【氣候變遷Q&A】(53)再生能是否因發電間歇而不實用?

作者: j2005213 | 環境資訊中心 – 2014年2月5日 上午10:12

本報2014年2月5日綜合外電報導,賴慧玲編譯,林可麗審校

風力、海洋和太陽能等再生能源,可減低對化石能源的依賴,幫助減少碳排放,還可以增加能源供給的多樣性,提升電力系統失靈時的應變韌性,降低受燃料價格波動的衝擊。

然而,因為能源的產出會受限於陽光、風速和波浪強度的可用性,並非隨時都能發電,因此再生能源也受限於其間歇性(Intermittency)。

好處仍大於間歇調整的負面影響

在獨立型發電系統(Off-grid, 譯注:提供獨立系統用電,但無法與市電併聯)的情況下,例如在發展中國家的偏遠地區,解決之道通常是在可發電時以電池蓄電,待發電中斷間歇時以電池蓄電接替。然而,世界上大部分的再生能源都與電網相連,這時間歇性的問題可以用調整化石燃料發電廠的電力輸出緩解。

就算在不使用再生能源的電網中,化石燃料電廠的發電量也需要隨時間調整,以符合供需狀況並支應電廠故障的可能情況。當電力來源包含再生能源時,化石燃料發電量的調整可能會更加頻繁。這時部分電廠的發電量會低於最大輸出功率,同時搭配能快速應變的額外電廠來調節。雖然能源效率可能會因此降低,但整體而言,因使用再生能源減少的燃料用量和碳減排量帶來的好處,通常遠大於這些負面效果。

要管理發電間歇性問題並同時保持系統穩定性,可能會增加發電成本。當再生能源只佔電網能源供給量的一小部分時,這樣的影響微不足道。但隨著再生能源比例上升,管理發電間歇性問題增加的成本將更顯著。舉例來說,如果英國能源供給版圖有3成左右是風能,估計增加的成本約為零售電價的1成。

不過,在某些情況下,再生能源可幫助滿足尖峰電力需求,減少電網升級和建置新電廠的需要。例如在尖峰電力需求用在冷氣的城市,太陽能發電機有助於用電尖峰時段的電力供給。過去德國經驗證明,就算天氣陰鬱的國家,太陽能也可對日間的電力需求貢獻良多。不只如此,現代天氣預報能頗為準確地預測四小時區間的風速變化,讓我們可以事先計劃如何應變發電量的波動。

未來再生能源的間歇不再是問題

未來其他解決間歇性問題的選項可能會越來越便宜,因此在電網中加入再生能源的成本將降低,且再生能源的比例也可獲提升。舉例來說,大規模連接數個地理區域的電網,可結合不同氣候形態區域的再生能源電力,如此不僅降低整體發電受天氣影響的變動性,還能將「備用」化石燃料電廠的電力分送到更廣大的區域。儲存電力往往所費不貲,但是儲存技術的創新可以讓電力備用系統更便宜。

最後,消費者行為的改變也有助於平衡再生能源電力的供給和需求。例如智慧電表可讓電價隨當日供電狀況波動,鼓勵民眾在供電充足的時段用電。調查指出,英國家戶在裝設太陽能發電設備後,整體的用電量已經降低,並且用電時段轉向供電充足的日間時段。

本文由倫敦帝國理工學院葛拉瑟姆氣候變遷研究所、能源政策與科技中心 Jenny Nelson教授、Robert Gross博士與英國衛報共同撰寫。

【參考資料】


英國衛報(2012年5月29日),Are solar, wind and marine power too intermittent to be useful?

……..文章來源:按這裡


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