微電網先行者加州,第一波微電網計畫 4 年下來成效如何?

作者 | 發布日期 2019 年 06 月 12 日 8:00 | 分類 能源科技 , 電力儲存 follow us in feedly


分散式能源概念在理論發展已完備,但實際應用卻還遠遠落後,尤其微電網概念,到底在實際商用有無經濟效益,又該如何應用?如今,不再只能紙上談兵,積極發展綠能,也因而成為分散式能源發展先行者的加州,第一波微電網計畫進行至今已 4 年,是可以驗收成果的時候了。

分散式能源理論認為建立分散式的微電網,必要時可以獨立於集中大電網運作,平時則可襄助集中大電網,提供許多當前電網營運者所面對問題的解決方案,包括有利於整合被視為有「間歇性」的可再生能源。綠能方面衝刺相當早的加州,對微電網的概念也相當早開始試驗,斥資 8,450 萬美元,打造 20 個微電網,分布在加州 3 個民營電力公司經營區域。

其中有 7 個最早開始的計畫自 2015 年運作,總共使用資金 2,650 萬美元,每個計畫使用的資金分別從 300 萬美元到 500 萬美元不等,如今已有 4 年,加州能源委員會也進行成果驗收。總體來說,這些第一代微電網計畫可說有顯著成效,透過避免在尖峰時段用電減少高價的尖峰用電費用,以及在電網大斷電時,成功獨立供電,避免用戶損失,發生經濟效益,節省了建立微電網單位的電費達 20%~60% 之多。

加州能源委員會表示這些微電網顯示明確的價值,有些案例則有顯著的益處,主要有兩個方面:微電網確保關鍵設施供電,也提升可再生能源的滲透率。位於洪堡郡的藍湖部落(Blue Lake Rancheria)微電網經歷幾次意料之外的集中大電網跳電,當附近發生火災,使電網斷電,藍湖部落微電網仍能維持獨立供電,顯示對抗電網意外事故的能源安全價值。雖然當初建立微電網所費不貲,但證明了微電網在商業的價值。

弗里蒙特 3 個消防局的微電網則顯示此計畫對商業市場的推動力,由微電網服務公司 Gridscape Solutions 建立與營運,Gridscape Solutions 根據 4 年下來的經驗最佳化營運模式,如今正把成功商業模式推廣到更多客戶。

7 個最初計畫中,有 6 個都將繼續營運,唯一停止計畫的是在本田倉庫進行的直流微電網計畫,微電網本身表現並不差,但計畫營運者博世(Bosch)改變了公司對微電網的營運方針,因此停止繼續營運。

挑戰仍多,只能邊做邊學

2015 年時,只有這 7 個計畫通過加州能源委員會的最初審核,7 個計劃都得到資助,到 2017 年,隨著第一波計畫的實際進行經驗,加上業界微電網相關技術的提升,以及對微電網市場認知的增加,第二波計畫申請案爆增,共有 60 案。加州以種子資金資助第一波微電網計畫,的確刺激了微電網產業市場的發展。

第一波微電網先行計畫,也顯示許多微電網發展的障礙,成為要促進日後進一步發展可改善之處。與既有集中式電網相連接的行政作業仍是最大障礙之一,取得連接許可,以及建立饋線連接,都曠日費時,這部分仍然是微電網最大的阻礙;成本方面,雖然微電網相關零組件都正在快速降價,不過若要讓參與的用戶能夠在沒有政府補貼下就能獲利,還必須待成本進一步降低;最後,微電網營運往往需要第三方營運商簽訂長期合約來進行營運與維護。

微電網商業營運的另一大挑戰是目前系統仍然很破碎化,由於市場才剛起步,各家從做中學,各自根據經驗發展解決方案,不像成熟市場已經發展出規格標準。微電網未能高度整合標準化,使得系統組建更麻煩,也產生許多整合問題。未來隨著市場進一步發展,市場應該會發展出幾個主流規格,適用於不同計畫大小與終端用戶需求。

加州能源委員會推動第一波與第二波微電網計畫時,仍處於摸著石頭過河的狀態,尚未有母法規範該如何進行,2018 年加州通過相關法案,規範微電網發展要標準化與既有電網連接的流程,也規劃促進微電網發展的電費費率與補貼,加州公用事業委員會正打算增加人手,以執行相關法律規定,加州能源委員會也正在規劃微電網發展的藍圖。加州微電網在政府推動下將繼續扮演全球先鋒的角色,其經驗也將是全球參考的對象。

(首圖為藍湖部落微電網,來源:西門子