生活的不便,就如同某知名堅果的廣告「以前你偶而吃,現在你天天吃。」未來核電機組陸續停用後就會變成「以前你偶而停電,現在你天天停電。」要解決這個問題,蔡政府的做法是編更多預算、建更多 #燃氣機組。
行政院副院長沈榮津曾在2年前經濟部長任內提到,#重啟核四 要花6到7年,換言之,2025年左右可上線,熟悉核四的專家更預估只需3年;台電計算,若要啟動 #核四 商轉需要再投入約478億元的經費。
時間太長、耗資過劇,一直是蔡政府用來說服民眾重啟核四不可行的重要理由。
而刻在進行環評的 #協和電廠 更新改建計畫,將新增2部新機組、總計260萬瓩,與核四裝置容量相近,總投資額為1218億元,第1部機組最快2027年才能上線。若單就成本來評估,與重啟核四相比,哪個比較合算?
蔡政府不是笨 是另有所圖
https://www.chinatimes.com/newspapers/20210727000489-260109
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