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日前辅助市场上线 应整合多元能源调度手段

能源多元调度手段并行,如同百宝袋一般对症下药,才能打造具备能源韧性的电网调度机制。颜哲渊提供

结束疲劳的一天回到家中,换上家居服,打开电视、空调、风扇,慵懒躺在沙发享受从冰箱拿出的冰凉啤酒,这可能是许多人都很熟悉的场景,插头一插就有电是台湾人民习以为常的方便。台湾在世界银行2020年经商竞争报告中,电力取得项目世界第九名,电价却是世界第四低,仅高於墨西哥、国内及马来西亚,可说是CP值非常高,又稳又便宜。

然而稳定又价廉的电力背後,将面临一连串结构脆弱问题。从发电端来看,核电厂退役、大潭天然气发电厂延期,未来2~3年台湾发电端将缺少近6%备用容量率。除此之外气候变迁带来的极端气候,也让需求端预测更加困难。513停电时,气温异常飙升,实际用电需求约超过预测值170万瓩,无疑让原就捉襟见肘的备用容量更加紧绷。

日前辅助服务市场身负重任 但尚未成熟

目前日前辅助市场可交易的商品分调频、实时、补充备转[注1]3类。这些机制简单来说,就是当发电端或需求端突然有大变动时,可紧急救援电网平衡的王牌投手。而储能系统、需量反应、发电机组及自用发电设备,则是不同投手所擅长使用的球种。

其中发电机组与自用发电设备拥有者,多抱持观望态度。已签订再生能源购电协议(Power Purchase Agreement;PPA)的民营传统电厂与台电签约收购价已包含辅助服务费用,因此除非具备高获利机会,才会扩大机组与储能参与。而自发用电则多属於大型工厂,除消防法规规定之发电机外,一般亦会准备大型发电机组,较具备参与电力交易潜力,但积极参与者数量不多。因此以短期来看,辅助服务市场主要手段还是以储能系统与需量反应为大宗,却也各自面临挑战。

1、储能系统:电池与馈线[注2]到位需天时地利

储能系统是参与日前辅助服务市场上的主流选择,然而关键资源如锂电池目前供不应求。随着2050年碳中和目标逼近,各国再生能源占比提升与2030车辆全面电动化政策,锂电池恐怕会持续短缺。另外欲参与辅助服务业者,除了要抢下电池外,场域是否具备足够馈线也是一大问题。因此参与门槛较高,若短期间要提升参与容量,还尚须克服电网及配电空间等诸多要件。

2、需量反应:电动车搭配能源管理具高度潜力

台电估算,若全台汽车都换成电动车,将多使用全台发电量9%,这对面临备转容量紧绷的台湾来说,将形成另一个挑战。因此针对需求面管理,电动车是否能与能源管理系统整合,将决定电动车会是吃电怪兽还是调度帮手。

以日本为例,日本已宣示要在2030年全面电动车化,其中东京都的《Zero Emission Vehicle普及计划》预计於2025年於东京装设5,000座公共充电桩,以解决电车里程焦虑问题。另透过ECHONET Lite通讯标准与HEMS家庭能源管理系统串接,让电动车车主在家中充电可根据时间电价,选择充电时段避开尖峰时段。搭配Vehicle to Home(V2H)设备,车主也可在尖峰用电时段参与需量反应,以电动车电力反向提供家中用电,达到降低负载目标。

然而台湾在智能家电、充电桩联网与Vehicle to Grid(V2G)、V2H等需量反应应用场景,都尚未有标准、或是尚未成熟。电动车将是未来的用电大户,政府在通讯协定、充电桩联网、充电界面都要尽早整合,才有望将电动车从吃电怪兽,变成调度资源。

辅助市场非九阳神功 无法一招打遍无敌手

在能源转型的关键时刻,辅助服务市场是发展再生能源的重要配套。在能源脱碳化、交通载具电动化、气候极端化等世界趋势,未来电力调度充满变量。辅助市场若仅依靠单一手段,恐怕难以应付各式用电情境。反而应发展多元调度手段并行,如同百宝袋一般对症下药。因此除了增加备转容量,提升电网基础设施外,整合电动车充电、储能、智能家电、与家庭能源管理系统也须同步进行,才能打造具备能源韧性的电网调度机制。

注1:「调频备转」需修正系统频率偏差,其反应时间最短,介於1~10秒,但持续时间的要求也较短。「补充备转」则是因应负载突增时,在接获调度指令後於30分钟内内增加之备转容量。「实时备转」的特性则介於两者之间。

注2:馈线:从变电所降压至22kV、11kV以下的配电线路。

NextDrive 联齐科技创始人兼CEO,产品荣获日本 ET/IoT Technology 大赏特别奖与 Good Design 产品设计奖。曾任 Ninecom 创始人兼CEO、美商 Fresco Logic 台湾区总经理,亦为 DIGITIMES 专栏作者,专注於能源管理服务与分散式能源议题,期望透过物联网、云端和大数据,创造每度电都被善加利用的智能生活。