建構「效率優先」的夏月尖峰節電戰略

建構「效率優先」的夏月尖峰節電戰略
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若要促使現行能源局與台電所提出的節電計畫真正發揮效果,應從善用資訊與社會網絡著手:統整用電資訊找出用電熱點,則可聚焦至關鍵社區,導入相關節電輔導措施。

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文:趙家緯(中心博士後研究員)

依據綠色和平於2018年5月17日公布的民調,有61%民眾表示支持政府2025年的能源轉型目標。更有72%的民眾同意,就算有各種困難陣痛,臺灣的能源轉型仍必須以乾淨再生能源為主。但有接近或超過七成的民眾表示擔心能源轉型過程中發生「缺電限電」、「影響經濟」、「電價上漲」等狀況(綠色和平,2018)。而除了2017年815大停電此類操作意外之外,是否會發生缺電情形,關鍵就是在於能否因應夏日的尖峰負載。因此臺灣是否能在廢核減煤的過程中,妥適管理夏日尖峰需求,就決定了臺灣能源轉型能否成功。

2017年政府在夏月尖峰前,提出了「夏月節電大作戰」的策略,首次整合跨部會的資源,推動抑制尖峰,且提出了具體的夏月尖峰負載抑制目標,均為臺灣能源管理歷程的一大進展(經濟部,2017a)。只是去年8月時因和平電廠電塔倒塌以及大潭電廠輸氣管操作不當的供氣中斷兩事件,導致後續僅能救火式的逐日應付備轉容量率的增減。夏月過後,亦未就此次大作戰的成效加以檢討,錯失建立制度化策略的良機。

今年度(2018)在夏月節電上,直至逼近七月,都尚未有整體性的夏月節電策略提出,令人憂心政府是否有意識到尖峰負載管理在臺灣能源轉型中的關鍵角色。因此本文首先解析臺灣的夏日尖峰特性,再分就住商小用戶以及工商大用戶中分析可行的抑制策略,最終則就如何建構一以「效率優先」的夏月尖峰戰略提出綜合新的建議。

夏日尖峰紋理解析

2017年時,備轉容量低於6%以下的天數達102天,只要該天尖峰需求高於3500萬瓩時,供電穩定燈號極可能亮橘燈。但若細部分析,2017年時高於3500萬瓩的時數總計為99個小時,佔全年時數的1.13%,亦即若可就此投入充足行政資源以及技術,即可做好負載管理確保供電穩定。

圖1 2017年逐時負載趨勢 | 資料來源:本研究整理自台電資訊

依據台電統計,低壓用戶對系統尖峰負載的貢獻約達5成,而非用電量較大的高壓大用戶。以2015年為例,低壓用電於電力消費量之占比為30%,但尖峰負載占比達51.63%。而2016年時,連續多日高溫不斷,臺北氣象觀測站更創最高溫超過35度累計天數27天的紀錄,加以4月調降電價9.56%,尖峰負載成長1.7%,其中與空調使用最相關的氣溫敏感負載更成長了4.8%,對尖峰負載增長的貢獻量貢獻達50%。

若就高壓與低壓用戶進行分析,則去年高壓用戶的尖峰負載成長了5%,低壓用戶的尖峰負載則減少了1.3%。然而2017年時,整個尖峰負載成長趨勢,則呈現與2016年相反的走勢。氣溫敏感負載反而下降了5.2%,但基本負載於工業生產指數走高的狀況下,則是成長2.7%。從此結構可知,若要做好尖峰管理,為數眾多的住宅與小商家仍是重點,特別是應就其空調改善加以著手。而針對大用戶上,則應思考其根本性提升能源效率的策略。

圖2 2015年臺灣負載組成 | 資料來源:陳群元(2016)
善用資訊與社會網絡,以「推力」抗尖峰

要針對800萬個家庭以及97萬戶的小商家研擬相應的尖峰抑制策略,則應分析一般住戶與小商家的用電特性。依據台電家用電器普及狀況調查家用調查,目前住宅所裝設冷氣中,壽齡達9年以上的電器達到三分之一以上,但僅有不到7%的民眾具有主動汰換意願。而依據黃達海等(2011)實測,老舊冷氣耗電量比市面上節能標章高出25%以上。因此若可必定要設計相應政策,促使民眾汰換老舊冷氣。

然今年度經濟部與台電現所端出的夏月節電措施中,針對住宅用戶者為村里節電大作戰以及節電獎勵活動。前者是以村里為單位,該村里中夏月節電率達1%以上,就可贏得3萬元以上的獎金;後者則是以家戶為單位,以每節一度電獎勵0.6元的方式鼓勵。但檢視此兩項措施之規劃,前者比較時間範圍為6至9月,但卻直至6月底才公告相關辦法;而後者則是請用戶登錄電號後,並未提供任何對用戶的用電趨勢簡易分析或是節電指引。因此對於此兩措施是否可提升民眾對於冷氣保養或汰換的意願,實令人存疑。

環顧國際近期就促使家戶採行節電行為上的研究以及政策實例,均提出應以「推力」(nudge)為原則,協助政策設計。「推力」乃指在不以強制性管制人民作為下,運用適當政策設計,引導民眾選擇具有公共利益性的作為。如在家戶節電上,最知名的「推力」案例即是Opower能源管理公司的「家戶能源報告」(Home Energy Report)(Allcott and Kessler, 2015)。Opower與售電業合作,針對各個家戶設計了一頁式的簡要報告,比較該用戶與其條件相仿的鄰居間用電量的高低,並提出節電建議,此舉可促使家戶省下1.5~3%的用電量,尖峰抑制上甚至有5%的成效。

圖3 Opower家戶能源報告 | 資料來源:Oracle Opower(2018)

若要促使現行能源局與台電所提出的節電計畫,可真正發揮推力效果,則應從善用資訊與社會網絡著手。能源局在村里節電大比拼中,提供給各村里長的用電資訊,僅有村里層級的整體用電量,無法協助其鑑別夏月節電熱點。然而目前台電已有釋出2016年與2017年一級發佈區的用電資料,該資料提供了每五百戶為一單位的用電資訊。因此若可先整理此資訊,協助里長鑑別該里的用電熱點,則可讓其聚焦至關鍵社區,導入相關節電輔導措施。

圖4 新北市一級發布區非營業用電分佈圖 | 資料來源:風險中心能源資訊組繪製

且由於臺灣住宅型態中,有三分之二以上為5層以下建築,此類住宅多未有管委會的設置,故較需仰賴地方政府的民政體系,以村里長為社會網路節點推動節電。若欲使村里節電大車拼發揮實際效用,中央政府則需與地方政府合作,邀請地方民政局參與,里長方會有積極作為。里長可仿效過往新北市推出的「媽省里工」節電志工計畫,由里長培訓節電志工,而這些志工再就其鄰居好友提供簡易節電輔導。

於各別家戶層級上,雖然台電目前於電費單上,有標示與同棟住戶用電量的比較,但該數據並未經過其他條件校準,也未以可視化的圖表呈現,致使民眾難以感知。而就筆者了解,Opower自2015年起有來臺洽談過導入此服務的可能性,與能源局、地方政府、法人單位以及台電均有接洽過,故各界對其方法有一定的認識。但後因經費以及數據擁有權上的關係,並未導入。然而在負載管理攸關臺灣能源轉型成敗之際,不該再漠視此類推力政策可帶來的成效。

善用棍子督促大用戶

雖然工商業大戶在用電量占比達70%,但尖峰貢獻僅占50%,而又若從2017年的趨勢觀察時,基本負載的成長,亦推升了整體尖峰成長,故應從促使其參與需量競價以及整體性提升能源效率著手。

若就大用戶加以分析,其對尖峰貢獻最高的行業別依續為電子業、學校醫院與機關、鋼鐵業以及金屬製品業,四行業對尖峰負載貢獻度達到22%(如圖5)。且分析各行業的負載曲線,電子業尖峰移轉潛力約為8%,鋼鐵業則已大量移至離峰生產,但金屬製品業的移轉潛力則有30%,故可就此行業量身分析其可採行的尖峰負載抑制措施。

且若分析金屬製品業中的用戶分類,其大多數用戶為800kw以下的高壓用戶,代表此行業中大多數業者無須設置能源管理人員,自然對於當前需量反應各項措施了解較少,導入率亦低。且其並未被列為耗能產業之一,也會訂定能源效率標準。因此若要抑制工業部門中的尖峰負載成長,應從如何促使金屬製品業參與需量競價以及整體性提升能源效率著手。針對其他移轉潛力較低的工業用戶上,則應著重於整體能源效率的提升,達到削減基本負載的作用。

依據現行耗能產業主要設備節約能源及使用能源效率規定書面審查情形,訂有標準的電子業、水泥業、石化業等六大耗能產業中,未達標準的比例共計26%,其中電子業未合格的比例最高,達到32%(劉子衙等,2017)。這些都是已有明確法令規範,可要求其改善者。故要削減工業部門的尖峰負載,能源局應要求未達標的企業限期改善。

圖5 各行業別尖峰日負載貢獻 | 資料來源:卓明遠等(2016)

就學校醫院與機關此高壓用戶中第二大的尖峰貢獻者,其尖峰負載,多是來自空調需求,因此可從汰換老舊空調、導入儲冷空調下手以及建築改善三者著手。

依據調查,各級行政機關與學校中,9年以上的空調設備的占比約在六成以上,故應編列預算與修正財產年限認定,促使其加速汰換。而儲冷式空調,可在離峰時製冷,尖峰時再提供空調需求。以醫院為例,如圖6所示,導入儲冷式空調可將尖峰時的空調用電量移轉至離峰。但目前醫院中僅有5%採用儲冷式空調,研究機構中也僅有9%。因此若要削減尖峰負載,提升儲冷式空調亦為可行方式。


圖6 一般用戶與儲冷空調用戶負載曲線比較 | 資料來源:卓明遠等(2016)

行政院本年度尖峰管理策略上,原一重大策略是要求工商大用戶於備用容量率不足時,需強制參與需量管理方案,但此一措施後因大用戶反彈而中止。但整個政策的社會溝通過程,卻未清楚的釐清需量競價實際上可為大用戶帶來的好處。去年和平電廠連外電塔倒塌後,行政院要求提高需量競價的競標上限,被批為圖利大用戶。但今年度推動要大用戶參與需量競價時,卻被輿論引導為對工業強制限電,導致政策胎死腹中。

但若反思此出發點是有助於需量管理政策推動過程為何失敗,其一根本的因素乃是截至去年底為止參與需量競價的用戶比例僅達高壓用戶的3%(楊正光,2017),導致大多數的工商大用戶仍對此制度不熟悉。故若今年度,先以規範大用戶均須參與需量競價,而不先設定抑制率目標。以能源管理法的棍子,縮短大用戶在需量反應上的學習曲線後,讓其知道需量競價對於其成本削減是有助益的。後續再推出具有抑制率目標的政策,或可消弭反彈力道。

以戰術進展至戰略,制度化方能厚植管理量能

今年夏天,已是以能源轉型為政策重點的民進黨政府,所面臨的第三個夏月尖峰。觀察這三年的夏月尖峰因應策略,雖已較過往僅有能源局與台電參與,地方政府的夏月節電競賽也僅多是宣導為主,這三年間參與的部會、措施的創新性、投注的預算均有增加。但如前所分析,目前針對低壓以及高壓提出的尖峰負載管理策略,仍未妥善應用資訊分析、中央與地方行政力道未整合、法規工具管制配套不週等因素,顯見目前提出的因應策略,多是主事者的靈光一現,僅見靈巧奪目的戰術,而非整個能源管理體系的縝密規劃。在此提出下列三點建議,以建立制度化的夏月尖峰管理戰略:

  1. 仿效日韓建立「夏季尖峰供需展望與檢討機制」──近兩年夏季供電危機,均是在欠缺事前完整規劃以及資料不透明下,引起社會紛擾,無助於能源轉型過程中的社會學習。故應仿效日韓做法,於每年進入夏季前,提出夏季尖峰供需展望,依據各類型用戶,事前規劃適切的尖峰抑制手段。並於夏季結束後,針對該年度的尖峰供需策略提出檢討,以釐清為確保短期供電穩定,還需強化的政策環節。
  2. 強化跨部會的投入──熱島效應、建築節能以及村里長動員等夏月節電的關鍵,均是內政部的職掌,但這三年卻未見其在夏月節電中的角色。故後續應強化內政部的功能,特別是在減緩熱島效應上可扮演的角色。
  3. 整合地方管理量能──事實上今年度尖峰管理最關鍵的策略,乃是地方共推助住商節電能否發揮成效(經濟部,2017b)。但今年度仍面臨行政延宕,導致各地方政府設備汰換方案啟動時機過晚。故明年研擬夏月尖峰管理戰略之際,既已盤整地方政府在新節電運動中提出的各項因地制宜方案,整合中央與地方的行政資源。
參考文獻
  1. Allcott, H. and Kessler, J.B. (2015). “The Welfare Effects of Nudges: A Case Study of Energy Use Social Comparisons.” National Bureau of Economic Research (NBER) Working Paper 21671.
  2. Oracle Opower (2018). “Oracle Utilities Opower Home Energy Reports v2.” Retrieval Date: 2018/06/28
  3. 卓明遠等(2016)。《AMI架構下各類用電負載特性調查與分析研究》。臺北:台灣電力股份有限公司綜合研究所。
  4. 陳群元(2016)。〈住商型簡易時間電價正式上路〉,《台電月刊》。2018/06/28檢索。
  5. 楊正光(2017)。〈節能服務業如何有效推動需量反應〉,「電力需求面管理論壇」。臺北:臺灣電力與能源工程協會。
  6. 經濟部(2017a)。〈夏月節電大作戰〉。2018/06/28檢索。
  7. 經濟部(2017b)。〈新節電運動方案〉。2018/06/28檢索。
  8. 綠色和平(2018)。〈臺灣民眾支持能源轉型及願付代價民意調查〉。2018/5/16檢索。
  9. 劉子衙等(2017)。《工業節能決策支援與能源查核輔導計畫》。臺北:經濟部能源局。
  10. 台灣電力公司(2015)。〈102年度家用電器普及狀況調查完成報告〉。
  11. 黃達海、傅孟臺、蘇娟儀、廖文華、高淑芳及陳永棟(2011)。〈老舊冷氣機能源效率衰退試驗研究〉,台灣區冷凍空調工程工業同業公會。2018/6/28檢索。
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本文經台灣大學風險社會與政策研究中心授權轉載,原文發表於此

責任編輯:丁肇九
核稿編輯:翁世航

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