能源知識庫

摘要

2017年美國全國平均的風力及太陽能合計發電占比約8%，全年風力及太陽能發電尖峰出現在4月，二者合計約占11%(附圖一)。

附圖一、美國風力及太陽能發電占比每月分佈圖[1]

美國約有10州的風力及太陽能合計發電占比超過20%。愛荷華州在2017年3月的風力發電占比出現52%。加州太陽光電加風力發電占比在2017年5月出現28%。(附圖二)

附圖二、美國風力及太陽能發電在10州發電占比變動狀態[1]

美國風力發電大多集中在中部各州，太陽能發電則以東岸的佛蒙特州(Vermont)及西岸的加州(California)為主。在這10州的風力發電占比變動約在10%~50%；太陽能發電占比變動約在10%~20%。(附圖二)

美國再生能源發電高占比的10州，其中有8州幾乎都是由風力發電供應。(附圖三)

附圖三、美國風力及太陽能發電在10州每年平均發電分佈狀態[1]

評析

臺灣與美國的風力及太陽能資源比較(2017年容量因素)：(附圖四及附表一)

附圖四、2017年臺灣風力及太陽能平均每月發電狀態分佈圖[2]

註：本研究整理自台電原始資料(https://data.gov.tw/dataset/19995,每日電力供需資訊及機組發電量對尖峰備轉容量率之影響)

附表一、美國再生能源發電容量因素[3]

風力發電全年平均容量因素：臺灣為32%，美國為37%。若以平均每月容量因素變動來看：臺灣為11~57%，美國為22~45%。

太陽能發電全年平均容量因素：臺灣為18%，美國為27%。若以平均每月容量因素變動來看：臺灣為0.03~39%，美國為17~36%。

臺灣的太陽光電及風力發電每年平均容量因素雖然低於美國，但是，臺灣冬季風力發電及夏季太陽能發電的單季容量因素皆高於美國(附圖四-(4)(5))，顯示臺灣的風力及太陽能發電在冬季及夏季呈現良好的互補電力。附圖四-(2)的臺灣風力及太陽光電負載發電占比顯示太陽光電在夏季(5～9月)的發電負載占比為1.3-1.7%；冬季(11～2月)的發電負載占比為1.2-1.5%。

臺灣自2016年宣示潔淨能源及非核家園的能源政策願景，積極推動風力及太陽光電發展。目前(截至2018年7月止)風力發電裝置容量為0.68GW(發電占比為0.78%)，太陽光電發電裝置容量為1.9GW(發電占比為0.75%)[2]。未來2025年若能達成離岸風力5.5GW及太陽光電20GW的設置目標，再生能源發電占比目標將可達到20%。

臺灣風力及太陽光電發展的重要義意，除了達成我國潔淨能源願景，以臺灣優良的夏季太陽光電及冬季風力互補資源來看，另一項重要意涵是可舒緩臺灣在夏季尖峰供電及冬季空污減煤情景的重要支援與替代電力來源。

風力及太陽光電發電屬於變動型資源，是無法調度的電力。為了解決風力及太陽光電在時間內有限度的調度，有些火力電廠可支援作電網彈性調度，水庫式水力發電是另一種彈性調度的電力來源。

隨著再生能源發電占比提高，為了掌握並及時因應氣候變化的彈性調度時間，再生能源發電預測已是國際間積極發展的智慧化能源技術之一。目前我國能源局已與中央氣象局合作，推出「氣象資訊綠能虛擬營運中心試用版網頁」，不僅提供綠能發電量分析，且可協助業者進行開發選址參考[4]。我國的再生能源發電預測資訊可借鏡美國能源資訊局(EIA)朝向提供區域再生能源發電相關資訊發展，並將相關資訊納入穩定電網策略的佈局規劃，提升變動型再生能源彈性調度能力，避免各區域再生能源發電集中分佈不平均，造成電力系統調度韌性(resilience)面臨極大的挑戰與風險。

參考資料

[1]Combined wind and solar made up at least 20% of electric generation in 10 states in 2017. https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=37233

[2]台電公司網站,https://www.taipower.com.tw/

[3]US/EIA, Electric Power Monthly.https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.php?t=epmt_6_07_b

[4]自由時報，氣象資訊綠能虛擬營運中心提供選址，2018.07.25。