淺談新能源市場現況(上)：電力需求型態轉變的難題

在過去的文章，我對新能源的幾個重要標的，包含虛擬電廠、能源管理系統及電力輔助服務等，分享我的一些想法。而為了讓新能源世界的面貌更具體的被呈現，接下來我將會透過幾篇文章，搭配發生在各國的實際案例，分別從能源需求型態的轉變、再生能源供給挑戰乃至電力調整機制與對策這三大層面，帶給大家我對未來新能源市場運作趨勢的看法。

能源需求型態轉變導致的尖離峰用電差距

要了解未來新能源市場的運作趨勢，首先必須從「能源需求型態轉變」著手。根據美國能源部最新的國際能源展望報告表示，2018~2050年全球基礎能源的消費可望成長將近50%。然而，在總體能源需求增加的背後，尖離峰用電差距所導致愈發極端的鴨子曲線，是更值得關注且迫切的議題。

編按：鴨子曲線(duck curve)是在有使用可再生能源的商業發電中，一天中尖峰負載及可再生能源發電量之間的落差。若當地架設了許多太陽能發電設備，在日落後，其他發電方式需要的供電量會快速上昇，約在傍晚中間到達最高峰，因此電量落差對時間的圖會出現如鴨子般的輪廓。(維基百科)

以每年成長率近3成的電動車市場為例，下班後的返家時段可以預期是充電行為最為頻繁的區間，但在激增的電力需求下，電網的尖峰負荷風險也相對提高，可能導致的便是跳電危機。然而不只電動車，為了降低碳排而大量普及的全電化家電，甚至大幅提升的再生能源佔比，皆是鴨子曲線日益極端的主因。 綠能發展也將導致尖峰負荷升高。

再生能源向來被視為能取代燃煤、弭平用電缺口、成為未來主力的能源供給來源，但這句話只對了一半。以太陽能為例，在日照充足的時段，確實能降低電網負載，然而當日落人們返家後，激增的用電需求缺口，因為沒有持續的太陽能供給，僅能倚靠大量的尖載型發電臨時調整運轉排程才得以應付。而面對如此龐大的尖離峰需求差距，將使鴨子曲線中的肚子與脖子更加明顯，所造成的電力調度問題也就愈大，這對期望提高再生能源佔比的國家，包含台灣，都將會是嚴峻的考驗。

在尋找到電力調度的最佳解答前，綠能的需求顯然仍會日漸增高。包含全球IT產業龍頭蘋果(Apple)、Google 在內的大型企業，紛紛加入由氣候組織(Climate Group)與碳揭露計畫(CDP)共同成立的國際倡議行動RE100。在社會責任和未來發展項目帶動下，要求供應鏈100%採用綠電，無形中也促使了再生能源產業的蓬勃發展。綠能的發展和用電型態轉變已然勢在必行，但面對伴隨而來的尖離峰差距所衍生的風險，難道我們只能束手無策嗎？日本一家新能源公司的案例或許值得我們參考。

透過智慧電網融合P2P交易，舒緩鴨子曲線日前，日本東京電力旗下的新能源事業公司Trende透過P2P交易，搭配具備雙向供輸能力的智慧電網，化解了大量再生能源所造成尖離峰差距擴大的問題，也為未來的電力交易型態帶來全新的思考模式。要降低尖離峰差距，首要解決的就是電力調度及儲存兩大難題，而Trende試圖透過以下方式來解決。

1. 建立電力即時交易平台，活化區域能源調度

為讓再生能源能更有效率的被利用，Trende透過區塊鏈技術建立了P2P電力交易機制，讓區域內再生能源調度更具彈性。以前面提到的電動車和儲能設施為例，當上午出門上班後，此時家中生產的太陽能若在自家使用後仍有剩餘，則超額生產的太陽能則可儲存在家用充電樁或蓄電池，亦或透過 Trende 的電力即時交易平台，將多餘的電力轉賣給區域內有用電需求的用戶，如：商辦大樓、公用充電樁等，讓超額生產的再生能源，能最大化的被利用。

2. 善用儲能設施，降低中央電網用電需求

為舒緩下班後激增的用電需求所造成的尖離峰，如何活用儲能裝置將成為關鍵。除了家用的蓄電池能在尖峰用電時段取代中央電網的用電需求外，充電樁事實上也能扮演類似的角色。而當面臨大停電等緊急狀況時，甚至連電動車本身也能提供急用的電力需求，以電動車平均60 kWh的電池存量為例，台灣一般家戶每月用電約300度，在不考慮V2H (Vehicle to Home)轉換率的情況下，至少可供應一般家戶至少5天以上的電力供給。

相似的儲能裝置應用，都有效的解決了再生能源發電時段與用電尖峰時段不一致的問題。 回顧台灣，在政府2025年再生能源佔比將達20%的目標下，勢必加強太陽能、風力發電等再生能源產業的發展力道，然而在智慧電網尚未普及，無法因應大量再生能源併網，亦無法提供電力雙向調度的情況下，如何解決尖離峰用電差距所帶來的電網負荷，將是未來供電是否能長期穩定的一大關鍵。

下篇文章，我會延續本篇主題，從能源供給的角度，與大家一同思考台灣在新能源市場將會面臨的下個挑戰與契機。