儘管為了減少溫室氣體排放,早日擺脫對石化能源的依賴,世界各國無不極力發展各種再生能源,但不管是太陽能、風力或其他能源,都不是在短時間內就能夠取代傳統能源,但各國卻已設下在短時間內增加再生能源發電量比例的門檻,如美國計畫到2025年,再生能源將占電力總供應量的25%,歐洲也計畫到2020年時,再生能源將占電力總供應量的20%。
但由於再生能源的發電效率仍不如石化能源,如果要讓再生能源實現歐美等國超過總發電量比例20%以上的目標,總發電量勢必會比現在還低,發生大規模停電事件的可能性勢必大增,而供電品質也可能因此下降,對於需要大量穩定供電的工商業而言,更可能是一場大災難。
此外,再生能源目前除了仍欠缺大規模運轉的實例經驗,規模逐步擴增可能遭遇的問題仍未可知。而眼前要先解決的問題,卻是氣候變遷問題。
例如以2010年初困擾北半球高緯度國家的雪災為例,一旦太陽照射力減弱,太陽能發電將無以為繼,而風力發電的運轉前提,也是要有足夠的風,但電力供應卻是24小時不能中斷,而且碰到尖峰用電時段,電力公司往往還必須迅速輸出大量電力,讓不可知的變數遠比火力發電還多。再生能源未來在承擔一定比例電力基礎建設的同時,也造成電力公司在控制及調度供電方面,面臨嚴厲的挑戰。
為了改善前述再生能源供電效率不足及品質不穩定兩大問題,各種解決方案也紛紛出爐,其中最受矚目的方案之一,就是智慧電網(Smart
Grid)。
電力資源將最佳化
所謂的智慧電網,主要是以資通訊技術為基礎,從發電廠、變電、配電到用戶端的所有設備,透過感測器連接成為一個完整綿密的用電網路。如此一來,電力公司即可透過網路隨時監測用戶的用電狀況,以達到電力資源的配置最佳化。
目前電力公司雖可透過用戶過去用電的歷史統計數字,預估用電離尖峰狀況,作為電力供應配置或歲修時段參考,但預估難免出錯,因此仍需要留下相當大的備載發電容量以因應不時之需。而預留比例愈高,可能浪費的成本自然也愈高。電力公司也可有效控制興建電廠與發電設備的建置時間及投資成本,因此智慧電網的最大價值,自然就是降低電力公司營運成本,提高供電效率。
而對用戶而言,未來的智慧電網所用的電表,將會自動透過網路傳輸使用電量,省去傳統電表的抄表麻煩,一旦家中電器也安裝感測及管理系統,電力公司甚至可進一步提供用戶耗電使用狀況,讓用戶針對實際使用狀況,可自行上網查看家裡的用電狀況,選擇汰換或改變家電設定,在不影響用電品質的前提
下,讓節約能源的規劃也能達到最佳化。
此外,採用智慧電網後,未來電價的費率也將更有彈性,不但可以因為白天、傍晚與凌晨時段的用電狀況而有所差異。電力公司更可以根據用電量進行比現行更精密的差別訂價,用戶也可以針對不同價格,從事不同的電力消耗活動,不管是個人或企業,都可以依據「時間電價」,選擇在最便宜的費率時段,使用各項電器用品。
用戶甚至可在遠端對家電進行監控,如台大、清大與交大教室的電力控制系統,就可和教務處的「課表」結合,學生下課後或空堂時,系統會自動將教室的冷氣、電燈關掉。在白天時,學生宿舍也會進行電力調節,把不需要用電的地方,進行電力卸載,接著再把這些電力分配給需要用電的地方,一年下來可節省數百萬元的電費。如果發電機或電廠發生斷電情況,智慧電網也可以自動偵測最關鍵的損壞區域,進行簡易故障排除、甚至在維修人員進行修復時,自動化尋找替代供電路線,確保用戶端服務不受影響,把斷電的傷害降至最低。
而用戶未來若安裝太陽能板的發電系統,還可以把白天產出的剩餘電力,賣給附近的電力公司。而未來隨著電動車普及,車用充電需求勢必也會跟著高漲,為了避免車主在幫電動車充電時,造成電力系統供電不穩,智慧電網即可在凌晨非尖峰用電時段時,才幫電動車充電。
國內市場大躍進
包括經濟部能源局及台電,都已大力推動智慧電網、智慧電表等相關建置工作。經濟部能源局局長葉惠青指出,2010年能源局的重點推廣項目就是智慧電網和智慧電表。目前工業用戶有50戶正在測試;
住商用戶則有台北市五分埔、烏來信賢村和北市安和路國家大樓,正進行智慧電表的安裝與測試。
政府的目標是2.3萬工業用戶100%安裝智慧電表,住宅和一般商用低電壓電表滲透率以50%為目標,也就是500萬戶。他表示,若成效良好,全台1,000萬戶都將更換成智慧電表。
政府目前已委託台電、中華電、工研院、資策會等機構,進行智慧電網、智慧電表的相關硬體和軟體測試,未來也將支持產業界投入相關產品與服務的研發,尤其是台灣的網通業者,更可結合電力服務,共同進軍全球市場。
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經濟部能源局官員表示,一旦智慧電表和電網相關測試結果符合預期,台電將負擔智慧電表和通訊所需的全部成本,畢竟電表、電網本身都屬於台電的設備與資產。換裝智慧電表不會向用戶收取通訊費用,用電戶也不需支付更換電表的費用。 至於電網的資料中心的建置,也都將由台電對外招標採購。
此外,由於歐盟可能會在2010年率先開徵「碳關稅」,勢必會嚴格要求各國出口至歐盟國家的產品,必須揭露在製造過程中產生多少「碳足跡」。而以台灣目前每度電放出0.57至0.63公斤的碳,比日、韓的0.4公斤以下高出許多的情況來看,台灣未來與日、韓等廠商的競爭壓力勢必會愈來愈高,尤其是高用電量的電子業如鴻海、廣達等,節約用電將不僅僅是降低成本而已,更是未來提升出口競爭力的關鍵。
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| ▲ 再生能源目前仍欠缺大規模運轉的實例經驗,規模逐步擴增可能遭遇的問題仍未可知。 |
台電董事長陳貴明在接受媒體專訪時指出,台灣的能源目前有92%是靠石化燃料供應,而核電只提供8%的能源。在消費面來看,台灣工業用掉57%的能源,運輸14%、服務13%、住宅12%、其它4%。顯示台灣絕大部分的能源都用在工業生產上,而且工業產值愈高,能源消耗也愈快。
因此,他認為,台電一定會發展智慧型電網,因為只有靠智慧電網才可讓綠色能源發揮到極致,進而降低台電在非低碳電力的發電比重。以2008年為例,台電每度電排放0.575公斤的二氧化碳,希望到2025年時,台電一度電只會排放0.402公斤的二氧化碳,減量0.173公斤,比例達30%。
資通訊產業受惠良多
誠如資策會MIC資深產業分析師龔俊光所言,智慧電網其實就是把IT科技和傳統電力系統進行結合,讓電力網路變得更「聰明」。而智慧電網能夠「聰明」的關鍵,在於讓它具有「雙向溝通」的功能,因此,儘管台灣過去並沒有強大的電力產業出口市場做後盾,但位居全球翹楚地位的資通訊產業,卻有機會大展身手。
資策會MIC預估,到了2012年,國內智慧電網所衍生出的商機,就高達新台幣600 億元的水準。Pike Research的報告更指出,各國政府和公用事業從2008年到2015年,預期增加智慧電網的投
資將達到2,000億美元,其中約有84%用於電網的自動化技術;追蹤和分析電力、瓦斯、自來水使
用的智慧電表系統則占14%;提供電動車電力系統則為2%。
屆時將有機會帶動國內資通訊等相關技術的發展與龐大商機,如智慧電表的感測器、控制器、晶片與網通模組,以及能源管理系統平台、智慧家電等應用產品、各種節能服務,都可望快速成長。 |