【筆記|電力】(05)即將替代集中式能源成為主流?分散式能源是什麼?

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在臺灣,分散式能源(Distributed Energy Resources, DERs)這個議題從十多年前就開始被關注及討論了,尤其遇到全國性的停電事件時,更容易被提出來討論,但至今似乎還沒有看到比較顯著的發展,難道這又是一個叫好不叫座的產業嗎?

來者何人?

分散式能源主要的競爭對手是傳統的集中式能源。集中式能源的電網架構我們都很熟悉,由大規模的發電設備集中生產電力,再透過又廣又密的電網,層層輸送至各個用戶,是個十分中心化、有效率的系統。但是這樣中心化的系統容易發生一種問題:只要系統核心周圍的節點發生問題,容易透過核心將衝擊傳遞出去,造成大規模的影響;然而,周圍節點對於其轄下節點而言也是核心,因此整個系統有可能因為最邊緣的節點發生問題,在連鎖反應下造成整個系統的危機。

相對而言,分散式的能源與電網在這部分就安全得多。原因在於分散的小電網自己內部就有發電設備或儲能裝置,如果大電網發生問題無法供應電力,小電網內部就能以自給自足的方式運作一陣子,甚至到市電恢復供應。當然,我們也可以想見:隨著技術的發展,發電設備與儲能裝置的建置與維護成本會慢慢下降,當一個區域型的電網內部擁有越多的發電設備與儲能裝置,就有可能以內部供電為主、偶而才向台電購電,電力充足時甚至能將多餘的電力賣回給台電。不過,這是預設各式設備的建置與維護成本能夠降得非常非常低,由於不具有規模經濟,通常還是不太會發生內部電力比台電供給的電力還便宜的狀況。

但這不代表分散式電網只有安全上的價值而不具經濟上的利益。透過電能管理系統(Energy Management System, EMS)的自動排程,可以讓用戶的用電行為從高電價時段移至低電價時段,也就是電能版本的撿便宜;另外,還可以用相似的操作套用在儲能裝置上,在低電價時充電、在高電價時放電來出售或自用,以此套利或撿便宜,開源節流兩相宜。

積沙成塔,積少話談

但是,哪來這麼多儲能裝置可以用來充放電套利呢?有啊,電動車就是。透過原本G2V(Grid to Vehicle)模式加上V2G(Vehicle to Grid)的技術,電網與電動車就可以雙向輸電,售價100多萬的電動車此時對於電網來說,還真的就是行動電源。

不過如果只有一輛電動車,對於電網的影響可能微乎其微,但是很多輛電動車就能提供顯著影響了,因此有人把點子放在充電站上面,不但商業模式能更完善,甚至還可以對電網安全盡一份心力。

充電站融合了加油站與停車場的特性,具有供給能量與提供車輛停放空間的功能。但是其獲利方式主要來自前者,依照原先充電站只能對電動車充電的狀況而言,充電站業者(Charge Point Operators, CPO)的收益會受「翻桌率」影響,因此必須鼓勵想充電的車主過來,又必須想辦法趕不需要充電的車主走,十分矛盾尷尬;但是如果有了V2G技術,不但處於「加電站」模式的車輛可以為CPO帶來獲利,處於「停車場」模式的車輛也可以供電讓CPO進行電力的安排與買賣,還可以將獲利與車主分潤,對於大家都有好處,是個值得期待的商業模式。

至於電網安全方面,如果配電業者(Distribution System Operators, DSO)有負載上的需求需要CPO配合,CPO就可以透過控制充電樁,甚至在車主的同意下將電動車的電力提供給其他使用者,以此降低充電站的總負載,進一步舒緩外部大輸電線(饋線)的負擔。

自己的看法

電動車在近幾年發展得十分迅速,也連帶推進產業鏈的形成,如果能以此結合多個小型的能源網絡,讓電力在地化,也許是我們走向電力智慧化的一個重要過程。

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