微電網與分散式電源技術的重要

核能研究所機械與系統工程專案副組長 張永瑞博士

面對氣候變遷帶來的嚴峻考驗，全球已開發國家已計畫於2050至2060年間，逐步達成溫室氣體零排放的目標，至於開發中國家，也希望能於2020年達成溫室氣體排放零成長。核能研究所機械與系統工程專案副組長張永瑞博士指出，為了達成前述目標，碳稅勢必會成為先進國家下一波的經濟保護措施，勢必也會衝擊台灣的出口貿易，對高科技園區產值的影響更是明顯。

為了避免被課徵碳稅，發展再生能源，邁向低碳社會，已是無可避免的趨勢，因此未來的電力系統，勢必要降低石化能源比例，擴大再生能源利用。但張永瑞指出，由於再生能源屬間歇性能源，具規模小而分散的特性，與目前佔比極高的集中式電源有所差別，未來的電力系統勢必得加強分散式電源與微電網技術，才能因應未來的挑戰。

微電網的經濟價值

微電網是將一系列的負載與微電源，整合成為單一可控制的系統，提供電力與熱能，主要由靜態切換開關、微電源、電力設備及自動監控系統所組成。張永瑞表示，微電網可與大電網並連運轉，由大電網平衡微電網內的電力供需，在大電網故障時，亦可獨立運轉。

微電網的實際應用情境必須整合電力傳輸、資通訊控制及能源管理技術(如發電預估、負載預測及電能調度)，可以根據每天的用電所需及價格變化，整合分散式電源的供應狀況。

張永瑞表示，根據美國電力研究機構(EPRI)分析，微電網及分散式電源技術可節省4~10%用電及耗電，降低尖峰用電15%。依2009年台灣發電2,000億度估計，預計1年可節省80~200億度電，若以每度電2.5元來估算，等於1年可節省新台幣200~500億元。

此外，台灣發展微電網還可降低4GW的昂貴尖峰負載設備成本，若以每kW建置成本1萬元來估算，約等於節省新台幣400億元。至於排碳量方面，依照台電在2008年的估算，預計可在2020年節省409萬公噸的二氧化碳排放量。

台灣投入微電網的障礙

張永瑞指出，全球分散式發電裝置量在2003年為75GW，預估2011年將增加至300GW，2020年為1,500GW，為2008年的7.5倍，市場規模高達新台幣80,190億元，若台灣能源產業能佔有全球市場1%，相當於802億元。

目前包括大陸、日本、德國、美國，也都紛紛投入分散式能源微型電網技術，台灣雖然為擴大再生能源利用，近年來大力投入技術發展，但張永瑞表示，目前尚無專屬技術規範，導致相關設備缺乏可交換性(Interoperability)，建置成本居高不下。此外，台灣雖有不少業者投入分散式電源與電表等個別產品的開發工作，但張永瑞指出，在缺乏系統整合的情況下，這些產品要進入國際產業供應鏈，並不容易。

因此，開放且標準化的架構，已是微電網及智慧型電網是否具有成本效益、帶動相關產業發展的重要因素。為使目前複雜且混亂的各國法規統一且易於執行，電機電子工程師學會(IEEE)、美國安全檢測實驗室(UL)與國際電機技術委員會(IEC)已開始研擬微電網整合規範。張永瑞強調，能否充分掌握微電網技術規範，將是台灣電力產業能否跨入全球分散式電力設備市場與產業持續擴張的重要關鍵。

試驗場已完成　廠商應多利用

目前核研所也已積極投入微型電網的技術發展工作，主要研發目標為發展低壓側分散式發電(DG)電力控制技術，希望能解決高佔比再生能源區域電網的電力不穩定現象，讓電力能自產自用，讓再生能源滲透率能超過20%，並因此能開發新興國家市場與切入先進國家市場供應鏈。

張永瑞表示，核研所目前已完成台灣首座百瓩微型電網試驗場的建置工作，未來將提供學術單位、研究機構、台電、產業等研究測試環境，除了希望透過微型電網技術，解決分散式再生能源佔比提升所帶來的電力不穩定問題，更希望能藉此提升台灣技術，促成產業發展，讓台灣電力產業能在這波全球智慧電網浪潮中，站穩腳步。