哈維、艾瑪颶風連續侵襲，美國再度深思分散式能源發展

【Technews科技新報】每當天災過後，能源安全的議題就會再度受到重視，2012 年時珊迪颶風侵襲美東，造成紐約等地大斷電，當時分散式能源的各種技術還在實驗階段，成本較高，本來不受重視，只在學校進行小型學術性試驗，但當珊迪來襲，紐約一片黑暗，紐約大學校區因設置熱電共生分散式能源系統，有電、有燈光、有暖氣、有熱水，成為災區中的救難綠洲，其他如紐澤西州普林斯頓大學校區、康乃迪克州的南溫莎（South Windsor）高中，也扮演相同角色。

5 年過後，相關技術成本已大為下降，然而分散式能源發展仍局限於特殊應用，如偏遠地區等尚未能完全普及。哈維颶風侵襲，再度提醒世人集中式電網對應巨災的脆弱性，以及分散式能源的重要。台灣許多人對分散式能源完全沒有認知，經常誤以為把電網切八段叫分散，或誤以為只有分散式太陽能才是分散式能源，事實上，分散式能源的領域非常廣，從最傳統的備援柴油發電機，到最高端的微電網系統，都是分散式能源的一環。

哈維颶風摧毀了輸配電設施，造成超過 20 萬戶斷電，而大水造成電力公司根本無法前往搶修，於是大多數沒有備援電力的用戶，就這樣被遺落在黑暗中。德州大多數居民具有分散式備援電力資源，多半還是傳統在車庫裡的柴油發電機，這些柴油發電機儘管污染大，也不是什麼最新科技，但是能讓冰箱有電，食物不會腐壞，也能讓重要的商家開店營運，以及維持醫院運作。

家中沒電或許只是不方便，商家沒電可能只是少賺點錢，但對大型機構來說，備援電力準備是否充分至關重要。醫院仰賴備援電力保住病人性命，珊迪颶風時，紐約就發生醫院備援柴油發電機故障，導致病患得在風雨中轉院的慘劇。在德州，此次哈維颶風也讓多家醫院發現備援電力失效，導致 16 家醫院關閉、1,000 多名病患得在風雨中轉院。

此外，哈維颶風還吹垮了化學工廠。2004 年由道達爾（Total）重整時獨立而成的阿科瑪（Arkema）化學，其在德州克勞斯貝的化學工廠，受到哈維颶風侵襲，不僅打斷電網供電，也淹沒柴油發電機，造成兩組備援電力系統失效，過氧化物冷凍儲槽斷電，阿科瑪員工連忙把過氧化物轉移到柴油發動的冷凍櫃拖車上，但其中 8 輛也發生故障，員工只好緊急撤離，過氧化物升溫後分解，產生有毒煙霧，最後著火爆炸，消防單位疏散方圓 1.5 英里範圍。爆炸後散發的毒霧讓許多警消人員都因為呼吸道刺激而送醫。

相對的，在哈維颶風巨災中，休士頓的德州醫學中心（Texas Medical Center ）卻是有備無患。2001 年時，颶風艾利森來襲，造成德州醫學中心損失 20 億美元，在這次慘痛教訓後，院方痛定思痛，斥資 5,000 萬美元，建立一系列防水門，以阻擋可能的洪水；此外，也找來熱電共生系統商熱能（Thermal Energy）安裝熱電共生系統。當哈維颶風來襲，德州醫學中心安然繼續營運，確保所有病人的安全。

德州 H-E-B 連鎖超市也獲益於及早引進分散式能源系統。H-E-B 連鎖超市與微電網服務商迷岩（Enchanted Rock）合作，以每月付固定服務費用的方式，讓迷岩為大休士頓地區 63 家店面安裝、維護、營運燃氣發電微電網系統。在平時，這套系統主要是用來在尖峰時間減少使用高價用電，或是甚至可逆向售電給德州獨立電網 ERCOT，這套系統也設計了「孤島模式」，也就是當德州電網斷電時，可以做為獨立的微電網運作。當哈維颶風侵襲導致大斷電時，18 家 H-E-B 連鎖超市進入孤島模式後，可從不受狂風與水災影響的地下天然氣管線取用天然氣，成功自我供電，而能持續營運。

可從防災的能源安全形度出發

分散式燃氣發電不僅成本低於柴油發電，也更可靠，讓天然氣成為取代傳統柴油發電機的選項。迷岩的燃氣發電微電網系統目前總安裝容量已經達 130 百萬瓦（megawatt），並且無需補貼就有市場經濟效益。

德州也有結合太陽能、能源儲存、建築能源管控系統的較複雜微電網。達拉斯電力公司安可（Oncor）就建立了一個示範微電網，此外，美國能源部也出資，挹注德州理工大學成立的可再生能源產學平台奈爾集團（Group NIRE），建立物聯網能源管控系統，控制電池、電動車、空調設備、電熱水器、LED 照明等 100 項設備，以達成穩定管理微電網的目標，不過這兩個計劃都未受哈維颶風侵襲的考驗。

佛羅里達州的主要電力公司之一，佛羅里達電力照明公司（Florida Power & Light）在 2005 年威瑪颶風侵襲造成 350 萬人斷電之後，自 2006 年起，投注 30 億美元升級既有電網，提高對天災的防備能力，包括將木柱電線杆改為混凝土、在變電所安裝洪水監測設備，以保護低洼地區的變電設備，也安裝智慧電錶，以便一旦電力網路受損時能立即察覺並嘗試繞過受損地區。

但是哈維颶風之後，緊接著艾瑪颶風來襲，佛羅里達州仍有 900 萬人斷電，相當於 4 成居民，喬治亞州與南卡羅來納州也有 100 萬人斷電，另外杜克能源所屬區域也有 100 萬人斷電。在艾瑪颶風的強風侵襲下，連混凝土電線杆也應聲折斷，地下設施在颶風帶來暴潮下淹沒，大量設施損毀無法修復，必須重建，導致需要數周時間才能複電。

佛羅里達電力照明公司認為已經打造全美最強化、最智慧的電網，但仍然無法抵抗艾瑪颶風，這再度提醒世人集中式電網面對天災的脆弱性。當前的集中式電網，任何輸配節點受損，就會造成後續區域或完全斷電，這樣的弱點，想要靠電網能全面升級加強至「金剛不壞」來彌補，由佛州經驗可知，既曠日廢時、效果不彰，經濟上也不切實際。

分散式能源發展的第一步，並非立即取代現有的集中式電網，而是補其不足，既然無法把集中式大電網所有環節都打造得固若金湯，那就先從備援的思考角度補強。重要設施，小自紅綠燈，大到醫院、重要工廠，都必須建立自有的分散式能源，以因應一旦天災人禍，不會因為缺電而釀成更大災害。民生方面，住宅或社區有一定分散式能源備援能力，雖然可能不足以吹冷氣，但至少冰箱有電，食物不會腐壞，抽水機有電，保持水塔有水，就能安然度過災情。

繼珊迪颱風之後，此次哈維、艾瑪颶風連續來襲，引起美國又一波分散式能源思考，紐澤西州公共事務委員會（New Jersey Board of Public Utilities）近來批准城中市區對微電網應用的研究，就表示珊迪颶風、哈維颶風的災情，提醒人們需要更多準備，需要打造先進微電網以因應下次災情。隨著極端氣候現象越來越顯著，分散式能源的概念，可望先從防災的能源安全形度出發，打下第一個利基市場。

（首圖來源：Pixabay）

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國立台灣大學醫學系畢業，從事翻譯、圖文創作，關心歷史、財經、科技產業，於PTT擔任架空歷史板板主，著有《海角七號電影小說》、歷史小說《明騎西行記》，歷史著作《橡皮推翻了滿清》。

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