能源知識庫

摘要

2016年1月15日丹麥國有電力和天然氣輸配系統公司Energinet.dk發布新聞，說明2015年風力占丹麥電力消費量(含傳輸損失)之比率達到42.1% [1]。
1. 2005年風力占丹麥電力消費量18.7%，2011年躍升到28.3%，2015年打破2014年創造的39.1%世界紀錄。丹麥可望達成2012年能源協議(Energy Agreement)設定的2020年風力占電力消費量50%的目標。
2. 丹麥2015年8760小時有409小時的風力發電量超過電力消費量。如果Anholt和Horns Rev 2離岸風場沒有因為電纜故障各停擺1和2個月，風力發電量占丹麥用電量可能高達43.5%。
3. 丹麥電力系統分為西部和東部，風力發電機組主要在西部，2015年兩區各有65和36小時的躉售電價是負值，低於全年時數1%。
4. 丹麥多餘的風力發電量輸出到挪威、瑞典和德國。當風力發電量降低，丹麥從挪威輸入水力發電、從德國輸入太陽光電，以及從瑞典的發電廠輸入電力。當風力發電和太陽光電降低時，丹麥的火力發電廠和汽電共生廠可以彈性供電。

Energinet.dk的電力市場發電資料[2]顯示，2015年國內淨發電量276億度，電力淨進口59億度，電力消費量(含傳輸損失) 335億度。風力發電量141億度，占電力消費量的42.1%。

根據Energinet.dk環境報告背景資料[3]，2005-2014年丹麥電力系統發電量是下降趨勢，如圖1。2006年淨發電量429億度，2012年289億度，2015年276億度再創近年新低。在發電量燃料別占比，化石燃料的占比逐年減少，2014年已經降到41%，煤和天然氣分別是33%和7%。再生能源提高到55%，主要是2011年起風力大幅增加。此外，廢棄物占5%。

圖1、2005-2014年丹麥電力系統發電量以及燃料別占比[3]

Energinet.dk的電力市場進出口資料[4]顯示，從整年淨進口量來看，2005-2015年期間丹麥通常是電力淨進口，從挪威和瑞典淨進口，對德國淨出口。只有2006-2007和2010年丹麥是電力淨出口，如圖2。此外，2015年丹麥淨進口電力59億度，創2005年以來最高紀錄。

圖2、2005-2015年丹麥電網的電力淨進口量以及國別構成[4]

根據丹麥能源署(Danish Energy Agency)的統計[5]，2005-2014年消費端的最終電力消費逐漸下降，如圖3。2006年最終電力消費346億度，2014年316億度，大約每年減少1%。丹麥最終電力消費的部門別結構相當穩定，2014年住宅、商業和公共服務各占32%，工業占26%，農牧業占6%。

圖3、2005-2014年丹麥最終電力消費量以及部門別占比[5]

評析

丹麥氣候長期目標是2050年溫室氣體排放量相較1990年水準減少80-95%，能源供給全部來自再生能源。短期再生能源目標是能源協議提出2020年風力占電力消費量50%的目標。丹麥能夠追求積極的减碳和再生能源目標，原因之一是善用豐沛的風力資源，與鄰國發電結構互補。另外，傳統上做為基載的火力發電機組也轉變成彈性調度之用。

由於風力發電間歇特性，丹麥電網系統依賴跨國電力調度，輔以火力發電機組做彈性調度。對照2005-2015年整年淨發電量和淨進口量，2012和2015年淨發電量和淨進口量之比達到1 : 0.2，較其他年份大幅提高，見表1。從更短時間尺度，風力發電較多的西部電網在2015年發生史上頭一遭，集中式火力發電廠有連續24小時沒有供電到電網 [1]。

表1、2005-2015年丹麥電網淨發電量與淨進口量之比[3][4] (單位：百萬度(GWh))

 

丹麥火力發電廠的彈性調度特性，從容量因數可以看出。利用丹麥能源署電力和區域供暖統計的發電裝置容量[6]以及附圖1燃料別發電量，估計火力和風力發電機組的平均容量因數，見表2。2005和2010年火力發電機組全年平均尚有31%和34%容量因數，2011年起降到30%以下，2012年甚至只有22%。風力發電容量因數2011年起逐漸升高，2014年達到31%，可能是離岸風力比例增加所致。

表2、2005-2014年丹麥火力和風力發電機組的全年平均容量因數[6] [7]

參考資料

[1] Energinet.dk, New record-breaking year for Danish wind power, 2016.01.15 http://energinet.dk/EN/El/Nyheder/Sider/Dansk-vindstroem-slaar-igen-rekord-42-procent.aspx
[2] Energinet.dk, Download of market data, production and consumption, http://www.energinet.dk/EN/El/Engrosmarked/Udtraek-af-markedsdata/Sider/default.aspx
[3] Energinet.dk, Environmental reporting Background documents, http://www.energinet.dk/SiteCollectionDocuments/Danske%20dokumenter/Klimaogmiljo/Baggrundsdata%20til%20Milj%C3%B8rapport%202015.xlsx
[4] Energinet.dk, Download of market data, physical exchange on transmission lines, http://www.energinet.dk/EN/El/Engrosmarked/Udtraek-af-markedsdata/Sider/default.aspx
[5] Danish Energy Agency, Annual Reporting to the IEA/Eurostat/UN, http://www.ens.dk/sites/ens.dk/files/info/tal-kort/statistik-noegletal/aarlig-international-indberetning/int.reporting_2014.xls
[6] Danish Energy Agency, Energistatistik 2014, http://www.ens.dk/sites/ens.dk/files/info/tal-kort/statistik-noegletal/aarlig-energistatistik/energistatistik_2014.pdf

[7] 容量因數=(發電量*1000)/(容量*8760)。火力發電容量是集中式電廠、離散式系統和自備發電廠的容量加總，不考量是否有部分機組全年停機。以上估計的容量因數應該視為丹麥全部火力發電機組全年平均容量因素，不能視為火力發電機組的普遍情形。