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資料時間:2019/8/9     提供者 : 張瓊之  
 

麻薩諸塞州領先全美,擬創新推動潔淨尖峰標準計畫(Clean Peak Standard),運用市場機制促進儲能與需量反應發展,解決季節性尖峰用電課題


摘要

1)   麻薩諸塞州(以下簡稱麻州)刻正研擬「潔淨尖峰能源標準(Clean Peak Energy Standard)」政策計畫,主責機關麻州能源資源部(DOER)旨在為潔淨能源技術提供新的激勵,有利於在季節性尖峰用電期間增加電力供給或減少用電需求 [1]

 

2)   「潔淨尖峰標準(Clean Peak Standard, 以下簡稱CPS)」的概念,最初在首長2018年的環境債券法案(Environmental Bond Bill)中被提出,也是推進麻州「促進潔淨能源法案(An Act to Advance Clean Energy)」[4] 很重要的一部分,該法案於2018年8月正式簽署成為法律 [2]

 

3)   CPS是一種旨將潔淨能源電力轉移到尖峰用電時段使用,並嘗試減少尖峰用電需求的市場機制,從而減少碳排放和成本 [2]。其市場運作機制是,當合格的「潔淨尖峰資源(Clean Peak Resource)」在季節尖峰期間發電、調度或放電時,可獲得「潔淨尖峰能源證書(Clean Peak Energy Certificates, CPECs)」。該證書可以出售給電力零售供應商,而電力零售供應商每年被要求需要購買一定數量的證書,以滿足最低標準義務 [2]

 

4)   依據法規中對潔淨尖峰資源(Clean Peak Resource)的定義 [2],包括:

      (1) 新設再生能源;

      (2) 現有再生能源設施搭配新設儲能設施;

      (3) 新設儲能設施,其主要充電來源為再生能源;

      (4) 需量反應資源。

 

5)   麻州是全美國首先批准和實施CPS政策計畫的州。DOER專員Judith Judson認為,此政策推動的主要目的,是為了因應高再生能源占比及用電尖峰所帶來的相關挑戰。因此,有效的系統整合、刺激儲能或其他可行解決方案的部署,皆是相應的政策推動目標 [2]

 

6)   隨著法規制定程序的進行,目前潔淨尖峰標準計畫已走入研擬的第二階段,將由利益關係方提案並展開密集的諮詢磋商。該政策計畫即將展開的暫定時間表如下 [1]

      (1) 2019年第四季:

         i. 提交法規草案;

        ii. 舉行法規草案的公開聽證會;進行書面意見徵詢;

        iii.發布技術公告以確定2020年的義務

      (2) 2020年第一季:

        i. 修訂後的法規將發送給電信,公用事業和能源聯合委員會(TUE)徵求意見;

       ii. 提交最終法規。


評析

1)  麻州能源使用概況 [5]

      (1)  麻州有三個液化天然氣進口碼頭。 2017年,麻州天然氣進口量約占該州天然氣量的12%,占美國東北新英格蘭地區天然氣總需求量的7%。

      (2)  2018年,麻州有67%的電力來自天然氣,煤炭供電占比為零,是新英格蘭地區第三個沒有燃煤發電的州,其餘33%電力來自核能與再生能源。

      (3)  截至2019年3月,麻州的太陽光電裝置容量排名全美第五,擁有總計2,354MW的公用事業規模及小規模太陽光電設置。

 

2)  政策推動動機

     (1)  麻州於去(2018)年上修再生能源義務(RPS),到2030年,麻州再生能源占比須達到35% [7],然此成長趨勢未必能與用電需求相吻合。換句話說,儘管麻州政府在潔淨能源投入大量資金,但由於沒有對應政策解決尖峰時段的電力需求,麻州仍將繼續依賴化石燃料發電來滿足尖峰需求,因而導致高成本和高碳排放。如下圖1所示。

圖1、麻州2030年冬季電力需求與再生能源電力供應模擬(無CPS) [2]

      (2)  麻州導入CPS,期能發出市場信號,驅使市場參與者導向潔淨發電電、儲能技術的投資,減少尖峰期電力需求,從而減少電力尖峰期間的碳排放和成本,如下圖2所示。

圖2、麻州2030年冬季電力需求與再生能源電力供應模擬(有CPS) [2]

 

3)  儲能與需量反應亦為此政策計畫的重點推動角色

      從4月份DOER提出的潔淨尖峰標準計畫草案 [3]中可發現,此計畫除了再生能源之外,亦花相當篇幅說明儲能系統和需量反應資源的市場參與型式與規則。此可回溯於該政策計畫之法源–「促進潔淨能源法案(An Act to Advance Clean Energy)」第15條規定,麻州到2025年12月31日,應實現1000MWh的儲能裝設目標。為實現這一目標,DOER可考慮採取各種政策,鼓勵以具有成本效益的方式部署儲能系統,包括改進現有採購方法以適當評估儲能系統價值,納入能源組合標準,制定試點計畫,或在符合能效基金(energy efficiency funds)運用規範下推行之 [4]

      依據該法案對「潔淨尖峰資源」的定義,廣泛涵蓋合格的儲能系統或需量反應資源,其在季節性尖峰期間生產、調度或向配電系統放電,或者替代地減少系統的負載。此外,該法案亦規定,主責機關DOER後續研擬實施細則時,必須確保從需量反應資源獲得最低百分比的潔淨尖峰證書,以確保需求端方案的市場發展 [4]

 

4)  運用信用乘數鼓勵儲能於再生能源供電尖峰時段充電之機制設計 [2]

      CPS的市場機制設計中,巧妙運用基於特定目的而設定不同的「信用乘數(credit multipliers)」,來刺激電源開發或營運者改變其營運模式。其中,CPS導入了儲能系統必須在再生能源生產最多電力的幾小時內進行充電的要求。DOER指定一組上午和下午時間為太陽能發電尖峰充電時段(peak solar charging hours),下午也有風力發電尖峰充電時段(peak wind hours),如下圖3所示。

圖3、儲能於再生能源尖峰供電時段充電之機制設計 [2]

      (1)  風力發電尖峰充電時段與離岸風電的發電特徵相當吻合,主要考量相較於麻州陸域風電,離岸風電部署將是其未來幾年的發展主力,而離岸風電對於滿足麻州漫長寒冷冬季的用電需求尤為重要[6]。

      (2)  DOER詳細解釋了針對現有以及與州簽約的再生能源電源建立特定乘數背後的邏輯。他們的理由有三 [6]

            i. 驅使這些電源改變其營運方式,避免政府在相同功能性質的電源支付更多經費資源;

           ii. 避免現有電源選項的市場飽和,抑制價格信號,以利市場參與者對儲能進行投資;

          iii. 確保這些電源得視市場信號,與儲能搭配,並移轉其電能生產。


結語

1)  此係一項透過義務制度與憑證工具進行市場機制設計的政策計畫,在不考慮依賴傳統化石能源、持續刺激潔淨能源發展之大前提下,讓市場提供足夠的價格訊號,刺激產業對再生能源、儲能與需求端資源的投資,目標讓麻州日漸增加的再生能源電力供應,得以更直接地滿足該州用電需求,以達到降低整體系統成本、減少碳排放之最終政策目標。

 

2)  此創新政策計畫對於儲能與需求端管理方案之激勵作法,或可做為我國上位決策者因應再生能源占比與尖峰用電需求逐漸增長,推動創能、儲能、節能等面向之能源政策措施參考。惟CPS的市場機制與規則制定,涉及潔淨尖峰標準之制定、潔淨尖峰資源之定義、潔淨尖峰標準證書的市場價值評估方法與發放細則、市場交易規則等面向,具高度複雜性,且將影響諸多市場參與者之盈利,多數細則目前仍在研擬並徵詢外界意見中。建議仍可持續關注其政策研商發展。


參考資料來源

[1]     Mass.gov. Clean Peak Energy Standard. 2019/08/07.  

[2]     Massachusetts Department of Energy Resources (DOER). The Clean Peak Energy Standard. 2019/08/07

[3]     Massachusetts Department of Energy Resources (DOER). Clean Peak Standard Straw Proposal. 2019/04.02. 

[4]     Acts (2018) Chapter 227: AN ACT TO ADVANCE CLEAN ENERGY.

[5]     U.S. Energy Information Administration(EIA). Profile Overview: MASSACHUSETTS. 2019/07/18. 

[6]     Massachusetts zeroes in on shaving the peak. 2019/08/07. 

[7]     Massachusetts Legislature Approves Higher Renewable Portfolio Standard. 2018/07/31. 


著作聲明

1)  若您對於本文有任何問題或想進一步瞭解的地方,歡迎與作者聯繫(張瓊之,03-5916394;siamese@itri.org.tw
2)  本網站上所刊載之文章著作,在合理範圍內,得引用、重製、分享;惟利用前述著作時,請註明作者姓名及出處。


關鍵字標籤 潔淨尖峰標準 潔淨尖峰資源 潔淨尖峰標準證書 儲能 需量反應



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