哈维、艾玛飓风连续侵袭 美国再度深思分布式能源发展

每当天灾过后，能源安全的议题就会再度受到重视，2012年时珊迪飓风侵袭美东，造成纽约等地大断电，当时分布式能源的各种技术还在实验阶段，成本较高，本来不受重视，只在学校进行小型学术性试验，但当珊迪来袭，纽约一片黑暗，纽约大学校区因设置热电共生分布式能源系统，有电、有灯光、有暖气、有热水，成为灾区中的救难绿洲，其他如纽泽西州普林斯顿大学校区、康乃迪克州的南温莎(SouthWindsor)高中，也扮演相同角色。

5年过后，相关技术成本已大为下降，然而分布式能源发展仍侷限于特殊应用，如偏远地区等尚未能完全普及。哈维飓风侵袭，再度提醒世人集中式电网对应巨灾的脆弱性，以及分布式能源的重要。台湾许多人对分布式能源完全没有认知，经常误以为把电网切八段叫分散，或误以为只有分布式太阳能才是分布式能源，事实上，分布式能源的领域非常广，从最传统的备援柴油发电机，到最高阶的微电网系统，都是分布式能源的一环。

哈维飓风摧毁了输配电设施，造成超过20万户断电，而大水造成电力公司根本无法前往抢修，于是大多数没有备援电力的用户，就这样被遗落在黑暗中。德州大多数居民具有分布式备援电力资源，多半还是传统在车库里的柴油发电机，这些柴油发电机尽管污染大，也不是什么最新科技，但是能让冰箱有电，食物不会腐坏，也能让重要的商家开店运营，以及维持医院运作。

家中没电或许只是不方便，商家没电可能只是少赚点钱，但对大型机构来说，备援电力准备是否充分至关重要。医院仰赖备援电力保住病人性命，珊迪飓风时，纽约就发生医院备援柴油发电机故障，导致病患得在风雨中转院的惨剧。在德州，此次哈维飓风也让多家医院发现备援电力失效，导致16家医院关闭、1,000多名病患得在风雨中转院。

此外，哈维飓风还吹垮了化学工厂。2004年由道达尔(Total)重整时独立而成的阿科玛(Arkema)化学，其在德州克劳斯贝的化学工厂，受到哈维飓风侵袭，不仅打断电网供电，也淹没柴油发电机，造成两组备援电力系统失效，过氧化物冷冻储槽断电，阿科玛员工连忙把过氧化物转移到柴油发动的冷冻柜拖车上，但其中8辆也发生故障，员工只好紧急撤离，过氧化物升温后分解，产生有毒烟雾，最后着火爆炸，消防单位疏散方圆1.5英里范围。爆炸后散发的毒雾让许多警消人员都因为呼吸道刺激而送医。

相对的，在哈维飓风巨灾中，休士顿的德州医学中心(TexasMedicalCenter)却是有备无患。2001年时，飓风艾利森来袭，造成德州医学中心损失20亿美元，在这次惨痛教训后，院方痛定思痛，斥资5,000万美元，建立一系列防水门，以阻挡可能的洪水;此外，也找来热电共生系统商热能(ThermalEnergy)安装热电共生系统。当哈维飓风来袭，德州医学中心安然继续运营，确保所有病人的安全。

德州H-E-B连锁超市也获益于及早引进分布式能源系统。H-E-B连锁超市与微电网服务商迷岩(EnchantedRock)合作，以每月付固定服务费用的方式，让迷岩为大休士顿地区63家店面安装、维护、运营燃气发电微电网系统。在平时，这套系统主要是用来在尖峰时间减少使用高价用电，或是甚至可逆向售电给德州独立电网ERCOT，这套系统也设计了“孤岛模式”，也就是当德州电网断电时，可以做为独立的微电网运作。当哈维飓风侵袭导致大断电时，18家H-E-B连锁超市进入孤岛模式后，可从不受狂风与水灾影响的地下天然气管线取用天然气，成功自我供电，而能持续运营。

可从防灾的能源安全角度出发

分布式燃气发电不仅成本低于柴油发电，也更可靠，让天然气成为取代传统柴油发电机的选项。迷岩的燃气发电微电网系统目前总安装容量已经达130百万瓦(megawatt)，并且无需补贴就有市场经济效益。

德州也有结合太阳能、能源储存、建筑能源管控系统的较复杂微电网。达拉斯电力公司安可(Oncor)就建立了一个示范微电网，此外，美国能源部也出资，挹注德州理工大学成立的可再生能源产学平台奈尔集团(GroupNIRE)，建立物联网能源管控系统，控制电池、电动车、空调设备、电热水器、LED照明等100项设备，以达成稳定管理微电网的目标，不过这两个计划都未受哈维飓风侵袭的考验。

佛罗里达州的主要电力公司之一，佛罗里达电力照明公司(FloridaPower&Light)在2005年威玛飓风侵袭造成350万人断电之后，自2006年起，投注30亿美元升级既有电网，提高对天灾的防备能力，包括将木柱电线杆改为混凝土、在变电所安装洪水监测装置，以保护低洼地区的变电装置，也安装智慧电表，以便一旦电力网络受损时能立即察觉并尝试绕过受损地区。

但是哈维飓风之后，紧接着艾玛飓风来袭，佛罗里达州仍有900万人断电，相当于4成居民，乔治亚州与南卡罗来纳州也有100万人断电，另外杜克能源所属区域也有100万人断电。在艾玛飓风的强风侵袭下，连混凝土电线杆也应声折断，地下设施在飓风带来暴潮下淹没，大量设施损毁无法修复，必须重建，导致需要数周时间才能复电。

佛罗里达电力照明公司认为已经打造全美最强化、最智慧的电网，但仍然无法抵抗艾玛飓风，这再度提醒世人集中式电网面对天灾的脆弱性。当前的集中式电网，任何输配节点受损，就会造成后续区域或完全断电，这样的弱点，想要靠电网能全面升级加强至“金刚不坏”来弥补，由佛州经验可知，既旷日废时、效果不彰，经济上也不切实际。

分布式能源发展的第一步，并非立即取代现有的集中式电网，而是补其不足，既然无法把集中式大电网所有环节都打造得固若金汤，那就先从备援的思考角度补强。重要设施，小自红绿灯，大到医院、重要工厂，都必须建立自有的分布式能源，以因应一旦天灾人祸，不会因为缺电而酿成更大灾害。民生方面，住宅或社区有一定分布式能源备援能力，虽然可能不足以吹冷气，但至少冰箱有电，食物不会腐坏，抽水机有电，保持水塔有水，就能安然度过灾情。

继珊迪台风之后，此次哈维、艾玛飓风连续来袭，引起美国又一波分布式能源思考，纽泽西州公共事务委员会(NewJerseyBoardofPublicUtilities)近来批准城中市区对微电网应用的研究，就表示珊迪飓风、哈维飓风的灾情，提醒人们需要更多准备，需要打造先进微电网以因应下次灾情。随着极端气候现象越来越显著，分布式能源的概念，可望先从防灾的能源安全角度出发，打下第一个利基市场。

相关阅读：

储能技术在分布式光伏发电中的应用

【干货】微电网构建分布式能源多样化应用场景

分布式发电与微电网技术及关键装备