需求反應不只用在電力,紐約試驗天然氣需求反應計畫

作者 | 發布日期 2017 年 12 月 15 日 8:00 | 分類 能源科技 , 自然科學 follow us in feedly

隨著能源產業技術百花齊放,原本保守的電力公司逐漸改變觀念,如今主流思維是,電力系統的彈性應變能力,才是真正穩定供電的關鍵,而非一成不變、僵固、大而無當的假穩定。為此,全球大電力公司也越來越重視各種彈性應變技術,包括需求端管理的需求反應,如今,需求反應在能源領域更進一步,不僅只於提供電力系統的彈性應變能力,也進軍天然氣供應系統。



在歐美溫帶國家,每逢冬季有高度暖房需求,其中部分由電力供應,少部分燃油,還有一大部分來自天然氣暖爐,而電暖爐部分使用的電力,也有一大部分來自燃氣發電,因此形成天然氣需求的高峰。天然氣可以儲槽儲存,但是仍不免有意外,例如加州自 2015 年 10 月底發生的亞里索峽谷(Aliso Canyon)天然氣儲井洩漏事件,電力越來越仰賴燃氣發電,也讓天然氣的供應更重要,而天然氣也有供應瓶頸,那就是管線的輸送能力有上限,若是需求超過管線輸氣能力,就會供應不及,在紐約市中心以及長島地區,就有這樣的憂慮。

為了少數尖峰時段,要大挖馬路,布建輸送量更大的新管線?或是有其他解決方案呢?天然氣產業向電力事業取經,在美國,電業採用需求反應來解決尖峰供給與輸配的瓶頸,如今美國有超過 30 吉瓦(gigawatt)容量資源,需求反應成為規模數 10 億美元的產業,提供電業即時平衡供需的彈性工具,電業如今也將開始將這樣的概念應用到天然氣供需管理。

2017 年冬季,美國電力公司國家電網(National Grid)與軟體公司自動電網(AutoGrid)合作,將電業的需求反應技術,帶進天然氣產業,2017 年 11 月,這項先導測試計畫獲得美國公用事業管理委員協會(National Association of Regulatory Utility Commissioners,NARUC)頒予「天然氣創新獎」(Innovation in Gas Award)。計畫的內容是,長島以及紐約市內部分地區的工商業天然氣用戶,其燃氣設施,包括鍋爐、暖氣,都將安裝 IPKeys 提供的智慧開關,採用 OpenADR 通訊標準,由自動電網的彈性管理軟體控制,當早上 6 點到 9 點天然氣需求尖峰時,可自動關閉非必要的燃氣設施,使得需求不會超過輸氣瓶頸,而能安全度過尖峰時間。

透過管理化解需求高峰

自動電網的技術已經應用於許多電力公司的需求管理計畫,不過這是頭一次用於天然氣。目前已有 16 家國家電網的客戶簽約參與此次先導測試計畫,在 12 月到隔年 2 月的冬季暖房需求季節,早上 6 點到 9 點的天然氣使用高峰,提供需求反應服務,回報是可得到補貼折扣。16 家客戶的規模雖然相當小,但測試所得到的經驗,將可望能提供國家電網未來如何管理美國東北 700 萬用戶的新辦法,可最佳化基礎設施的運用效率,避免昂貴的新建管線工程。

過去天然氣的需求端管理,只有霸道的分區停止供應,與電力系統的分區限電一樣,但事實上有許多燃氣設施並不急著馬上開啟,可在尖峰時間之後才使用,全面停止供氣一竿子打翻一船人,急用與不急用一起遭殃。透過需求管理,可暫停不一定要此時使用的燃氣設施,不影響急用的燃氣設施,不知不覺間化解需求高峰。

天然氣的管理對紐約市來說至關緊要,因為紐約計劃於 2021 年停役印地安角核電廠,預期其產出電力將主要由燃氣發電彌補,將對供氣基礎設施造成更多挑戰。紐約正規劃設置能源儲存應對用電尖峰問題,但另一方面也要考量燃氣供應尖峰的問題。需求反應技術應用到天然氣方面,可以進一步穩定紐約的總體能源供需。

另一方面,亞里索峽谷事件後,因應亞里索峽谷天然氣儲槽全面停用、產生尖峰用電時間燃氣供氣缺口連帶導致尖峰,電力公司大量應用電力方面的需求反應技術為調節措施,因而舉重若輕的度過難關。如今紐約的先導測試,開啟天然氣需求反應的可行性評估,未來能源產業的彈性調度空間將更寬廣。

(首圖來源:Flickr/Adam CC BY 2.0)

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