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减碳第一 美国能源政策开花结果
分散式能源开花结果

【作者: 姚嘉洋】2015年12月07日 星期一

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放眼全球各国能源政策,美国的能源政策动向一向是全球极为重视的面向之一,像是太阳能在美国境内的发展极为快速,却由于来自中国大陆的低价抢市,冲击美国当地太阳能业者,进而造成中美之间的贸易大战正式上演。


就能源来源而言,像是石油、天然气与煤碳被视为重要的传统能源来源,另一块就是大家所熟悉的再生能源,像是风力、潮汐与太阳能等,近期更有所谓的生质能源,也出现在能源产业里面,其未来发展也值得观察。


先前就有国外媒体报导指出,美国总统欧巴马为了推行绿色能源政策,被美国境内二十四个州政府联合控诉,欧巴马的能源政策大幅超过了其法定权力,此一举动有违反美国宪法之嫌。此外,美国加州也是全球碳排放量的主要地区,因此近年来亦强力推行节能减碳政策,但一政策亦受到不少商业组织(如加州商业总会便是一例)的反对,主因在于其减碳标准过于严苛,一旦推行,将立即冲击到现有的就业人口。


但另一方面,在国内推行再生或是洁净能源,对于美国来说,可以提升能源自给率,同时增加国内的就业机会。这也连带影响​​到中东对于美国的战略地位将能有效降低,美国就能降低在中东的战略部署进而减少庞大的军事费用。 2013年,欧巴马总统针对气候变迁发表演说,其方向之一,也有意将美国境内的洁净能源技术外销其他的开发中国家,以全面降低全球的碳排放量。


可以看到的是,不论是中央是州政府在再生或绿能​​政策的推广上,虽然有不少斩获,但如美国总统欧巴马也面临诉讼的情况下,其政策推行多少都面临了传统产业或是其他因素的阻碍或是反弹。



图1 : 美国总统欧巴马大力推行减碳政策,在过程中,受到不少阻拦。 (Source:www.upworthy.com)
图1 : 美国总统欧巴马大力推行减碳政策,在过程中,受到不少阻拦。 (Source:www.upworthy.com)

天然气成能源产业新宠儿

不过,话虽如此,美国在再生能源政策的推行上,仍有许多次领域获得了不错的进展,其中之一就是天然气。


天然气虽然是我们所熟知的能源项目之一,但由于它本身被喻为化石能源中最清洁的能源,相较于石油与煤碳在燃烧所排放的二氧化碳,天然气明显低出许多。举例来说,若用于发电的情况下,天然气的二氧化碳排放量与煤碳相比,天然气可降低约60%。此外,天然气与太阳能或是风力发电相较,相对不受多变的天气所扰,在诸多竞争优势皆相当明显的情况下,天然气俨然成为新一代的能源新宠儿。根据国际能源署(IEA)所发布的《世界源展望2014》的数据显示,自2014至2040年,全球天然气的需求将成长50%以上。而在去年,美国能源局也开始提倡天然气输配基础建设现代化改革。在今年十月份,美国亦有核能电厂因天然气的发电成本较为低廉,在成本不敷支出的情况下,最后以关厂作收,此一言论来自于美国纽奥良的Entergy公司。该公司也指出,该州的州政府与区域政策均支持天然气与再生能源的发展。



图2 : 天然气在美国,不论是在产量或是消耗上,皆属于全球前段排名之列,不难想见美国对于天然气有着不小的期待。 (Source:www.theenergycollective.com)
图2 : 天然气在美国,不论是在产量或是消耗上,皆属于全球前段排名之列,不难想见美国对于天然气有着不小的期待。 (Source:www.theenergycollective.com)

风力发电持续成长

至于在风力发电,美国同样也不遗余力,早在1980年代,美国加州就已经开始发展风力发电,不过在当时,风力发电因为发电效率不彰与气候多变的等因素下,在发展上备受限制,但风力与太阳能相同,都是属于用之不竭的天然资源,到了环保意识抬头后,风力发电在全球各地才又开始继续发展,根据美国能源局的统计,自1999年到2014年,美国的风力发电量已从2,472MW成长至65,879MW,而德州也取代了加州一跃成为美国境内风力发电量最大的区域。


分散式能源降低管理维护成本

从过去的历史背景与现况来看,其实不难想见美国加州在全国再生与洁净能源发展上,占有关键角色。即便到现在,诸如太阳能与风力发电,仍然还是会面临气候变化不定造成电力供应不稳的状况。但近年来相关技术的突破,使得这方面的问题已经获得有效解决,也使得电力来源的种类相较于过去来得分散许多,所以加州政府正致力于分散式能源(Distributed Energy Resources;DER)的发展,它涵盖了小型电厂(包含太阳与风力发电等)、储能、需量反应与热电系统等。


加州政府在新减碳计画中分为两大部份,首先是降低50%的石油燃料使用,而就是此点,使得当地的商业组织同声反对。其次就是自2016年开始,再生能源发电的比重与建筑能源效率皆要提升50%,此一目标要在2030年完成。分散式能源相较于传统电源更能接近需求负载,换言之,各区域的电力供需平衡,无需经过既有的输配网路来负责,相对的,对于该输配网路就不会造成负担,自然省去不少维护费用,电力传送上也能避免不必要的损耗,此种作法颇符合智慧电网的精神。



图3 : 由于美国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,这种概念恰好与智慧电网无异。 (Source:www.ottawarenewableenergycoop.com)
图3 : 由于美国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,这种概念恰好与智慧电网无异。 (Source:www.ottawarenewableenergycoop.com)

德州太阳能电价合约回馈制

位于德州奥斯汀的Green Mountain Energy公司于2013年九月开始启动「SolarSPARC」太阳能光电发电专案。该专案以每月2000度电的家庭类型签订一年的购电合约,固定单价每度电为14.9美分,这与德州的平均电价每度电11.46美分还来得高,但一专案在当然仍然受到许多用户的欢迎。而该合约内容中,也载明每个月所收到的金额用于当地所设置的太阳能发电设施上。此外,该公司也采取回馈机制「Solar Credits」 ,鼓励用户签订更长的合约时间,随着年限时间拉长,回馈给用户的回馈金也会愈高,当到了第六年时,最高可获得121美元。


对于美国来说,由于电力市场是属于激烈的自由竞争机制,从此一案例来看,不难看出用户可以自由选择电力是何种来源与资费方案。


再生能源的发展时间相对较晚,

再加上美国的电力市场本来就是自由竞争机制,

在许多背景因素的加乘下,就形成了分散式能源。

这种概念,其实就与智慧电网的精神无异。

分散式能源带来的「社区太阳能」模式

根据美国国家再生能源实验室的统计,至2014年9月为止,全美一共有64个社区太阳能系统,合计输出功率达40MW。


社区太阳能近期开始受到美国诸多开发商的关注,主要的理由在于,美国近年来不断努力发展再生能源,使得既有的输配电网无法有效涵盖,再加上如风力与太阳能电力本来就有不稳的问题,所以就衍生出离网或是微电网的概念,以当地发电、当地使用为原则,来达到自给自足,这种模式就发展出独特的商业模式,让当地社区与开发商洽谈所需要的电力资费,由开发商来打造当地社区的电力系统,同时也与当地电力公司签订相关合约。


但是,在社区当中,也并非每个住户都有能力可以享受太阳能发电所带来的好处,像是资金不足或是所处环境无法建置太阳能发电系统,都有可能是原因之一。所以为了能让所有住户都能享受其好处,该社区便以「合作社」的型态,整合社区内的资源,以合作社的名义与开发商洽谈合作,以打造所需要的电力系统,而合作社也必须扮演监督之责。


社区太阳能最大的优势便在于,当地住户、系统开发商与当地电力公司可以形成「三赢」的模式,住户无需维护发电设备,长期来看也可以回避电价上涨的问题。开发商则是对应当地社区,所以可以形成发电量最大的规模经济,同时降低发电与系统建置成本。而电力公司则是可以降低当地电网输配电的调度成本。以美国的亚历桑那州为例,其社区太阳能的经营模式,就是采用合作社方式来进行。佛蒙特州同样也有社区太阳能,只是就当地社区并未组成合作社,但同样能享受到其益处。


结论

可以确定的是,再生能源的发展仍要当地政府的推动才能成形,而美国近年来的能源政策,表面上虽然以太阳能、天然气与风力发电等主要方向,却也让分散式能源成为美国能源产业的重要议题。因应各国当地文化与民情不同,分散式能源可说是属于美国当地独特的系统架构,进而衍生出「合作社」类型的社区太阳能商业模式。在可以预见的将来,美国在不断因应减碳议题的前提下,其能源产业也将走向属于特有的文化。


**刊頭圖片(Source:www.boell.de/en) (**刊头图片(Source:www.boell.de/en))


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