在地發電——談分散型電力

▓撰文：郭啟榮

分散型電力直接供給負載端、用戶端電力，其電力品質和可靠度優於傳統集中型電力。再者，分散型電力同時提供負載端電力和熱能需求，其燃料熱能利用效率達60％以上，為集中型電力系統效率的2倍以上，未來可見分散型電力將躍居為電力市場主流。

環境需求

電力供應需經歷發電、傳輸、變電和配電過程，才傳送到用戶負載端。集中型電力由於發電量大且距離用戶負載端遠，其傳輸、變電設備不僅土地需求大，投資成本高，又因電力輸送時採用架空線路和設備，易受外來因素干擾甚或遭受攻擊，造成整體供電可靠度降低。1999年729和921集集大地震造成全台大停電，即肇因於超高壓輸送電塔滑動或倒蹋，工商業活動因而停頓，人民生計造成不便；同時，也暴露出電力政策對國家安全構成嚴重威脅。相對於集中型電力，分散型電力設置接近負載端，可安裝於住宅、大樓、學校、工廠、或商業區負載饋線處。相較之下，分散型電力具有高度的環境親和性，可減少輸變電設備的投資，降低長程輸變電風險，有效提高電力供應的可靠度，減少電力供應不穩定的機率，縮短安裝規劃的前置時間，並達到隨插即用（Plug and Play）的目標。

市場趨勢

在1970年代以前，全世界電力供應的經營模式採行垂直整合和市場獨占。1970和1980年代，兩次石油危機造成發電燃料成本激增和環保意識逐漸高漲，致使電廠環境污染防制成本上升，降低大型發電機組（以核能和燃煤為主）的規模經濟。同時，世界性經濟自由化思潮亦萌芽而起，各國產業政策鼓勵市場競爭，電力事業也由傳統獨占、公營、管制的「計畫型」產業，邁向競爭、民營、解制的「市場型」產業。電力市場解制，電業自由化市場逐漸席捲全球，以歐美電力市場為例，分散型電力市場年產值將由2000年的77百萬歐元，預測至2010年時年產值躍升到125百萬歐元，占全球電力市場年產值近50％，呈快速成長。

分散型電力特性

分散型電力的發電設備涵括傳統小型電力設備（往復式發電機、渦輪發電機、燃料電池等）、再生能源電力設備、汽電共生設備等。分散型電力的主要特性有：

一、在地發電屬性
針對區域性的能源取得條件（種類和數量等），配置合適的電力設備，以達物盡其用、環保和經濟效益。若負載端同時需要電力和熱能，則可以建置汽電共生（Cogeneration）電廠或熱電聯產（Combined Heat ＆ Power）電廠，大幅提升燃料熱能利用效率。一般而言，僅提供電力用途時，燃料熱能利用效率僅達20～40％；若同時提供熱能和電力，則效率達60％以上，甚且高達90％。所以，對發電端而言，分散型電力具有（一）場地容易取得；（二）建廠工期短；（三）電力傳輸耗損低；（四）輸配線容量裕度提升；（五）輸配系統可靠度提高；（六）燃料多樣化等優點。對電力負載端而言，具有（一）依照用戶需求，可以同時獲得熱能和電力；（二）電力品質和可靠度高；（三）選用「在地」燃料，可以降低發電成本、降低電價，並減少電價變動風險等優點。

二、高可靠度電力供應
分散型電力可依負載端的設置容量和目的，供應基載電力、備用電力、緊急電力、抑制尖峰用電電力、不斷電系統電力等用途。分散型電力系統可以採用掛接電網或獨立運作；一般為提高電力供應可靠度，除利用本身的電力設備發電外，也與集中型電力併網。從上述可知，分散型電力系統已經避開電力傳輸、變電過程的不可靠因素，如再輔以與集中型電力系統併網，更可彌補分散型電力在電力設備維修、發電量不足、負載端用電超載等情況下，可能遭遇電力供給失調的窘境。

結論

社會日益進步，電力已成為工商業活動、民生便利和國防安全等重要需求，分散型電力因具有在地發電和高可靠度供電等特性，並可依負載端的設置容量和目的，供應基載電力、備用電力、緊急電力、抑制尖峰用電電力、不斷電系統電力等用途，發展潛力和商機雄厚。目前，國內若要推廣分散型電力系統，尚需建立的技術有：一、電網分析和互聯技術；二、電力電子控制技術；三、通訊和監控技術；四、模擬和驗證技術等。在電力市場對優質電力的高標準要求下，分散型電力搭配集中型電力的運作模式將在國內開花結果。（作者任職於工研院能環所）