紐西蘭的100%再生能源之路

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紐西蘭的100%再生能源之路


文/Tony Yen (媽盟特約撰述)​

紐西蘭豐沛的水力發電資源,對這個國家的能源轉型暨是恩賜,也是挑戰。這座綠能發電占比已經超過80%的島國,要如何達成100%綠能供電的最後一哩路?

當紐西蘭的輸電網業者Transpower發佈《Whakamana i te Mauri Hiko:Empowering Our Energy Future》這份電力部門為主的深度低碳的報告時,他們知道COVID-19的疫情應該會完全蓋住相關新聞。的確,在報告首頁,就直白寫出了COVID-19疫情對報告內容和傳播的負面影響。但如同我前一篇文章所言,COVID-19的疫情不能作為傳統能源復辟的藉口;在類似的想法下,Transpower仍選擇在此時此刻討論紐西蘭的電力系統的綠能占比如何在2050年達到100%。
(注:該報告有列出許多情境,本文僅討論其中的基準情境-加速電力化情境,也就是Transpower認為最有可能的發展。)


減碳關鍵:運輸部門與供熱電力化

由於豐沛的地熱與水力資源,紐西蘭的能源轉型相比其他國家,已經領先不少:目前,該國已經有82%的電力,由再生能源供應。該國能源轉型重點,已經來到運輸部門和供熱電力化等部門耦合的範疇。交通和供熱產生的新電力需求,會讓紐西蘭的用電需求在2050年相較目前成長68%。額外增加的電力需求將主要由新增的風能、光能、以及地熱能機組滿足。如此發展下,到了2045年,紐西蘭的電力系統便可以達成100%再生能源的目標。


這麼多綠能對消費者的影響是甚麼?Transpower報告指出,比起單獨討論電價、油價,全面性討論能源轉型對消費者能源支出的影響,才更為重要。在綠能大增的情況下,消費者會因為能源效率提升、以及減少石油的支出,使能源支出下降。


確保電力系統的彈性能力

在高風光占比、大規模電力化下,紐西蘭的電力系統將會有劇烈改變。一言以蔽之,系統的彈性能力要求將加劇。比如報告便指出,過往充當「基載」的水力發電,到未來將成為搭配殘載變動的彈性調度機組;隨著燃氣機組的使用頻率下降,複循環燃氣機組在未來也會改裝成裝置容量相等的多部單循環燃氣機組。另外,將森林作為重要氣候政策的紐西蘭,也會很適合發展生質能。

報告也提到需要一個能整合各地分散式彈性資源的市場介面。報告中亦有提及可行的市場設計。分散式資源因為對應到不同地域的輸配電網問題,單一集中式的市場相較於零售商或聚合商自己的整合平台而言,難以反映這種地域差異。另一方面,如果每個地區的整合平台都能直接進入全國性的批售市場,則會有較高的複雜度和整合困難。混合性的制度取兩者折衷,分散式資源可以參加各種交易平台,但這些資源必須經過集中式平台整合後,方能以類似虛擬電廠的身分進入全國性批售市場。


分散式資源對於電力系統彈性能力要求的滿足至關重要。比如,報告模擬的結果,電動車的智慧充能,能有效降低尖峰負載18%。紐西蘭的尖峰負載多發生在冬季傍晚,剛好是人們下班回家後、電動車開始待機的時段。如果不一回家就充電,而是將充電時間延伸至整個夜晚,就能有效降低尖峰負載。透過前述的時間電價跟分散式彈性資源市場,如此智慧充能模式方為可行。


乾旱年將是能源轉型的最大挑戰

相較於尖峰負載能透過諸多彈性資源做調節,紐西蘭能源轉型最大的困難,其實是乾旱年水力資源不足的挑戰。這可能要戰略性備用容量機制、大規模工業需量反應、新抽蓄水力裝置、擴建再生能源裝置容量等等方式才能解決。很有可能在這些乾旱年,紐西蘭會需要進口額外的綠色氫氣,以使用額外的燃氣機組。

然而這樣的挑戰不構成延遲能源轉型、怠惰不前的藉口。報告的結論也很清楚表明:
「What we don’t have is the luxury of time」、「There’s no middle ground – the status quo is to fail to meet our climate change commitments and to effectively give up on seeking to limit the impacts of climate change」,也正好和報告首頁前後呼應。