追求能源自主,臺灣應建立電力承載順序!(05/15/2020 工商時報)
文╱劉志文 工研院電網管理與現代化策略辦公室主任
2020年初來,全球面對COVID-19帶來生命健康的嚴重衝擊,多國採取封閉隔離措施,甚至鎖國政策。可預見將來人類面對越來越頻繁的新病毒威脅,經濟型態、生活模式,勢必會有巨大改變。
臺灣能源高度依賴進口,面對疫情可能影響能源燃料進口之衝擊,必須減少對國外能源供給的依賴性,增加能源自主權;而提高能源自主性,可藉由再生能源綠電占比,提升與電力需求面有效管理,來達成創造經濟與環保之雙贏局面。
撇開病毒疫情,面對全球暖化議題,臺灣也無法置身事外,履行減碳的責任早已緊密嵌合在經濟、社會,以及能源供需的運作系統之中。
在經濟面,從國際間對綠色產品供應鏈的要求,臺灣企業為維持產業競爭力已產生對綠電的大量需求;在社會面,公民的環保意識抬頭,強力呼籲政府面對電源開發找出對環境相對友善的解方;在能源供需面,臺灣面臨因地狹人稠,使得電廠、變電所土地取得困難的先天限制下,仍須滿足未來臺商回流與製造業擴廠帶動的用電成長。
根據經濟部評估,臺灣未來7年以每年用電量1.86%的幅度增加,若要兼顧環境永續與滿足不斷成長的用電需求,我們有沒有除了新建更多發電機組以外更好的選擇?
現在國際間對於能源運用規劃,已經由早期供給面的「投資發輸配電設備考量」,轉而往消費面的「需求面管理(能源效率、需量反應)著手,期由降低或延緩設備投資,建立可靠、可負擔得起的電能服務。
借鏡國外的作法,臺灣仍有許多可以學習之處,像是美國加州在「電力承載順序(Loading Order)」的政策下,優先配置能源效率與需量反應。2013年,南加州愛迪生公司(SCE)公司在橘郡(Orange County)推動「優先資源試驗計畫(Preferred Resources Pilot, PRP)」,優先採購當地具備高能源效率、需量反應、儲能與分散式再生能源,預計2021年可以獲得200MW容量,提供尖峰負載14%的需求。
此試驗計畫讓SCE公司學到妥善運用分散式綠能,可以有效因應當地尖峰負載成長,避免新建發電機組、延遲或降低輸配線設施投資等成本,並落實減碳政策。
在美國麻州,為減碳訂定2030年再生能源占比達35%的積極目標,然而,若無法有效使再生能源供電與用電負載吻合,麻州仍需依賴化石燃料發電來滿足尖峰用電需求。
因此,麻州規劃一創新政策「潔淨尖峰標準計畫(Clean Peak Standard, CPS)」,運用市場機制促進儲能與需量反應產業發展,進而達到減碳與靈活調度再生能源電力、解決尖峰用電課題之綜效。
臺灣在再生能源、需量管理與能源效率均有對應的政策措施。政府在規劃長期電力供需時,已考量能源效率的提升,並且在電業法第47條規定,售電業應每年訂定鼓勵及協助用戶節約用電計畫。近年來,台電積極推出需量競價與興建百萬瓦級太陽光電廠,並實施基於安全-經濟-公平的環保調度。
由於臺灣未明確制訂電力資源選項之採購規則,供台電電源開發規劃依循,使得臺灣運用需求面資源作為抑低尖峰用電,跟促進系統靈活調度手段之潛能未充分開展。
因此建議電業主管機關建立明確的上位政策,以因應我國長期用電成長,學習加州電力「承載順序」政策,由獨立的電業管制機構,要求電力公司在執行發輸配電設施備用容量擴充規劃時,應將對環境影響最小的尖載用電管理及分散式綠色能源開發,做為能源自主提升與穩定供電所需的綜合資源規劃優先選項,形成電力承載方案,定期進行效益評估,透過公開資訊,使一般大眾瞭解電力承載方案的價值與推動成效,並匯聚共識,期能達到能源自主、穩定供電、減碳、環保、永續發展與經濟共榮的目標。
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#物聯網IoT #無線感測網路WSN #低功耗廣域網路LPWAN #SIGFOX #LoRa #藍牙Bluetooth #閘道器Gateway #光引擎 #智慧眼鏡 #虛擬實境VR/擴增實境AR/混合實境MR
【WSN 通訊技術怎麼選?用什麼感測介面才適合?】
萬物聯網時代因不同應用各有側重,WAN (廣域網路) + PAN (個人網路) 多模共存的客製需求有增多趨勢。整體來說,與公共建設有關的應用串聯節點數眾多、傳輸距離長,WAN 才夠給力;但要將訊息鏈延伸至個人用戶,亦少不了 PAN 輔助;尤其藍牙 (Bluetooth) 已是手機必備功能,會是最好的媒介。例如,水庫/水栓的儲量觀測、地震/海嘯等天災的資料收集與傳遞,由於不須雙向同步回應 (response),LPWAN (低功耗廣域網路) 加上低功耗藍牙 (BLE) 正可滿足所需。
單就 SIGFOX 與 NB- IoT、LoRa 軟、硬體綜觀對比,NB- IoT 是第一類電信業者的專屬遊戲,如果將授權認證費用列入、成本推估在 10 美元以上,代價最高;使用全球 ISM 通用頻段的 LoRa,適合在工廠等「封閉式系統」使用,設備商與標案是主要族群,僅有物理層 (physical layer) 調變/解調費用,約在 5 美元;而同樣走未授權頻段的 SIGFOX 費用不到 2 美元,成本最低!除了成本,資料量負載是另一項考量,可略分為 Heavy Loading 和 Simple Loading 兩大類來看。
對於流動性大、資料傳送頻繁的應用而言,NB- IoT 和 LoRa 傳輸率較高,能承載的資料量較大,自然較有發揮空間;若是資料封包傳送間隔長、不須即時回饋的低量傳輸,即使沒有產業聯盟奧援、但只要營運商獲准設立基地台,SIGFOX 仍是較經濟的選擇。值得留意的是,有通訊模組廠提出一個有趣觀點:NB- IoT 受惠於政府補貼,未來極有可能吞食大部分的 LoRa 市場,而 LoRa 將停留在特定封閉系統;至於向來被視為開放標準代表的 ZigBee,則有日趨封閉的現象。
雖然今年初 ZigBee 聯盟宣示以 dotdot 作為物聯網的通用語言,有利解決不同晶片供應商的 ZigBee 設備無法順利對話之窘境,但卻有損其既有優勢。偏偏它又不及一開始就鎖定家電市場發展的 Z-Wave 具備相對完整生態系統支援,顯得有些進退維谷;加上「去閘道器中轉」的趨勢明顯,ZigBee 卻無法直接與雲端和藍牙等個人網路對接,又遭逢諸多新興 LPWAN 威脅,恐怕只剩礦場、果園等有限區域或標案市場較有利基,可借道 LTE 電信網路與 ZigBee 串聯。
但若需影像串流就仍嫌不足,還是得靠 WiFi 才成。此外,無線感測顧名思義,感測的重要性不亞於無線通訊;而基於飛行時間 (ToF) 的光引擎整合微機電 (MEMS) 感測技術以及「智慧眼鏡」,應用甚廣……。
延伸閱讀:
《佐臻客製微型化智慧模組 串聯多模無線感測網路》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0414/35149.html
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