德州大停電給台灣的警訊:完全的電業自由化,最終可能導致系統失靈

德州大停電給台灣的警訊:完全的電業自由化,最終可能導致系統失靈
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我們想讓你知道的是

德州大停電暴露出完全的電業自由化的三大困局:市場失靈、完全合理卻愚蠢的選擇、用單一思維評估電力系統基礎建設投資。由此我們也可以發現,整天高談要供電穩定與安全、環保、降低發電成本三者兼顧的空話,就像是在耍流氓。

文:鄭智文、盧展南

最近有很多新聞評論「美國德州大停電給台灣的警訊」,最後都跟綠能、核能、天然氣、藻礁公投等扯上關係,這些都是發電端的問題,也都沒錯,但是大停電是一個系統性問題,如果用電力系統的角度,也就是全局思維,我們應該如何正確思考德州大停電?

德州大停電發生在今年(2021)大年初二,迄今已經一個月,你可能覺得已經是很久以前的事了,但是因為後遺症仍持續發酵,現在回頭來檢視,反而是個最佳的時間點。

跟哪一間電力公司買電,決定你在德州冰風暴期間的命運

沒電用的傷身,有電用的傷荷包。

美國德州產油,也有高比例的再生能源,一直以來以擁有豐沛且多元的發電資源自豪,其電力市場高度自由化,人稱「孤星州」,德州牛仔做任何事情都不想受聯邦政府插手監管,因為它自認為發電資源非常豐沛 [註一]。德州的電力市場一直只有電能市場而沒有容量市場 [註二],好處是不需負擔很多備轉容量的成本而擁有較低的電價,但壞處就是電廠盡可能追求在最短的時間內利潤極大化,不做長遠的投資規劃。

前德州州長Rick Perry曾公開表示:「德州人不怕黑暗,德州人怕的是受到聯邦政府監管。」2011年德州就發生一次大停電還這麼狂,於是極端氣候大年初二再度來敲門,這次來得更猛、更長,北極氣旋造成德州約三分之一共30GW的風、光、核、火發電廠無法順利運轉發電,上演宛如電影《明天過後》的真實悲慘劇情。

如果你是德州的居民,跟州內頗具規模、老字號的電力公司Brazos買電,你大概是選擇用固定電費,這意味著售電公司必須承擔批發價格波動的風險,冰風暴肆虐期間,電力市場批發價格飆漲一百多倍,Brazos公司在災後收到德州電力可靠度委員會(ERCOT)高達21億美元的一週帳單,電力公司直接雙手一攤,申請破產保護,倒了。

如果你是德州的居民,跟州內以破壞電力零售市場著稱的Griddy電力公司買電,你大概是選擇用浮動電費,這意味著你必須承擔批發價格波動的風險,冰風暴肆虐期間,一度電曾經高到大概是你家電費的一百多倍,意思是例如原本你一個月付1000元電費,現在你得付10萬元,這可能比你月收入還高!消費者在災後不願意買單,現在州政府和電力公司對簿公堂,鬧得很不愉快。

不管你是買哪間電力公司的電,你的下場都不是太好,沒電用的傷身,有電用的傷荷包,電力公司倒了,你即使再精明,也討不到便宜。

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我們之前的文章《破除這3個誤解,你對電力交易的認識就超越99%的人》說過,電業自由化最主要的目的,是為了增進電業的效率,當然也要兼顧可靠度,但是發生德州大停電之後你發現,電業自由化電費變得那麼貴,電力系統也沒有比較可靠,真的需要電業自由化嗎?

答案是,我們不需要完全的電業自由化,但我們迫切需要一個既有東方社會的信賴機制,又有西方社會的法治精神,一個符合下一個世代的電業管理方式。

德州大停電暴露出完全的電業自由化的三大困局

市場失靈、完全合理卻愚蠢的選擇、用單一思維評估電力系統基礎建設投資。

ERCOT實際上都有遵循電力可靠度相關規範,但因為過於崇尚自由競爭,德州大停電暴露出完全的電業自由化的三大困局:

  1. 市場失靈:電力市場遇到極端事件容易造成市場失靈,需要事前就有公平、公正、公開的處理原則,而非總是事後兩手一攤,動用國家預算由全民買單。而且極端氣候只會越來越頻繁,難不成每次都有錢買單?
  2. 會做出完全符合資本主義遊戲規則卻愚蠢的選擇:例如德州人就做出犧牲可靠性換經濟性的能源選擇。我們剛剛才說其實2011年德州就經歷類似的大停電,事後ECORT參考聯邦管理委員會(FERC)的建議,加強面對各種極端氣候的準備,但因沒有強制性,民主制度又有短視近利的缺陷,很多項目最後未盡完善,於是倒楣的就是平民老百姓。
  3. 一個僅仰賴電能市場的價格誘因,來吸引包括私營企業、聯邦公營、市政公司、電力合作社等各種形式的市場參與者投入電力系統基礎建設投資,是有缺陷的:市場參與者在評估時,會以報酬率為首要考量。為了像極端氣候的系統性風險,作額外的投資,或準備更多的備用容量,不划算。

想要享受自由,卻不願意承擔責任

整天高談要供電穩定與安全、環保、降低發電成本三者兼顧的空話,都是在耍流氓。

自古世事難兩全,如果只想要降低發電成本取得很便宜的電價,你就應該做好準備,隨時節能或建置混合型微電網來確保供電穩定與安全。如果只想要很多再生能源,因應提高再生能源占比對電力系統的衝擊,就應該購買足夠的電力輔助服務,才能確保供電穩定與安全。如果你不需要供電穩定與安全,那你就可以優先考慮環保和降低發電成本。

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供電穩定與安全、環保、降低發電成本這三者必須排出優先順序,市場上誰負責拍板決定三者的優先策略?這就是我們一直以來倡議的獨立的電力市場監管機關,只要一日沒有監管機關,想要享受自由,卻不願意承擔責任,整天高談要供電穩定與安全、環保、降低發電成本三者兼顧的空話,都是在耍流氓。

今年(2021)我們即將開始電力交易,也就是輔助服務及備用容量交易試行平台,在這個時間點藉由別人失敗的經驗提醒我們應該如何更加完善遊戲機制及對市場公平性的監管,也是一種確保萬民之福的準備。

註解

  1. 雖說不想受聯邦政府插手監管,美國德州負責電力調度中心和電力交易中心業務的德州電力可靠度委員會(ERCOT),仍有遵循聯邦管理委員會(FERC)、北美電力可靠度委員會(NERC),以及NERC在德州實際參與協調和改善電網可靠度的可靠度協調會(TRE)的規範。
  2. 關於兩種市場的白話文說明請見《電力市場的權力遊戲三:電力交易中心王者降臨》

作者介紹

  • 鄭智文

利用資通光電技術,推動綠色科技產業。從無到有逐步聚合國內需量反應資源,共同參與虛擬電廠,提供可靠和彈性地電網資源,對抗氣候變遷,現任綠學院綠色帶路人。

  • 盧展南

一輩子以工程師的角色努力培養大電力人才,擔任多國的政府單位、研究單位、公司及電力公司顧問,參與各項重大電力建設諮詢,對電力工程教育不遺餘力。目前任教國立中山大學電機工程學系,同時擔任台灣電力與能源工程協會理事長及綠學院綠色帶路人。

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本文經綠學院授權轉載,原文刊載於此

責任編輯:丁肇九
核稿編輯:翁世航


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Photo Credit: ACW SOUTH沙崙資安服務基地

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Photo Credit: ACW SOUTH沙崙資安服務基地

經過競爭激烈的簡報時間,當下不只驚嘆同學對於社會、產業細膩的觀察,也意識到原來資安與我們的日常其實距離這麼近,例如網頁防駭的主動偵測、通訊軟體訊息的AI辨識等,其實都是與生活密切關聯,但容易存在資安危害或漏洞的小地方。

既然是競賽,終究會決出勝負。本次「2022第一屆沙崙資安新秀大賽」最終分別由國立中山大學的「Starlight」以數獨資訊加密進行隱私保護的研究、國立宜蘭大學的「若『隱』若『線』」以AI動態無線頻譜的安全偵測系統榮獲佳作;國立臺東大學的「哩哪來臺東請你斟酌看」以AI針對資安入侵進行主動判斷並示警的研究榮獲第三名;國立臺灣科技大學的「K459」以工業物聯網之實體密罐系統的開發榮獲第二名;國立中山大學的「特洛伊獵手」以硬體木馬的設計及檢測榮獲第一名。

從得獎的組別也可以發現,今年沙崙資安新秀大賽的議題十分多元,從高度專業的產業面到平易近人的生活面都有所著墨,其中出題觀點與解題手法也令評審大為驚豔,期待年底成果發表會時,這些資安技術有進一步的實踐,未來更對臺灣的資安產業及日常生活帶來協助或補強。

打造全民數位韌性,從自我培力做起

當數位服務深入日常角落,資訊安全與你我的距離其實比你想像的還要接近。大至水廠電廠等國家民生基礎設施、提供資訊服務的民間企業;小至日常中滑滑臉書、撥打電話的舉動,都可能成為駭客攻擊的目標,資安危機甚至還會變換型態,愈來愈難以防範。

因此,沙崙基地培育人才、強化資安能量的使命,不只是影響國家長期發展的重要因子,也是影響「全民數位韌性」能否切實落地的關鍵因素。其實資訊安全的敏銳度、應用科技的數位力,是你我可以從生活中開始培養的,而沙崙基地展示了七大實作平台,透過互動展示與簡易圖說,讓民眾可以具體了解各種資安形式與威脅,如果對於數位發展有所遲疑、或是擔心面對突如其來的資安議題手足無措,不妨找天來沙崙基地晃晃,認識當前資安最新發展,培養與資安大賽選手們一樣敏銳的觀察力與資安意識。

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