智慧電網也要配合天氣(3/3)

智慧電網也要配合天氣(3/3)

撰文/Peter Fairley|譯者/甘錫安
轉載自《科學人》2018年9月第199期

政治阻礙

夏普和史密斯這些能源研究人員正嘗試讓電力公司和美國氣象學會等機構認真看待智慧天氣系統,他們還指出政府首長和業界領袖應該支持直流輸電線。美國各州的再生能源政策鼓勵電力公司鋪設交流輸電線來輸送風能和太陽能,但是與歐洲、中國和其他國家一樣,美國只有少數機構打算鋪設長距離直流輸電線,讓各區域互相調度電力。

許多人對輸電線抱持「別建在我家旁邊」的態度,而這只是問題之一;另外,為了解決電網問題,公共事業轉而投資「非線路」方案,例如儲電裝置。在需要電力的地方,設置龐大又昂貴的電池以儲存過剩電力(例如德州夜間強風產生的電力),供無風的陰天使用。但如果遭遇2015年美國西部「風旱」這類極端天氣,電池的功效可能不大。夏普說:「我們不可能收集太陽能板在夏天產生的所有電力,儲存在電池供冬天使用。」

對長距離直流電聯網而言,爭奪區域主導權可能是更大的障礙。地方和州政府官員經常阻撓大容量直流輸電線送來低價電力,以保護州內電力公司的利益。NREL的直流電網研究團隊主持人奧茲柏恩(Dale Osborn)在推行大容量直流輸電線上嚐到苦果。奧茲柏恩去年從美國中部電力調度中心退休,之前是美國電力產業中直流電網的主要支持者,該中心負責管理美國15個州和加拿大曼尼托巴省共有的輸電線路和電力市場。根據NREL分析,電力系統如果能由美國華盛頓州調度電力到弗羅里達州,所需的電廠數量較少。這種方式雖然降低成本,但奧茲柏恩感到惋惜:「很多人只顧私利,不希望發電成本降低,而是希望自己的發電方式越貴越好。」

克拉克指出,高電壓直流電(HVDC)輸電線在美國前景不佳,客戶常要求他在評估研究中刪去HVDC;WIS:dom不得不轉而採用距離較短、數量較多的交流輸電線。克拉克說:「多數人認為長距離HVDC行不通而拒絕採用。」至少在短期內長距離HVDC不會起作用。但他提到,可惜的是當他放棄直流輸電線時,成本維持不變,因為傳統電廠的數量增多,碳排放總量僅減少一半。

美國政府本來可協助打破僵局。歐巴馬政府的能源部長莫尼茲(Ernest Moniz)曾行使法定權力來徵收土地,鋪設對美國相當重要的直流輸電線。那次行動希望把過剩的風能從俄克拉荷馬州輸送到美國的中南部和東南部,但倡議組織乾淨線路能源夥伴(Clean Line Energy Partners)那幾年不甚積極,而且竟然推動幾項不受支持的計畫,那類計畫於美國中西部因地方和州政府反對而停擺。

美國總統川普執政後,這類輸電計畫推動起來更加困難。美國能源部長裴利(Rick Perry)一心保護燃煤發電廠的利益,主張增加發電廠的內燃煤庫存可使電網容易「撐過」極端天氣。但專家指出,煤堆在寒流時可能結冰,熱帶風暴侵襲時則會淹水,導致發電廠停擺。反觀極端天氣經常形成大氣壓力梯度,帶動風力渦輪機運轉,晴朗的天空也提高太陽能電力輸出。根據觀察,夏普指出:「美國有些地方在極端天氣下依然擁有穩定輸出的再生能源。」

前提是,必須擁有可根據天氣狀況調整的智慧電網來輸送這些電力。(完)

(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)

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