台灣零碳願景落地成真 強大運算能量扮演關鍵助力

國家實驗研究院林法正院長。國網中心

氣候快速變遷，「2050淨零碳排」被多國政府和大型企業列入永續營運的重點目標，台灣作為全球科技產業重鎮，無論是出自國家內部環境保護或海外客戶的訂單考量，能源轉型都是必要作為。因此政府在2016年正式啟動多項綠能政策，國家實驗研究院院長林法正指出，要讓淨零碳排順利達標，必須有對應的技術支援，國研院國網中心的高效能運算服務，正是推動能源轉型的關鍵助力。

2016年政府宣布台灣將進入能源轉型期，並訂出2025年綠電佔國內發電比例20%的目標，林法正直指此一政策的方向與目標都是正確決定。他表示台灣的自產能源比例相當低，包括燃煤、天然氣在內，95%的能源都須倚賴進口，可在地取得的太陽能、風力等再生能源，則可讓我國能源自主，並對台灣環保和廠商近年面對海外市場的減碳壓力有所助益。

能源轉型方向確立後，國家的太陽能、離岸風電、智慧電網等政策就陸續啟動，國發會、環保署與各國營企業的配套措施也同步跟上，除了2025年20%綠電比例外，2026年～2035年每年還計劃增加1.5GW離岸風電，整體結算下來，2050年綠電將佔台灣總發電比例60%～70%，此目標看似遙遠，不過林法正認為在政府的全力推動與技術支援下，達標的機率非常高。

政策與技術強力支援 能源轉型勢在必行

目前政府與產業正聯手克服2025年20%綠電的多項挑戰。首先是在風電與太陽能發電廠加裝儲能系統，林法正提到，這兩種再生能源的發電效率都不穩定，因此需要透過儲能系統儲存發電高峰時刻的電能，讓發電功率平滑化，電力公司才能順利調配電力。設置儲能系統的另一個好處，是解決配電系統再生能源併網容量不足的問題，部分太陽光電可以將白天的發電存入儲能，晚上尖峰負載時才釋出，可大幅度增加併網容量。

第二個做法是提供儲能自動頻率控制(Automatic Frequency Control；AFC)調頻服務，此服務可以主動調整儲能系統電池的充放電動作，藉此調節電力系統之頻率，避免電力系統因為負載波動帶來的頻率漂移。AFC被視為再生能源的重要技術，國外已有多起應用案例，台灣目前已啟動相關計畫。

在克服眼前挑戰的同時，政府也著手規劃未來。林法正指出，隨著政策的推動，台灣日後的再生能源將供過於求，屬於海島地形的台灣，無法像其他內陸國家可以棄光棄風，此時剩餘的再生能源就可用於電解海水或淡水，藉此產生氫能。燃燒後只會產生水的氫能被視為最潔淨的能源，可加入電廠氣渦輪機或工廠鍋爐混燒，氫能結合再生能源，就能讓淨零碳排的願景成真。

要落實上述願景，需要國內產官學界各單位攜手，負責前瞻技術研發的國研院，未來會將淨零之前瞻技術轉移至產業界，再由經濟部接手協助企業讓技術落地，讓能源轉型可以產業化，如此才能永續發展。

超級電腦襄助 智慧電網效率全面提升

林法正接著表示，國研院肩負國家科技研究之責，院內部分中心的研究與淨零碳排相關，例如台灣海洋科技研究中心會利用海研船探勘海底、國家地震工程研究中心則分析海底土壤的液化狀態，這些龐大的資料量都交由國網中心的超級電腦台灣杉運算，再將結果提供給相關單位，作為離岸風電樁的設置參考。

林法正點出，電力系統的數據量都十分驚人，需要透過台灣杉超級電腦運算模擬與分析，才能讓系統的建置效益最佳化。他以智慧電網為例，再生能源的發電處有可能在海面、農地或建築頂端，電網屬於分散式架構。與傳統火力、水力發電的集中式電網相較，分散式電網的電力品質管控、調度難度相當高，來自各處的電力容易產生諧波、虛功、電壓降、三相不平衡等狀況，需要調節補償才能讓供電品質穩定。

與此同時，分散式電網的電力調度工作，也從原本的電廠往下移至配電處。另外目前台電正投入「故障定位、隔離、及非故障區復電(FDIR)系統」的建置，此系統可自動偵測電網的故障節點與原因並復電，整套流程需要在5秒內完成，要讓大規模的配電系統精準與快速偵測故障原因同時復電，事前的模擬與分析工作可藉由國網中心的台灣杉超級電腦進行高速運算，才能讓電網具備智慧化能力，打造供需平衡的供電系統。

林法正最後表示，電力系統的資料量原本就極為龐大，再加入再生能源體系，整體資料會更為複雜，如果沒有對應的運算能力，電網效率將無法滿足社會需求，因此國網中心的高速運算，無疑是推動能源轉型的必要力量。在政府的全力支援下，國網中心的台灣杉四、五號計畫也正進行中，未來將提供更高運算能量，為國家與產業發展做出貢獻。