【專題探索】推動再生能源與智慧電網發展
蕭景元、何玉麗 (2011/07/06) 《台經月刊第34卷第7期》
自從日本3月11日發生地震海嘯，摧毀福島核能發電廠，導致大量輻射物質外洩，嚴重汙染水、土壤、動植物等事件以來，發展分散式再生能源，以取代核能發電的呼聲再度響起。而我國也並未自外於這股潮流，政府不但決定1~3號核能電廠正常除役運轉、不再延役，也不再規劃興建新核能發電廠。未來用電需求除以傳統化石燃料轉換供應外，考量能源多元化及自產的重要性，再生能源發電也將逐漸在電源結構中，占有一席之地。
再生能源，雖不具耗竭性且可以源源不斷地使用，而且不會或甚少產生二氧化碳、甲烷等溫室氣體，但其發電數量多寡與自然環境條件關係密切，也就是屬於間歇性發電，而使得其運用與發展受到限制。自古以來自然界如此豐富的天然資源，未受到充分利用，其原因就在此。
事實上，我國自2002年開始即陸續研擬再生能源發展方案、再生能源五年示範推廣計畫，更在行政院挑戰2008中成為國家發展的重點計畫，甚至全國能源會議、行政院產業科技策略會議、全球產業科技高峰論壇等重要會議，也長時間研議討論發展目標。2002年再生能源發展條例草案，規劃至2020年再生能源發電裝置容量為650萬瓩；2005年6月第二次全國能源會議，將其修正為700~800萬瓩、2025年為800~900萬瓩。2009年6月再生能源發展條例通過，擘劃未來20年內，我國再生能源發電裝置容量將新增650萬瓩至1,000萬瓩，以大幅提升我國再生能源使用。此裝置容量數量，其占發電系統的比率約達8%以上。再生能源發電比率占發電系統的比率若高於此一數據，將對我國電力系統供電穩定造成衝擊。
電力系統承受再生能源發電的比率，會因電網結構、電網中的一般電源數量及位置、再生能源的設置地點、再生能源間歇性發電的情況，以及電力公司對於電力系統的控制能力而異，無法一概而論。然而，可以確定的是，各國為擴大引進再生能源等分散型電源，並確保電力系統穩定，已積極發展相關技術。因此本文將收集各國做法，借鏡其經驗，以作為我國未來推動之參考。
再生能源發展對電力系統之影響及因應
再生能源，尤其是太陽光電與風力發電，亟需日照條件或風場的配合，因此出力不確定、產生的電能無法調度，且波動相當劇烈，屬於人力不可控制的電源。當其電能整合進入電力系統，則備轉容量必須大幅增加、調頻機組效率必須大幅提升、輔助服務必須相當充足等。
截至目前為止，各國電力公司為降低再生能源發電併網造成的影響，通常採取之因應措施，包括限制其併網的電能數量，以不超過10%為原則；或制定再生能源發電系統併聯技術要點，藉由相關設備間保護協調規劃、設計、安裝、運轉規範，確保電力系統供電品質；或要求併網者提供個案電力系統衝擊分析檢討等。
近年來倍受各國注目的智慧電網(Intelli Grid)，用來解決各類分散型電源加入電力系統的障礙，是其主要功能之一。因為網絡中整合了新的ICT技術、電力電子技術、儲能技術、升級的自動化電力系統技術、微電網和互操作性技術，以及電壓和回應性電力控制技術等，致使其具備多項功能。包括具有自我修復功能，進而提升系統可靠性；將各種電能和儲能技術整合在一起，確保供電穩定；用戶端能清楚掌握用電狀況並自我控管，而供電端能落實時間電價的供電經營模式，有助於電力公司進行需求面用電管理；並能降低輸配電成本，亦即產能和電網容量擴充的投資成本降到最低，促使電力系統資產運用最佳化、有效化；同時容許大量再生能源電能匯入系統，達到碳排放減量目標。由於智慧電網功能的多樣性、有效性，遂成為各國積極發展的對象。
再生能源、智慧電網、核能退場、分散型電源、電力系統、間歇性發電、電網穩定、能源轉型、微電網、儲能技術
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