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國際合作邁向能源新世紀

研析報告

美國智慧電網政策與近期發展

(一)前言

立基於電網現代化倡議(Grid Modernization Initiative)上,美國能源署持續努力實踐歐巴馬政府的承諾,以提高國家輸送系統之彈性、可靠性及安全性,因而於今(2016)年1月發佈最新的發展藍圖—電網現代化多年計畫方案(Grid Modernization Multi-Year Program Plan),並宣布在未來3年內受國會核可將撥款2.2億美元給國家實驗室及相關夥伴,用於支持先進儲能系統、潔淨能源整合、標準及和測試程序,以及其他重點電網現代化領域之重要的研究和發展。美國能源部此舉明確宣示美國政府將繼續大力支持智慧電網發展之決心,並將智慧電網作為能源領域之重點發展項目。

(二)美國重要智慧電網政策與發展

美國智慧電網推動主要由能源部下電力及能源傳輸及能源可靠性辦公室(Office of Electricity Deliviery and Energy Reliability, OE)所主導,與來自產業界、學術界和國家政府等利益關係人共同推動國家電力輸送系統現代化之合作。

1.能源獨立安全法案(Energy Independence and Security Act of 2007)

2007年12月由美國國會通過和總統批准的2007年能源獨立和安全法案的第13條,提供美國能源部對智慧電網活動之立法支持,該條主要規定於第1033-1306款,內容分別為在能源部下成立智慧電網諮詢委員會及聯邦智慧電網工作小組;授權能源部制定了智能電網區域示範計劃;授權國家標準及技術機構(National Institute of Standards and Technology, NIST)連同能源部及相關單位,發展智慧電網互通性架構;及授權能源部制定智能電網投資成本聯邦配套資金。

2.美國復甦及再投資法案(American Recovery and Reinvestment Act of 2009, Recovery Act)

2009年2月17日美國總統歐巴馬簽署美國復甦與再投資法案,以刺激經濟復甦,從中提供美國能源部45億美元之經費,以用於現代化國家能源及通訊之基礎建設與增強能源獨立性之措施。在「智慧電網投資補助」(Smart Grid Investment Grant, SGIG)方面,能源部和電業合資80億美元投入99個計畫,涉及200多個電力企業和其他組織的電網現代化。而在「智能電網示範計畫」(Smart Grid Demonstration Program, SGDP)下,能源部和產業界各出資6和9億美元進行32個區域智慧電網示範及能源儲存示範計畫。

3.電網現代化倡議(Grid Modernization Initiative, GMI)

電網現代化倡議目的要創建美國電網之未來,在此倡議下,包含4大策略,以應對整合傳統及再生能源的挑戰。策略包含:既有基礎活動的調整對齊;美國能源部與外部夥伴提出電網現代化的多年計劃方案(Multi-Year Program Plan, MYPP),以勾勒出該部的研究、發展及示範議程;納入新的活動以填補既有基礎之鴻溝;建立發展一個有基礎科學研究能力及區域推廣力的實驗室聯盟,以在未來數十年內,迅速整合且系統性地推進國家電網發展。

此倡議未來3年內接受國會撥款2.2億美元給能源部的電網現代化實驗室聯盟(Grid Modernization Laboratory Consortium, GMLC),支持14個國家實驗室及超過100家產官學研夥伴(包含電力公司、可靠性組織、技術開發商和供應商、大學和科研院所、聯邦機構、政府機構和公共事業委員會、產業和專業協會、政策和監管協會、標準組織和測試企業等)合作的88個計畫,以發展電網科技的基礎科學、創新技術與整合研究。

近期美國電網現代化進展與成果

電力傳輸和能源可靠性辦公室近期經由復甦法案完成了300多項復甦法案計畫,參見表1,美國能源部於電網現代化的投資已超過45億美元,其中包含35億美元於「智慧電網投資補助」及6.85億美元於「智能電網示範計畫」。這些投資促使國家電網更加可靠具彈性。如在田納西州,Chattanooga的智能電網投資補貼提升可靠性45%。在喬治亞州,則降低電網運營成本65%。

復甦法案並資助52個勞動力發展計畫以提升次世代電業及電力製造業的勞動力及6個互聯輸電規劃,亦支持各州、地方政府發展制訂應對自然災害發生的能源保證計劃。

復甦法案所資助之計畫一覽

計畫

金額(美元)

補助對象/案件數目

智慧電網投資補助(SGIG)

$3,482,831,000

99

智能電網示範計畫(SGDP)

$684,829,000

32

勞動力發展計畫

$100,000,000

52

互聯輸電規劃

$80,000,000

6

復甦法案相關電力政策之州政府協助

$48,619,000

49

強化州能源保證

$43,500,000

50

強化地方政府能源保證

$8,024,000

43

可互相操作性標準及架構

$12,000,000

1

計畫行政及管理項目

$27,812,000

--

資料來源:擷取自“A Glimpse of the Future Grid through Recovery Act Funding.”

此外,能源部過去5年來已投資1.5億美元於關鍵的網路安全研發技術領域,支持產、學、研及國家實驗室在此方面之研究,未來也將繼續大力投資。此外,日前能源部能源先進研究計畫機構(Advanced Research Projects Agency-Energy, ARPA-E) 亦宣布投資1100萬美元以資助7個轉型計畫,來發展實際、開放模型及數據庫來協助改善美國電網,以提高美國電網的彈性與可靠性。

(四)臺美智慧電網領域合作前景

我國於2012年公布的《智慧電網總體規劃方案》之下,針對智慧發電與調度、智慧輸電、智慧配電和智慧用戶等已進行分項研究。由於智慧電網領域是臺美未來推動之能源重點,此領域值得深入交流合作。我國除將法規/政策可能的障礙排除外,亦要朝向「技術提升」、「實績取得」與「國外市場開發」等3個面向來促進我國智慧電網產業的發展。在先進讀表基礎建設系統、輸配電自動化系統、電網儲能系統等技術領域,積極引入美國相關資源、促成異業合作及技術提升,並合作開拓國外市場機會與商機。建議合作的策略包含:

1.推動智慧電網政策與計畫推動經驗交流:

我國經濟部能源局作為智慧電網政策研擬與推動的單位,可尋求透過兩國能源相關研究智庫與協會,如台灣經濟研究院、工業技術研究院、台灣智慧電網產業協會協助推動智慧電網,善用年度臺美會議作為平台,邀約美國研究機構及企業機構來臺參與研討,進行政策及計畫推動經驗分享與交流互動。

2.執行智慧電網相關技術研發及整合型示範計畫合作:

藉由媒合臺美雙邊產學研機構投入共同研發合作與整合性的示範計畫,如結合第二期「能源國家型科技計畫」智慧電網主軸中心,配合國內智慧電表、再生能源、電動車、電能需求管理推廣、台電輸配電建置及行政院建置澎湖低碳島計畫,並以需量反應及分散式電源與儲能之整合應用計畫為平台,建立虛擬電廠示範場域,將關鍵技術技轉並商品化,更將於有助於提升本國廠商能量、全面推動智慧電網產業之發展。

3.合組策略聯盟,共同拓展海外市場:

臺美雙方亦可以合組策略聯盟、合資成立聯合團隊或公司,共同開拓海外市場。以承接各國區域電網規劃開發或示範區案件之形式,進行各相關領域技術之合作與研究,累積實力,並可以合作案件作為實績,來開拓海外市場。

參考文獻

1. "CABINET IN YOUR COMMUNITY: Grid Modernization Fact Sheet”, January 14, 2016, http://www.energy.gov/articles/cabinet-your-community-grid-modernization-fact-sheet

2. "DOE Announces $11 Million for Seven New Projects to Test New Options for Optimal Efficiency of the U.S. Electric Grid”, January 15, 2016, http://www.energy.gov/articles/doe-announces-11-million-seven-new-projects-test-new-options-optimal-efficiency-us-electric

3."DOE Announces $220 Million in Grid Modernization Funding”, January 14, 2016, http://www.energy.gov/articles/doe-announces-220-million-grid-modernization-funding

4.A Glimpse of the Future Grid through Recovery Act Funding, October 2015.

5.ARRA GRID MODERNIZATION INVESTMENT HIGHLIGHTS - FACT SHEET http://energy.gov/oe/downloads/arra-grid-modernization-investment-highlights-fact-sheet

6.Grid modernization Initiative, March 2015.http://energy.gov/oe/services/technology-development/smart-grid

7.SGIG And SGDP Highlights: Jumpstarting A Modern Grid (October 2014) http://energy.gov/oe/downloads/sgig-and-sgdp-highlights-jumpstarting-modern-grid-october-2014

8.The Future of the Grid: Evolving To Meet America’s Needs (December 2014) http://energy.gov/oe/downloads/future-grid-evolving-meet-america-s-needs-december-2014

9.The Smart Grid Experience: Applying Results, Reaching Beyond - Summary of Conference Proceedings (December 2014) http://energy.gov/oe/downloads/smart-grid-experience-applying-results-reaching-beyond-summary-conference-proceedings

10.第二期能源國家型計畫智慧電網主軸中心http://www.nepii.tw/%E4%B8%BB%E8%BB%B8%E4%B8%AD%E5%BF%83/%E6%99%BA%E6%85%A7%E9%9B%BB%E7%B6%B2%E4%B8%BB%E8%BB%B8%E4%B8%AD%E5%BF%83/

11.智慧電網推動小組規劃,經濟部能源局,民國101年11月。

12.智慧電網總體規劃方案(核定本),民國101年8月。

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