德州與科羅拉多州整合風能與太陽能,成本遠比預期少

作者 | 發布日期 2015 年 06 月 18 日 15:45 | 分類 太陽能 , 環境科學 , 風力 follow us in feedly

過去許多人認為電網整合合風能與太陽能的成本不斐,不過,隨著風能與太陽能普及,實際整合成本逐漸浮現,先進能源經濟協會(Advanced Energy Economy)於 2015 年 6 月 10 日發表報告,顯示在德州與科羅拉多州,整合風能與太陽能的成本遠比預期的少。



德州與大部分的美國地區不同,州內 85% 電力網路由德州獨立電網「德州電力可靠性會議」(Electric Reliability Council of Texas,ERCOT),而科羅拉多州則主要由中西部大電力公司 Xcel Energy 供電,研究報告以 ERCOT 與科羅拉多州的 Xcel Energy 電網為研究對象。

過去許多分析認為電網風能佔比 2 成以下時,風能的整合成本,低的話可能為每度電 0.2 ~ 0.5 美分,也就是約 0.062 到 0.155 元新台幣,高可能到每度電 0.6 ~ 1.1 美分,約 0.186 到 0.34 元新台幣,然而,ERCOT 實際整合的結果,整合成本估計大約每度電 0.05 美分,只有過去預估值的十分之一。

報告顯示整合並不困難,因此於結論中表示,整合平均 1 到 2 成,最高峰 5 成的可再生能源,是可以辦到的。這與美國國家可再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory)所發表的研究相呼應,該研究指出整合大量風能,甚至高到 3 成,在技術上與經濟上都是相當可行的,而若只到 1 成,整合成本還會顯著的更低。

 

智慧能源科技協助節能

歐洲國家如丹麥與德國早有整合大量可再生能源的經驗,不過它們有歐洲電網的支持,此次研究選擇德州與科羅拉多州,正因為 ERCOT 為獨立電網,而科羅拉多州的電網也相對獨立,這兩州的電網不易在電力供需失調時向別州調度,因此其整合成本參考性更高。

整合成本比過去預期低的主因,來自於能源產業的多方面全面進步,燃氣發電廠的燃氣渦輪反應速度日漸提升,可因應突發需求,在短時間內提高與降低轉速,電力公司開發需求反應資源、能源儲存,以及風力發電場本身也可調整轉速充當平衡電網的方式,ERCOT 於 2003 年創造了電力節點批發電力市場,讓自由市場力量可從中推動技術的進步,而過去 ERCOT 以 15 分鐘為調控單位,後來縮短至 5 分鐘,也對整合可再生能源有莫大幫助。

在科羅拉多州,Xcel Energy 電力大部分來自於風能,因此將州內三分之二的風力發電場接上自動發電控制系統,隨時與電網控制中心連線,讓風力發電機本身調節發電量,充當平衡電網的籌碼。

此報告的整合成本中未包括從風場建立輸配線路連接電網的基礎建設成本,不過受到大型風場與大型太陽能發電場興起,美國高效能長距離輸電技術也正在突飛猛進,如 ERCOT 本身就在發展相關技術,可動態了解輸配網路的容量狀況,而非過去只能靜態推估,進而更有效率的傳送電力。

而在未來,各種智慧能源科技應用日漸推廣,如雙向智慧電錶不僅可協助住戶節能,還能讓住戶成為需求反應資源,能源儲存科技也快速進展、成本下降,分散式能源在智慧電網的整合下也可成為穩定電網的助力,整合可再生能源的成本,只會比現在更為低廉。

(首圖來源:Flickr/Matthew Rutledge CC BY 2.0) 

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