整合風能與太陽能進入德國電力系統之成本分析，電網成本與電力平衡成本約台幣0.18~0.48元/度，替代傳統能源成本約台幣-0.22~0.48元/度
摘要
風能與太陽能進入電力系統的整合成本通常包含三個部份：「電網成本」、「電力平衡成本」及「替代傳統電廠成本」。這些成本的評估，將依據本身電力系統與計算推估方式，而有極大的差異，其成本定義如下：
1. 電網成本：係指將再生能源自其發電端傳送至需求端之成本
2. 電力平衡成本：為了彌平再生能源預估與實際發電量差異，所需投入之成本。
3. 替代傳統能源成本：因再生能源發電量增加，導致傳統火力電廠無法滿載發電，所增加的成本。
「電網成本」與「電力平衡成本」相較來說比較容易定義，根據過去文獻的探討，因再生能源增加而衍生需要投入的電網成本與電力平衡成本約介於0.5~1.3歐分/度(約新台幣0.18~0.48元/度)；此外，當再生能源發電增
加時，將會排擠原有傳統能源的發電，使備用電力成本增加，在不同碳價格與燃氣價格的假設下，替代傳統能源成本將介於-0.6~1.3歐分/度(約新台幣-0.22~0.48元/度)，如圖1所示。
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圖1、系統成本推估[1]
隨著再生能源的新建，透過低壓的電網傳輸，將再生能源發出的電傳送至鄰近的高壓電網是必要的，依據德國與歐洲相關的研究，針對屋頂型太陽光電、地面型太陽光電、陸域風力及離岸風力所需的電網與電力平衡成本分別為0.5歐分/度(約新台幣0.18元/度)、0.9歐分/度(約新台幣0.33元/度)、1.3歐分/度(約新台幣0.48元/度)及3.7歐分/度(約新台幣1.36元/度)，詳如圖2所示。
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圖2、風力與太陽光電的電網與電力平衡成本推估[1]
評析
根據德國的研究，太陽光電與陸域風力在2024年的電網傳輸成本約介於0.37~0.77歐分/度(約新台幣0.14~0.28元/度)，而離岸風力的電網傳輸成本則介於2.52~3.92歐分/度(約新台幣0.93~1.45元/度)。在最佳化的情境下，2033年太陽光電與陸域風力的配電成本約介於0.37~1.1歐分/度(約新台幣0.14~0.41元/度)，如圖3所示。
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圖3、德國再生能源傳輸與配電成本推估[1]
根據Agora的推估，如果德國再生能源(太陽光電+風力)的年發電量增加3,000億度，則預估約需要增加20GW的備用容量，如果這些備用容量是透過興建新的單循環燃氣渦輪機(Open cycle gas turbine)來替代，則每年約需增加6~10億歐元的成本(約新台幣221 ~369億元)，換言之，再生能源之備用電源的成本約為0.2歐分/度(約新台幣0.07元/度)。
參考資料：
The Integration Costs of Wind and Solar Power