浅谈新能源市场现况(上)：电力需求型态转变的难题

在过去的文章，我对新能源的几个重要标的，包含虚拟电厂、能源管理系统及电力辅助服务等，分享我的一些想法。而为了让新能源世界的面貌更具体的被呈现，接下来我将会透过几篇文章，搭配发生在各国的实际案例，分别从能源需求型态的转变、再生能源供给挑战乃至电力调整机制与对策这三大层面，带给大家我对未来新能源市场运作趋势的看法。

能源需求型态转变导致的尖离峰用电差距

要了解未来新能源市场的运作趋势，首先必须从「能源需求型态转变」着手。根据美国能源部最新的国际能源展望报告表示，2018~2050年全球基础能源的消费可望成长将近50%。然而，在总体能源需求增加的背后，尖离峰用电差距所导致愈发极端的鸭子曲线，是更值得关注且迫切的议题。

编按：鸭子曲线(duck curve)是在有使用可再生能源的商业发电中，一天中尖峰负载及可再生能源发电量之间的落差。若当地架设了许多太阳能发电设备，在日落后，其他发电方式需要的供电量会快速上昇，约在傍晚中间到达最高峰，因此电量落差对时间的图会出现如鸭子般的轮廓。(维基百科)

以每年成长率近3成的电动车市场为例，下班后的返家时段可以预期是充电行为最为频繁的区间，但在激增的电力需求下，电网的尖峰负荷风险也相对提高，可能导致的便是跳电危机。然而不只电动车，为了降低碳排而大量普及的全电化家电，甚至大幅提升的再生能源占比，皆是鸭子曲线日益极端的主因。 绿能发展也将导致尖峰负荷升高。

再生能源向来被视为能取代燃煤、弭平用电缺口、成为未来主力的能源供给来源，但这句话只对了一半。以太阳能为例，在日照充足的时段，确实能降低电网负载，然而当日落人们返家后，激增的用电需求缺口，因为没有持续的太阳能供给，仅能倚靠大量的尖载型发电临时调整运转排程才得以应付。而面对如此庞大的尖离峰需求差距，将使鸭子曲线中的肚子与脖子更加明显，所造成的电力调度问题也就愈大，这对期望提高再生能源占比的国家，包含台湾，都将会是严峻的考验。

在寻找到电力调度的最佳解答前，绿能的需求显然仍会日渐增高。包含全球IT产业龙头苹果(Apple)、Google 在内的大型企业，纷纷加入由气候组织(Climate Group)与碳揭露计划(CDP)共同成立的国际倡议移动RE100。在社会责任和未来发展项目带动下，要求供应链100%采用绿电，无形中也促使了再生能源产业的蓬勃发展。绿能的发展和用电型态转变已然势在必行，但面对伴随而来的尖离峰差距所衍生的风险，难道我们只能束手无策吗？日本一家新能源公司的案例或许值得我们参考。

透过智能电网融合P2P交易，舒缓鸭子曲线日前，日本东京电力旗下的新能源事业公司Trende透过P2P交易，搭配具备双向供输能力的智能电网，化解了大量再生能源所造成尖离峰差距扩大的问题，也为未来的电力交易型态带来全新的思考模式。要降低尖离峰差距，首要解决的就是电力调度及储存两大难题，而Trende试图透过以下方式来解决。

1. 建立电力实时交易平台，活化区域能源调度

为让再生能源能更有效率的被利用，Trende透过区块链技术建立了P2P电力交易机制，让区域内再生能源调度更具弹性。以前面提到的电动车和储能设施为例，当上午出门上班后，此时家中生产的太阳能若在自家使用后仍有剩余，则超额生产的太阳能则可储存在家用充电桩或蓄电池，亦或透过 Trende 的电力实时交易平台，将多余的电力转卖给区域内有用电需求的用户，如：商办大楼、公用充电桩等，让超额生产的再生能源，能最大化的被利用。

2. 善用储能设施，降低中央电网用电需求

为舒缓下班后激增的用电需求所造成的尖离峰，如何活用储能装置将成为关键。除了家用的蓄电池能在尖峰用电时段取代中央电网的用电需求外，充电桩事实上也能扮演类似的角色。而当面临大停电等紧急状况时，甚至连电动车本身也能提供急用的电力需求，以电动车平均60 kWh的电池存量为例，台湾一般家户每月用电约300度，在不考虑V2H (Vehicle to Home)转换率的情况下，至少可供应一般家户至少5天以上的电力供给。

相似的储能装置应用，都有效的解决了再生能源发电时段与用电尖峰时段不一致的问题。 回顾台湾，在政府2025年再生能源占比将达20%的目标下，势必加强太阳能、风力发电等再生能源产业的发展力道，然而在智能电网尚未普及，无法因应大量再生能源并网，亦无法提供电力双向调度的情况下，如何解决尖离峰用电差距所带来的电网负荷，将是未来供电是否能长期稳定的一大关键。

下篇文章，我会延续本篇主题，从能源供给的角度，与大家一同思考台湾在新能源市场将会面临的下个挑战与契机。