智慧電網啟動綠色生活

撰文/趙心寧

工研院循環經濟辦公室技術長李宏台。

氣候變遷危機來得又快又急,減碳成為世界各國的共同考驗。根據行政院公布的「國家自主減排貢獻」(INDC),臺灣規畫在2030年,將溫室氣體排放量減低至2005年的一半,屆時,更高效能的再生能源搭配全面啟動的智慧電網,將徹底顛覆傳統的「用電」概念,民眾可以同時發電、用電,享受優質生活環境。

工研院循環經濟辦公室技術長李宏台想像2030年的綠能生活情景:未來民眾可以隨時透過智慧裝置,接收氣溫、降雨,及空氣品質預報資訊,藉以規劃一日行程;民眾可以直接購買綠電,也可以在住家、商辦廠房安裝再生能源設備,自己發電,如果發電大於用電,還有機會回送電力公司,提升能源使用效率!

在「2030技術策略與藍圖」下「永續環境」次領域「綠能系統與環境科技」,目標是推動多元創能、節能、儲能及智慧系統整合的全方位發展,同時開發符合生態共生的環境科技,降低汙染,並改善生活環境品質。

太陽、風、地熱與海洋 都成電力來源

近年政府力推動再生能源,政策目標在2025年,再生能源占總發電量達20%。李宏台表示,屆時再生能源將以太陽光電與風力發電為大宗,地熱及海洋能發電則是新興潛力技術。

臺灣發展太陽光電多年,無論地面型或屋頂型的安裝量都有一定規模。未來10年,太陽光電將透過新材料、結構、製程的優化,提高轉換效率,開發出差異化、高值化與智慧化的太陽電池及模組產品。

李宏台表示,新一代太陽光電技術的最大特色就是低成本、高效率,像是高轉換效率的鈣鈦礦(Perovskite/c-Si)堆疊型太陽電池,在相同安裝面積下,有機會增加30%的發電量,被視為是下世代的重點技術。目前工研院已與業者合作,投入新型異質接面太陽電池開發技術(TOPCon),試量產轉換效率平均可達23%以上,領先全球,大幅提升國內太陽光電產品的國際競爭力。

我國風力發電在2019年商轉,到了2030年離岸風場均已併聯發電,工研院除了持續投入離岸風場海洋生態調查、海域地質工程探測技術外,也將運用既有研發能量,開發海纜安全監測與海上風機運維技術。至於地熱與海洋能發電,工研院將聚焦在地熱探勘技術,建立示範電場、推展智慧化地熱電廠運維技術;海洋能發電部分,工研院已鎖定高可靠度波浪發電機組開發,評估在合適潛力場址建立電廠,打造海洋發電示範中心。

智慧電網啟動綠色生活。

智慧電網儲能系統 優化電力供需

臺灣在智慧電網政策由一開始的智慧電表推動,延續到智慧調度的軟硬體建設。逐步讓民眾「有感」。李宏台表示,隨著再生能源即將併網,有鑑於綠電的間歇性,未來臺灣電網的系統調度與控制方法將有大幅調整,像是強化預測技術、整合儲能系統、修訂併網規範,以及多樣化的輔助服務資源,都會在下一個10年內逐步啟動。

在儲能領域,儘管屆時鋰電池仍是電化學技術的主流,但燃料電池、鋁電池在2030年,也會扮演互補與備援的角色。鋁電池將取代鉛酸電池用於汽機車電瓶,或用於短時間、高功率輸出的固定式電網儲能設備;燃料電池則可用於中小型熱電共生、分散式發電,以及大型電動巴士等長行駛距離的商用電動車。工研院已領先布局,推動區域儲能系統的示範案場建置,協助業者累積系統建置與運轉經驗。

近年政府力推動再生能源,目標在2025年,再生能源占總發電量達20%,屆時再生能源將以太陽光電與風力發電為大宗,地熱及海洋能發電則是新興潛力技術。

沙崙綠能示範場域 亞太綠能研發基地

工研院也在臺南高鐵站旁的沙崙智慧綠能科學城打造「綠能科技示範場域」,持續投入創能、節能、儲能與電網整合技術的開發。目前已有國內外多家業者表達進駐意願,未來可望完整提供綠能研發技術的系統測試、驗證及媒合。「到了2030年,這裡將成為全臺灣,乃至亞太地區最重要的再生能源整合與配電系統技術開發基地,」李宏台充滿希望的說。

能源轉型可以改善空氣品質,但空氣懸浮微粒的監測仍有必要。李宏台透露,工研院在環境科技的重點監測項目已放在比PM2.5更容易穿透呼吸系統、對人體造成危害的「PM1」上。未來的挑戰在於克服煙囪口高溫、高濕、高腐蝕的惡劣環境,開發可連續監測工廠煙囪PM1的技術;同時運用AI技術,預測未來幾個小時的空氣品質異常熱區,為國人享有健康舒適的居住環境把關。

 

文章轉載自工業技術研究院工業技術與資訊月刊