吸取丹麥經驗,明尼蘇達計畫跨國電力「風水」結合

發佈日期: 2013 年 12 月 23 日 14:00 | 作者: | 分類: 專題報導
在歐洲,挪威由於擁有大量的水力發電水庫,被稱為「歐洲電池」,挪威幾乎全數用電都由這些水力發電設施供應,因此成為周邊國家的巨大調節樞鈕,尤其是近年來丹麥大力推動風力發電,挪威更成為關鍵。
 
 
 
先前《科技新報》報導,在 2013 年,丹麥有 90 個小時,風力發電供給超過丹麥全部的用電量,超過的部分就是由挪威吸收,而事實上,全年丹麥的風力發電總發電量中,不只是這 90 小時超過 100% 的部分送到挪威,而是總共有 4 成的發電量都由挪威吸收。
 
這是因為當丹麥的風力發電量上升,導致電力過剩時,原本應該先以減少火力發電來應對,但是丹麥的火力發電來源有超過 6 成是汽電共生,工廠開工時不可能因為全國電力過剩就停工,還是會繼續汽電共生發電,因此,丹麥的多餘電力就傳輸到挪威,挪威則相對應的停止水力發電,把能源以水的位能的方式儲存在水庫中。
 
如今,丹麥經驗有可能擴散到美國與加拿大。美國明尼蘇達州位於美加邊界,明尼蘇達電力公司(Minnesota Power)研究丹麥與挪威為主的北歐電網經營狀況,其執行副總裁戴夫‧麥米蘭(Dave McMillan)認為「風水」結合,是可再生能源的「聖杯」。
 
明尼蘇達州也得天獨厚,跟丹麥一樣,有龐大的風能潛力,據摩根史坦利北美電力電網與潔淨能源資產研究部(North American Equity Research for Power & Utilities and Clean Energy)總裁 Stephen Byrd 指出,由於風力發電近年來新技術發展大為降低成本,美國中西部的人工與建設成本相對於美國其他地區也較低,美國中西部風力發電的採購價已經低到美度電 2.5 美分,相當於新台幣約 0.74元 的不可思議低價。
 
當然,這個合約價還必須考量美國對風能有每度電 2.2 美分的 10 年產品稅賦抵減(Production Tax Credit, PTC)補貼,但加回 2.2 美分之後,每度電 4.7 美分,折合新台幣還是只有 1.4 塊錢。
 
這個低價也有部分原因來自於風力發電的特質,由於風力發電的特性是固定成本為主,變動成本極低,因此風電在電力過剩時可以用更低的單位售價與火力發電方式競爭,不僅變動成本為主的火力發電因此吃癟,核能雖然也屬於變動成本較低的發電方式,但還是有燃料與安全維護成本,變動成本仍不敵風力發電的幾近於零,因此在市場競爭下,美國電力公司往往優先使用風電,以提高利潤,使得美國中西部風力發電的容量系數甚至可超過 50%,進一步分擔了固定成本,而使風電單位價格更為便宜。
 
摩根史坦利的 Stephen Byrd 表示,雖然美國天然氣現在價格相當低,但是燃氣發電每度電的變動成本仍要 3 美分,若加上固定成本攤提,每度電發電成本約要6美紛,可說在美國中西部,風電已打敗燃氣,而燃煤發電的變動成本則在 2 到 2.5 美分之間,可說風電也已經打敗燃煤。不過 Stephen Byrd 指出中西部的情況並不能套用到美國全國。
 
對於位於美國中西部北端的明尼蘇達州而言,風電的發展,有助於明尼蘇達電力公司從目前8成燃煤,改進到三分之一可再生,三分之一燃氣,三分之一燃煤的減碳目標。
 
而明尼蘇達州的北界,就是水力資源豐富的加拿大,因此明尼蘇達電力公司視丹麥模式為「聖杯」也就不難想像。
 
在明尼蘇達電力公司的計畫中,擔任挪威的角色的,是加拿大馬尼托巴水電公司(Manitoba Hydro),它擁有 15 座大型水庫,明尼蘇達電力公司計畫建立大北方電力輸配線(Great Northern Transmission Line),跨國連結雙方,然後就能以丹麥模式「風水」結合。這個大膽的計畫為明尼蘇達電力公司贏得今年的年度風能計畫大獎。
 
但是這個計畫也面臨許多反對聲浪。
 
首先,在分散式能源的思潮下,大北方電力輸配線計畫卻不折不扣是一個傳統大型集中式電力系統思維下的產物,而輸配線路所經之處,必定面臨高聳電塔破壞景觀與安全疑慮的反對聲浪,或是輸配線一旦遭到天災或人為破壞,可能造成大跳電的後果。而輸配線要繞過湖泊,本身到底要經過哪條路線,也是個問題。
 
另一方面,加拿大雖然水力資源豐富,但也並非無限,當明尼蘇達州大舉開發風能以後,加拿大的水力資源能支援到什麼程度,也尚待考驗。
 
無論如何,「風水」結合的大膽計畫,或許並不是可再生能源的終極聖杯,但是仍反應出各種技術進步下,新的可能性不斷誕生的情況,目前在能源界,像這樣的大膽計畫,正如百花齊放,因應不同地區的需求,產生不同的解決方案。
 
 
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