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提升我國能源自主, 落實2025年非核家園政策目標

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焦點專欄

2025年英國電網 有望實現100%再生能源供電

  • 發佈日期:2019/5/31
  • 資料來源:本站
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      英國政府之官方政策明訂至2025年停止使用煤炭發電,英國國家電網電力系統運營商(ESO)表示要達成此目標,需建立一套不需煤炭或天然氣備用之電網系統,並表示ESO正在準備改變其電網係統之運作模式,並有望於2025年能營運100%再生能源之電網。
      英國國家電網表示,面對日益嚴重的氣候變遷威脅,英國需要對其能源系統進行脫碳;電力系統可提供更低甚至零的碳排放為關鍵要素。在過去十年中,英國電力系統持續降低其碳排放,且在世界主要經濟體中處於領先地位。然而,為促進國家能源結構中的再生能源運用,電力系統運營模式之改變是必須的。
      100%再生能源發電之電力系統與傳統的電力系統運行模式截然不同,為了使所有低碳發電無限制地運行,ESO設定目標在2025年改變電力系統的運行,以達成只要有足夠的再生能源發電,便能夠安全可靠的實現零碳排放之目標。
      ESO主任Fintan Slye表示,到2025年,電力系統的零碳運行意味著我們系統的設計與運行方式將產生重大改變;包含大型海上風電到國內規模的太陽能電池板等新技術之整合,以及增加需求方之參與,並使用新的智慧數位即時管理控制電力系統。只要有足夠的再生能源發電,2025年零碳電力系統將能夠運行,這是整個電力系統完全脫碳的重要基石。

英國低碳電力之背景
      英國2008年首次推出全球第一個氣候變遷法(Climate Change Act),設定了英國邁向低碳經濟的主要框架,也確立了日後低碳電力成為英國未來的能源供應之主軸。該法規承諾在2020年前達成15%能源來自再生能源;並於2050年前溫室氣體減量到1990年排放量的20%。
      2009年英國政府公佈「英國低碳轉型計畫:氣候與能源國家戰略(The UK Low Carbon Transition Plan:National Strategy for Climate & Energy)」,此計畫主要以2020年為目標,規劃2020年40%的電力將來自低碳領域,包括核電、風電等清潔能源。

英國電力供應結構
      英國電力供應結構長期以來以煤炭及燃氣為主要供應來源,2010年兩者之供電占比超過70%。隨著低碳經濟目標之確立,以及相關措施之推動,至2017年化石燃料之供電占比相較於2010年減少44%,而再生能源之供電占比則相較2010年成長達3倍(圖1)。


      減少煤炭之消費量以及提升再生能源供電占比已成為英國能源發展之主軸。近年英國各燃料別之發電占比可看出煤炭發電占比已由2013年之36%減少至2017年之6.7%,並由再生能源以及燃氣發電取代,再生能源之占比由2013年之14.8%至2017年成長約2倍,達29.3%;燃氣則於5年期間內成長約13%(表1)。 

英國電力市場改革
      2011年日本發生福島核災,促使英國於7月進行電力市場改革成效評鑑並頒布電力市場改革白皮書(Electricity Market Reform, EMR),之後便進行一連串公眾諮詢與評估程序,收集意見後將所有改革措施形成新的能源法案草案,2013年通過立法並於2014年實施。由於英國政府評估再生能源義務無法達成預期的減碳目標,必須促進更多再生能源、核能、碳捕獲與封存技術等低碳電力投資,因此於2013年12月提出差價合約(Contract for Difference, CfD)制度,2014年底開始實施以逐步取代再生能源義務制度,而自2017年4月起全面實施。
      該制度光由商業、能源及工業策略部設定每項再生能源技術之年度預算上限和行政履約價(Administration strike price)以控制招標容量,再由能源與氣候變遷部設計競標流程、指導競標過程與控制預算;接著國家電網公司(National Grid)執行招標專案,最後由政府成立的低碳合約公司(Low-Carbon Contracts Company, LCCC)負責簽署合約及管理差價合約支出。補助的再生能源技術區分成「市場成熟」與「市場尚未成熟」等兩類分別編列預算,前者包括太陽光電、陸域風力、大型水力、廢棄物汽電共生,後者包含離岸風力、生質能、潮汐能、先進能源轉換。就目前已公告2015年至2022年度預算來看,市場尚未成熟技術的費用遠高於市場成熟技術,顯示後者為英國政府支持發展重點。
      開發商須經由招標取得差價合約,若所有申請者以行政履約價計算之補貼經費總和不超過當年度預算,則都可獲得15年購電合約;若超過預算則需採行競標機制。依照廠商投標價格由低至高排定優先順序,再依據預算額度決定錄取家數,獲得15年購電合約的履約價格為全部錄取廠商最高競標價格,若該價格高於行政履約價則以行政履約價格簽約。得標者須於電力市場販售電力,政府根據一段期間市價加權平均後的價格計算出參考價,當參考價小於履約價格時,廠商可獲得政府差價補貼;當參考價大於履約價格時,得標廠商得繳回溢價給政府。
英國之碳稅制度
      自2013年起英國開始實施碳稅,發電企業每噸碳排放需繳納18英鎊。此外,作為歐洲碳交易機制的參與者,英國發電企業還要付出大約5英鎊/噸的碳交易成本。碳稅使得煤電廠在英國失去了市場競爭力,相對低碳的天然氣發電借勢而起。預計英國碳稅將在2020年以後上調,屆時作為化石能源的天然氣發電也將受到衝擊。

ESO零碳電網運行之排程
      英國一直以來致力於提升再生能源發電占比,並取得有目共睹之成績,根據倫敦帝國理工學院的調查研究指出,英國再生能源裝置量已在2018年7月至9月超越化石燃料,為英國綠能產業寫下新的一頁。隨著再生能源占比日漸提升,英國國家電網公司開始針對零碳電網營運進行研析,ESO表示零碳電網之運作將造成顛覆性改變,主要面臨挑戰包含頻率管理、慣性和短路饋電、電壓管理及等系統資訊管理等層面,ESO在發布報告「2025零碳運行」中,列出2025年電網進入零碳運行之排程:

  1. 2019 Summer: Pathfinder stability project request for information
  2. 2019 Winter: Stability pathfinder RFI and tender process completed
  3. 2019 Winter: Funding routes and contract terms agreed
  4. 2020 Summer: Inertia/Grid Stability market launched
  5. 2020 Summer: Analysis complete to define requirements for low carbon operation
  6. 2020 Winter: Priority areas identified and market solutions procured
  7. 2021 Summer: Project Pheonix results known, stability pathfinder technology operational
  8. 2022 Summer: First round of intertia/grid stability solutions operational
  9. 2023 Summer: Tender process complete and contracts issued for technology providers
  10. 2024 Summer: BM Systems and situational awareness updates implemented
  11. 2025 Summer: Low Carbon Operation 
對於我國之啟示
      為擴大再生能源推廣,經濟部已規劃2025年再生能源發電量占比達20%。雖然我國目前再生能源發電占比僅達約5%,且短期內並不會面臨零碳電網之挑戰,然而再生能源高占比之電力供給已成為未來發展趨勢,也成為我國未來勢必面臨之挑戰。我國與英國再生能源之交流合作緣起於2006年,迄今已舉辦13屆再生能源圓桌會議及論壇,針對以離岸風力為主之再生能源議題進行交流。英國於零碳電網之推動策略,可做為未來雙方於再生能源交流合作之重點議題,透過英方分享其推動零碳電網之過程,學習並克服未來高占比再生能源電網營運之衝擊,為未來高占比再生能源之發展預做準備。


資料來源:
[連結1] 
https://reneweconomy.com.au/uks-national-grid-operator-gets-ready-for-100-renewables-by-2025/


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