能源知識庫

摘要

21世紀再生能源政策網絡研究機構(REN21)每年6月定期發佈最新的全球再生能源現況報告(Renewables Global Status Report)，提供全面即時的再生能源資訊。

再生能源在2019年又是創紀錄的一年，裝置容量增長200 GW以上（主要是太陽光電），這是有史以​​來的最高增幅，其中對風能的投資首次超過了太陽能。(如附表一所示)

附表一、2019年全球再生能源發展指標[ 1]

估計至2019年底，再生能源發電占全球發電比例超過27.3%，其中8.7％來自變動型再生能源(VRE)。

到2019年中期，全球有250多個城市推動100％再生能源目標。企業對再生能源採購在2019年也創下紀錄，Google成為全球最大的再生能源企業購買者，全球超過229家領先的公司加入了RE100計劃（致力於使用100％再生能源）。

2019年全球有32個國家的再生能源發電量至少達到10GW，不含水力的再生能源發電成長15%，累計總裝置容量達到1,437GW。

相對於2018年的135個國家推動再生能源發電政策，2019年又增加了8個國家，共有143個國家推動再生能源發電政策(如附圖一所示)，至少有四個國家(丹麥、德國、愛爾蘭和烏拉圭)的太陽光電及風力發電量占國家總發電量的30％以上(如附圖二所示)。

附圖一、再生能源政策的推動國家成長趨勢(2004-2019)[ 1]

附圖二、2019年變動型再生能源發電占比前十大國家[ 1]

2019年使用拍賣或招標機制的國家總數增加到109個國家（2018年為98個國家），同時，2019年的再生能源電力拍賣也繼續顯示創紀錄的發電低價。反觀，躉購費率機制(FIT)在2018~2019年皆停留在113個國家，没有變動，甚至有些國家已經開始進行削減FIT併網價格或取消FIT機制。(如附圖三所示)

附圖三、再生能源發電政策類別趨勢[ 1]

2019年全球太陽光電加權平均電力均化成本(LCOE)下降了13％，略低於2018年的下降15％。陸上風電成本下降了9％，略低於2018年的下降10％；離岸風電的LCOE則下降了9％(是2018年下降3％的三倍)。全球太陽能和風能技術的加權平均LCOE在與化石燃料的價格競爭中變得更具競爭力。(如附圖四所示)

附圖四、2019年再生能源發電均化成本現況[ 1]

2019年新增再生能源投資金額(包括再生能源電力及燃料，不含水力)約2,822億美元，相較2018年增加1%。自2010年以來，每年對再生能源和燃料的投資已超過2,000億美元，幾乎是化石燃料發電容量投資的三倍，占新發電容量（包括煤炭，天然氣和核能）總投資的71％。

隨著高占比變動型再生能源發電提高，能源系統整合議題愈來愈受到關注，主要整合的關鍵技術如下：

儲能：透過VRE的儲能和調度直接促進再生能源的整合，2019年各類儲能全球市場規模達到183 GW，機械儲能形式（抽蓄水力）佔了大部分，約158 GW。2010年和2018年之間的鋰離子電池容量的單位平均成本降低85％。

熱泵：日本是熱泵水加熱應用的大型市場，在連續四年強勁的市場增長之後，2019年的銷售量超過50萬台。在歐洲，用於衛生熱水的熱泵的銷售量約為20萬台，滿足了歐洲建築物近10％的空間供暖需求。

電動車：電動汽車透過車輛到電網（V2G）技術來支持VRE整合的潛力。電動汽車市場在2019年繼續快速增長，全球電動汽車存量達到2.59億輛，約有720萬輛汽車是電動汽車，超過50萬輛是電動公共汽車，近40萬輛是輕型商用車。

評析

今年REN21報告中提出再生能源發展主要推動的關鍵措施如下：

獎勵或促進靈活性的戰略市場設計：包括:營運、管制及市場。2019年的市場設計干預措施包括美國加州獨立系統運營商宣布再生能源的日前市場，這將使公用事業公司能夠更好地規劃和優化VRE在電網上的使用。義大利電網運營商Terna實行日內電力市場的改革，以縮短VRE發電機饋入電網的預測時間，從而更準確地掌握VRE容量可提供的電力。新加坡零售電力市場的自由化使分佈式能源能夠開始提供靈活性服務。

直接從發電、需求和能源存儲來源採購靈活性服務：VRE發電機本身可以為電網提供基本的可靠性服務，包括頻率控制和調節、慣性響應、電壓調節以及無功功率電壓支持（也稱為功率因數校正）。主要是利用市場訊號（如使用時間定價、獎勵金和罰款）的需量反應計畫來影響VRE終端用戶的用電量行為。

改進對電力需求以及VRE發電和需求的預測：準確預測電力系統需求和VRE發電量，使系統運營商可以預測VRE的可用性，並在短期能源市場調度中有效地平衡發電量和需求量，提高系統的靈活性和可靠性。在澳大利亞，研究人員結合了神經網絡和模式序列（人工智慧和語言翻譯中常用的技術）來改善太陽光電發電預測。在英國，人工智慧被用來評估多達80個影響太陽能發電量的變量，並將預測準確性提高三分之一。美國許多大學和研究機構都進行了太陽光電發電預測，而印度的一家公司正在組合多種數據輸入模型，提供增強的VRE預報工具。

不同地理位置的VRE資源之間以電網基礎結構的形式：電網基礎設施包括輸配電設備和技術，可以成為電力系統靈活性的關鍵推動因素。2019年，世界大多數地區已經在進行或計劃進行電網基礎設施升級以直接支持VRE的增長。

2019年臺灣再生能源發電量占比(包括水力)為5.6%，相較2018年占比(4.6%)上升了1%。其中太陽光電發電占比創歷史新高達到1.5%，風力發電占比為0.69%。臺灣再生能源未來發展規劃與建議如下：

市場設計：我國已開始著手建置電力交易試行平台推動，初期建置目標是日前輔助服務及備用容量交易試行平台推動，相關執行辦法預計2020年7月正式對外公告，預計2020年底至2021年初正式上路。

技術能力：根據2020版的智慧電網總體規劃方案內容，2024年低壓智慧電表安裝達300萬具及2022年區域儲能輔助服務商業運轉等建置目標，大致趕得上2023年正式實行電力交易平台。

標準建立：經濟部標準檢驗局已著手規劃儲能相關標準制定，建議相關儲能系統標準應該在輔助服務市場開放前超前佈署，依照家用、微電網、電廠級等不同儲能應用需求設定相關依循標準，才能建立一個安全穩固的儲能系統產業供應鏈。

經濟有效的智慧電網整合方案：建議台灣儲能系統在建置階段應審慎評估投資的成本效益，衡量新的商業模式收益是否足以回收期初投資成本，以鼓勵投資者進場並作為評估未來進軍國際市場的競爭力參考。

電力資訊加值應用：智慧電網的基礎設施是智慧電表，但真正的「生命線」是數據。高質量的智慧電表數據可為公用事業創造更大的商機與電能管理效益，例如：為客戶開創新電力需求服務，協助檢測及隔離電力中斷，尖峰時段進行電流整合及平衡分配，進而使電網更具彈性。建議參考日本東京電力成立「電網數據銀行實驗室」或韓國電力公司成立「電力數據共享中心」，加速智慧電網資訊流應用商機拓展。

我國再生能源發展規劃構面與REN21報告強調目標、市場/法規、投資/產業、系統整合等多重面向的國際議題趨勢相符，再生能源發展相關進展也被REN21研究機構納入國際重要資訊報告中，顯示我國目前再生能源政策與發展方向不僅與國際趨勢密切接軌，亦引起全球的關注。

參考資料

[ 1]REN21, Renewables 2020 global Status Report, 2020.06.

[ 2]能源局，太陽光電2年推動計畫(第二期)初步規劃，2019.06。

[ 3]聯合新聞網，離岸風電第3階段招標再等等，2019.03.15。

[ 4]綠能科技產業推動中心，產業創新計畫五加二，2020.05。