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分散式能源的想法並不是一個新想法,就以台灣來說,從20年前開始,就有過小型分散式電網的主張,但以往從來未成氣候,為何近年來突然成為一股沛然不可擋的潮流?

原因之一是技術方面的進步,以往以燃煤、燃油為基底,電網調控以小時為單位,唯一能維持運作的辦法就是電網越大越好,自然會發展成「恐龍時代」,在20年前,要發展小型分散式電網有實際上的困難,或可說根本不可能。就像大型恐龍依賴體積極為龐大,所產生的「巨溫性」,也就是說因為體積大,外界溫度變化對體溫的影響小,來維持體溫的恆定。

但近年來隨著可再生能源的發展,以及燃氣發電技術的進步,發電方式多元化,其中,如太陽能就是相當適合分散式能源的發電方式。

許多人想到太陽能,就會以為非得要闢出一大塊地來,一一連接電板,再拉高壓輸配線接到電網上的傳統集中式想法,然後才說台灣不可能找到那麼大塊空地。其實,太陽能最好的使用方式,是直接裝在家家戶戶屋頂上,直接提供電力給家戶,減少家戶對電網的電力需求,以德州來說,裝了太陽能電板的用戶,尖峰時間用電減少可達65%

而燃氣發電方式的突飛猛晉,搭配生質天然氣技術,也一樣推進了分散式電網的可行性,如前一篇提到的印度與美國的例子,燃氣發電系統也往多樣化演化,如小型化可以符合社區或建築,甚至家庭為單位的微小電網需求,或反應極速化,可以作為迅速調節供需的工具使用,搭配智慧電網,調控的時間單位從過去的「恐龍」一小時,進化為15分鐘為單位,並可依靠各種回應數據,和天氣預測,事先判斷需求,調整供給,使得供需能時時平衡。

這就像哺乳動物能透多許多不同的體溫調控機制,就能維持體溫的恆定,因此就不需要長成跟大型恐龍一樣龐大。

價格問題自然也是相當重要的原因,就好比當初LED背光面板以及LED背光電視剛出爐時,許多業界人士嘲笑那麼貴怎麼可能普及,但是卻沒料到LED大降價,沒幾年LED背光面板以及LED背光電視成為主流,當初嘲笑的人都閉嘴了。LED還是LED,只是因為價格改變,所以狀況完全不同。

近年來,如太陽能經歷了急劇的成本降低,過去太陽能發電一度電往往要折合新台幣20到30塊錢,所以很多人心中有了太陽能貴的印象,就像當初那些嘲笑LED的業界人士一樣死也不相信太陽能,但是他們卻沒有追蹤市場,至今年,不論歐美或台灣廠商產品,每度電已經降到折合新台幣3塊錢,而且趨勢很明顯,未來還會再一直降低,這導致整個狀況都完全相反過來,如Apple亞利桑納廠為何以太陽能建構分散式能源自有電網,不是只因為企業形象,也因為太陽能已經具有成本競爭力,再加上自有能源可排除電網安全風險與經濟風險的龐大好處,讓Apple做出此一決定。

而微軟計畫使用的燃料電池,也是推手之一,儲能科技的進步,包括搭配電動車,甚至利用家戶的電熱水器就可作為調控使用,種種新辦法,讓小電網越來越可行。

但是,除了各種發電、儲能技術的進步以外,其實更重要的一點,是節能科技的進步。

舉個簡單的例子來說明,若有個德州農夫,尖峰時用電有65%由屋頂的自有能源提供,家裡還有個小型燃氣發電渦輪,以備晚上用電使用,他插上電動車,用來作為能源儲存裝置,進一步平衡供需,這時,他還是得付出相當多燃料成本,他可能選擇繼續連接電網,享受便宜的離峰用電。

但是,若他積極節能5成,白天的額外電力還可存到晚上,那麼他可能就乾脆完全不用電網的電了,或是,雖然還接著電網,但90%時間都使用自有能源,只把電網當成備援電力使用。

這就是電力公司的大惡夢,損失90%營收固然很可怕,但更可怕的是被當成備援電力使用,結果用電完全不可預測,忽高忽低的,導致恐龍型的發電方式,如暖機要兩小時的燃煤發電,或是一開了最好就不要停機的核電廠,將完全沒有經濟效益,因為它們無法時開時關,結果要不就是需要大量的能源儲存而增加成本,要不就是只能根本放棄永遠停機,停機則沒辦法攤提建廠成本,而核電廠一旦運轉過,停機還是要持續供電給冷卻系統,各種安全維護的營運需求也得照樣支出,成為錢坑。

美國許多專家認為燃煤與核能進入分散式時代時將發生巨大經濟風險,對電力公司將產生財務上重大打擊。

你說,節能一半,哪有可能?

歐巴馬可不這麼認為,美國總統歐巴馬於6月25日在喬治鎮大學發表有關氣候變遷的演講時指出,美國經濟規模比20年前增加60%,但是碳排放量只大約相當於20年前。而歐巴馬還計畫美國到2030年要再更節能一半。

數據支持歐巴馬的說法,我們一向以為許多美國節能技術是最新的外星科技,但是觀察歷史數據,可發現美國自1970年以來的經濟成長超過3倍,但是能源使用量卻成長只有約4成,倒是能源密度,也就是說每創造1塊美元GDP所使用的能源量,降低了一半。

也就是說,自1970年以來,美國經濟成長只有不到三分之一來自於能源供給增加,而超過三分之二都來自於能源效率的提升,也就是說,節能。

換算人均數值也能很清楚看到,美國自1950年以來,人均收入增加了84%,但是人均能源使用量,自1970年代就持平,到近年更呈現下降,於是自1950年至今,人均能源使用量只成長了34%。

以往許多人迷信只有大量增加能源供給,並由政府以各種方式補貼維持低價,才能維持經濟成長,但美國歷史經驗告訴我們:效率比供給更重要。

當然,分散式能源一方面受惠於能源效率的提升,如前篇提過漢威在紐約的能源自主建築群,有部分就是靠先進的能源管理等節能技術達成,另一方面,分散式能源本身也是提升能源效率的辦法,如前篇所提到,微軟研究資料中心供電,發現分散式作法可節能6成之多。

今天的能源思考題,要請大家思考的就是,如果歷史告訴我們「效率比供給更重要」,那我們還要一味的迷信無限的增加供給,還是拋棄舊思維,積極往效率方向思考?

節能的實例,先前已有專文提到,不只是在歐美,台灣的指標企業台積電也已經做出示範,台積電近年來以積極節能聞名,而即使以台灣的偏低工業電價,台積電於2011年投入的節能成本約5億元,節電達7.3億度、約16多億元電費,節省超過成本。

而也不只給人高科技印象的台積電、台達電能節能,就是通路商場的燦坤,也能積極節能:更換LED照明節省照明用電55%,加裝玻璃門阻隔冷氣外洩節電35%,空調換裝提高冷氣效率的節能環保冷媒,提高效能約14%,門市開門前及打烊前半小時只開送風不開冷氣,約節電10%,門市換裝水塔抽水馬達為變頻式馬達後,水塔用電量大減約46%。

燦坤節能的效果,其營運費用率壓低到約為12%上下,不僅贏過對手全國電子17.84%,還優於網購業者PChome12.8%、中國蘇寧14.2%。

如果不往效率思考,就算能把台灣已經很低的電價再壓低個1%,能比得上節能對手動輒3成、5成的節能,把費用率壓到比你低5%以上嗎?

美國正計畫再節能5成,台灣現在能源密度就已經高出美國約3成,再不往效率方向思考,只想拼供給,有可能存活嗎?

今天的習題,相信答案很明顯。

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留言列表 (6)

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  • 訪客
  • 如果生產太陽能板所產生的汙染是別國買單
    那當然最好

    如果大電力公司的電力被當成了備援電力
    而且又要求能立即性的反應時間
    那電價一定要上升好幾倍(財務上的風險貼水)
    以尖峰負載的收費弭補離峰負載的損失(發電設備閒置)
    不過依台灣民情
    商品賣價高於成本就會被轟
    電價問題有得吵了
  • 屆時就會發生加速分散式能源發展的情況:電網貴,自有能源誘因更高,裝了以後再也不用鳥台電的電價了

    這也就是各國電力公司最害怕的一點

    普蘭可 於 2013/11/28 19:52 回覆

  • ppkliu
  • 高電費是節能產業的最佳推手!
  • yenhsi li

  • 我倒覺得大型電網雖然市場縮小,但出路仍然不小。
    餅會變小的恐怕是石化業者。
    鐵路高鐵捷運都是依賴大型電網,很難改變。
    冷氣機的耗電狀況仍需要時間改善,對大型電網的依賴依舊。
    大型電網生存需要因應新技術轉型,離峰時段也許轉到氫氣/電池/電動車加電站生產、又或者夜間農場。
  • 訪客
  • 直接用天燃氣當捷運高鐵的動力
    因為直接運作不用輸電線
    因此效率更高?
    而且台灣大多是短程
    因此續航問題不大?
  • common sense
  • 鐵路及高鐵之天然氣燃氣動力機車組的供應商在哪?