Yahoo奇摩新聞 思想坦克》借鏡美國強韌電網策略
美國在電網現代化的策略及技術的發展上已著墨甚深，值得台灣強化未來電網的參考。（圖片來源／信傳媒編輯部）
電網老舊加上能源轉型、車輛電氣化以及耗費大量電力AI崛起的挑戰，如何強韌電網在美國也是很重要的課題。
7月美國發布2024年電網現代化策略，明確指出要達到電網現代化必須整合各種電源、強化電網的安全、解決儲能和分散電源對電網造成的挑戰、並為美國在國際能源經濟提供一個具有競爭力和創新的關鍵平台。
而未來的現代化電網必需在一些關鍵特性上取得平衡，這些特性包括強韌性（Resilient）（電網發生事故時能快速恢復）、可靠度（Reliable）（電力傳輸時能維持可接受的品質和容忍一定程度的干擾，供電品質（電壓、頻率、諧波…等）須符合法定範圍）、安全（Security）（確保關鍵設施受到威脅時能維持安全)、付得起（Affordable）(電費是消費者可以承受的)、彈性（能有效因應電網的變化和不確定性）、環境永續（Environmentally Sustainable）（將電力傳輸對環境的影響降低到社會可接受）、公平性（Equitable）（邊緣化社區的電力使用應受到重視；對於受能源系統傷害的社區也要有所補償）。
在維持這些關鍵特性的情況下，美國希望2035年電力部門能達到零碳排、2050年前整個經濟體達到淨零碳排。
美國以6支柱達成未來電網的策略
為統合美國國家資源達到強韌電網的目地的，能源部於2015年成立電網現代化倡議（Grid Modernization Initiative, GMI），GMI 有兩個重要功能，第一是運用不同辦公室的聯合經費來啟動電網現代化的研究、發展、示範、佈建；第二是讓不同辦公室能分享電網現代化的資訊以便協調。GMI管理結構包括能源部官員、GMI團隊、電網現代化實驗室聯合會。地方政府、學術界、民間團體和私人企業則是GMI推動未來電網的堅強夥伴。GMI以下列6大支柱作為達到未來電網的策略：
1.設備和整合系統（Devices and Integrated Systems）：電網需要的設備必需具有已考量資安的適當控制，這些設備在系統裏的互動關連必須清楚理解，這些設備可以讓電力系統有效運轉的整合方法必須建立起來。電網必須擴充到能因應未來20年因電動化和再生能源發展所增加的新發電容量。高壓直流傳輸(HVDC)對長距離電力傳輸效率比較好，中壓直流傳輸(MVDC)對整合離岸風電有重要應用，直流傳輸及其相關設備的研發也必需進行。
2.營運（Operations）：發展讓未來電網不管是在平常或極端環境下都能可靠運行的程序和技術。
3.規畫(Planning)：提供電網社區執行政策分析、電網擴充規劃、日前電力負載預測及電源調度規劃和政策發展、經濟評估、工程設計、資本投資和營運費用的風險評估等等的下一代計劃工具。
4.電力市場、政策、法規（Markets, Policies, and Regulations）：研究目前電力市場、政策、法規，以便形成策略在兼顧公平性的國家減碳目標下，讓電網能夠在公開、透明、公平的電力市場競爭機制下有效率運行並能可靠供應能源。
5.韌性和安全的系統（Resilient and Secure Systems）：為改善電力系統韌性與安全，致力於發展物理性和資安解決方法、歸納風險、評估衝擊、發展減緩風險方法、當和能源有關的緊急狀況發生時能提供停電範圍、供電狀態和事故後復電支援。
6.彈性發電和負載（Flexible Generation and Load）：面對不同時間、空間的狀況變化和不確定因素，能極大化發電和負載的彈性。彈性發電包括太陽能、風力發電、整合儲能、聚合成發電廠等級的微電網；也包含革命性變革的核電（如小型核電）和石化燃料發電（如加碳補捉）。彈性負載包括再生能源過剩時啟用可控的儲冷、儲熱用電。
美國電網現代化的策略及技術值得台灣參考
以上6個支柱的技術成果可提供現代電網達到GMI願景所需要的工具和技術。電網現代化的技術及應用的價值被驗證後，能源部將提供這些技術基礎給決策者做為投資基礎設施和制定政策的依據。GMI提供現在和未來要進行的專案及和夥伴之間的關係能夠聚焦並一致的組織架構。
為因應氣候變遷，電源開發時必須兼顧淨零碳排，所以全力發展再生能源。再生能源增加後，因其間歇性，供電穩定的挑戰性更大。包括數據分析的資通訊技術對於供電穩定和電力有效傳輸與使用可以扮演重要角色，而維持未來電網的韌性除了電源開發，也要有效運用資通訊並對既有電網進行更新與偵錯。美國在電網現代化的策略及技術的發展上已著墨甚深，值得台灣強化未來電網的參考！
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