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減碳第一 美國能源政策開花結果
分散式能源開花結果

【作者: 姚嘉洋】   2015年12月07日 星期一

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放眼全球各國能源政策,美國的能源政策動向一向是全球極為重視的面向之一,像是太陽能在美國境內的發展極為快速,卻由於來自中國大陸的低價搶市,衝擊美國當地太陽能業者,進而造成中美之間的貿易大戰正式上演。


就能源來源而言,像是石油、天然氣與煤碳被視為重要的傳統能源來源,另一塊就是大家所熟悉的再生能源,像是風力、潮汐與太陽能等,近期更有所謂的生質能源,也出現在能源產業裡面,其未來發展也值得觀察。


先前就有國外媒體報導指出,美國總統歐巴馬為了推行綠色能源政策,被美國境內二十四個州政府聯合控訴,歐巴馬的能源政策大幅超過了其法定權力,此一舉動有違反美國憲法之嫌。此外,美國加州也是全球碳排放量的主要地區,因此近年來亦強力推行節能減碳政策,但一政策亦受到不少商業組織(如加州商業總會便是一例)的反對,主因在於其減碳標準過於嚴苛,一旦推行,將立即衝擊到現有的就業人口。


但另一方面,在國內推行再生或是潔淨能源,對於美國來說,可以提升能源自給率,同時增加國內的就業機會。這也連帶影響到中東對於美國的戰略地位將能有效降低,美國就能降低在中東的戰略部署進而減少龐大的軍事費用。2013年,歐巴馬總統針對氣候變遷發表演說,其方向之一,也有意將美國境內的潔淨能源技術外銷其他的開發中國家,以全面降低全球的碳排放量。


可以看到的是,不論是中央是州政府在再生或綠能政策的推廣上,雖然有不少斬獲,但如美國總統歐巴馬也面臨訴訟的情況下,其政策推行多少都面臨了傳統產業或是其他因素的阻礙或是反彈。



圖1 : 美國總統歐巴馬大力推行減碳政策,在過程中,受到不少阻攔。(Source:www.upworthy.com)
圖1 : 美國總統歐巴馬大力推行減碳政策,在過程中,受到不少阻攔。(Source:www.upworthy.com)

天然氣成能源產業新寵兒

不過,話雖如此,美國在再生能源政策的推行上,仍有許多次領域獲得了不錯的進展,其中之一就是天然氣。


天然氣雖然是我們所熟知的能源項目之一,但由於它本身被喻為化石能源中最清潔的能源,相較於石油與煤碳在燃燒所排放的二氧化碳,天然氣明顯低出許多。舉例來說,若用於發電的情況下,天然氣的二氧化碳排放量與煤碳相比,天然氣可降低約60%。此外,天然氣與太陽能或是風力發電相較,相對不受多變的天氣所擾,在諸多競爭優勢皆相當明顯的情況下,天然氣儼然成為新一代的能源新寵兒。根據國際能源署(IEA)所發佈的《世界源展望2014》的數據顯示,自2014至2040年,全球天然氣的需求將成長50%以上。而在去年,美國能源局也開始提倡天然氣輸配基礎建設現代化改革。在今年十月份,美國亦有核能電廠因天然氣的發電成本較為低廉,在成本不敷支出的情況下,最後以關廠作收,此一言論來自於美國紐奧良的Entergy公司。該公司也指出,該州的州政府與區域政策均支持天然氣與再生能源的發展。



圖2 : 天然氣在美國,不論是在產量或是消耗上,皆屬於全球前段排名之列,不難想見美國對於天然氣有著不小的期待。(Source:www.theenergycollective.com)
圖2 : 天然氣在美國,不論是在產量或是消耗上,皆屬於全球前段排名之列,不難想見美國對於天然氣有著不小的期待。(Source:www.theenergycollective.com)

風力發電持續成長

至於在風力發電,美國同樣也不遺餘力,早在1980年代,美國加州就已經開始發展風力發電,不過在當時,風力發電因為發電效率不彰與氣候多變的等因素下,在發展上備受限制,但風力與太陽能相同,都是屬於用之不竭的天然資源,到了環保意識抬頭後,風力發電在全球各地才又開始繼續發展,根據美國能源局的統計,自1999年到2014年,美國的風力發電量已從2,472MW成長至65,879MW,而德州也取代了加州一躍成為美國境內風力發電量最大的區域。


分散式能源降低管理維護成本

從過去的歷史背景與現況來看,其實不難想見美國加州在全國再生與潔淨能源發展上,佔有關鍵角色。即便到現在,諸如太陽能與風力發電,仍然還是會面臨氣候變化不定造成電力供應不穩的狀況。但近年來相關技術的突破,使得這方面的問題已經獲得有效解決,也使得電力來源的種類相較於過去來得分散許多,所以加州政府正致力於分散式能源(Distributed Energy Resources;DER)的發展,它涵蓋了小型電廠(包含太陽與風力發電等)、儲能、需量反應與熱電系統等。


加州政府在新減碳計畫中分為兩大部份,首先是降低50%的石油燃料使用,而就是此點,使得當地的商業組織同聲反對。其次就是自2016年開始,再生能源發電的比重與建築能源效率皆要提升50%,此一目標要在2030年完成。分散式能源相較於傳統電源更能接近需求負載,換言之,各區域的電力供需平衡,無需經過既有的輸配網路來負責,相對的,對於該輸配網路就不會造成負擔,自然省去不少維護費用,電力傳送上也能避免不必要的損耗,此種作法頗符合智慧電網的精神。



圖3 : 由於美國的再生能源政策奏效,所以也就衍生出了分散式能源的概念,這種概念恰好與智慧電網無異。(Source:www.ottawarenewableenergycoop.com)
圖3 : 由於美國的再生能源政策奏效,所以也就衍生出了分散式能源的概念,這種概念恰好與智慧電網無異。(Source:www.ottawarenewableenergycoop.com)

德州太陽能電價合約回饋制

位於德州奧斯汀的Green Mountain Energy公司於2013年九月開始啟動「SolarSPARC」太陽能光電發電專案。該專案以每月2000度電的家庭類型簽訂一年的購電合約,固定單價每度電為14.9美分,這與德州的平均電價每度電11.46美分還來得高,但一專案在當然仍然受到許多用戶的歡迎。而該合約內容中,也載明每個月所收到的金額用於當地所設置的太陽能發電設施上。此外,該公司也採取回饋機制「Solar Credits」 ,鼓勵用戶簽訂更長的合約時間,隨著年限時間拉長,回饋給用戶的回饋金也會愈高,當到了第六年時,最高可獲得121美元。


對於美國來說,由於電力市場是屬於激烈的自由競爭機制,從此一案例來看,不難看出用戶可以自由選擇電力是何種來源與資費方案。


再生能源的發展時間相對較晚,

再加上美國的電力市場本來就是自由競爭機制,

在諸多背景因素的加乘下,就形成了分散式能源。

這種概念,其實就與智慧電網的精神無異。

分散式能源帶來的「社區太陽能」模式

根據美國國家再生能源實驗室的統計,至2014年9月為止,全美一共有64個社區太陽能系統,合計輸出功率達40MW。


社區太陽能近期開始受到美國諸多開發商的關注,主要的理由在於,美國近年來不斷努力發展再生能源,使得既有的輸配電網無法有效涵蓋,再加上如風力與太陽能電力本來就有不穩的問題,所以就衍生出離網或是微電網的概念,以當地發電、當地使用為原則,來達到自給自足,這種模式就發展出獨特的商業模式,讓當地社區與開發商洽談所需要的電力資費,由開發商來打造當地社區的電力系統,同時也與當地電力公司簽訂相關合約。


但是,在社區當中,也並非每個住戶都有能力可以享受太陽能發電所帶來的好處,像是資金不足或是所處環境無法建置太陽能發電系統,都有可能是原因之一。所以為了能讓所有住戶都能享受其好處,該社區便以「合作社」的型態,整合社區內的資源,以合作社的名義與開發商洽談合作,以打造所需要的電力系統,而合作社也必須扮演監督之責。


社區太陽能最大的優勢便在於,當地住戶、系統開發商與當地電力公司可以形成「三贏」的模式,住戶無需維護發電設備,長期來看也可以迴避電價上漲的問題。開發商則是對應當地社區,所以可以形成發電量最大的規模經濟,同時降低發電與系統建置成本。而電力公司則是可以降低當地電網輸配電的調度成本。以美國的亞歷桑那州為例,其社區太陽能的經營模式,就是採用合作社方式來進行。佛蒙特州同樣也有社區太陽能,只是就當地社區並未組成合作社,但同樣能享受到其益處。


結論

可以確定的是,再生能源的發展仍要當地政府的推動才能成形,而美國近年來的能源政策,表面上雖然以太陽能、天然氣與風力發電等主要方向,卻也讓分散式能源成為美國能源產業的重要議題。因應各國當地文化與民情不同,分散式能源可說是屬於美國當地獨特的系統架構,進而衍生出「合作社」類型的社區太陽能商業模式。在可以預見的將來,美國在不斷因應減碳議題的前提下,其能源產業也將走向屬於特有的文化。


**刊頭圖片(Source:www.boell.de/en)


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