炎炎夏日到來，台灣又進入尖峰用電量大增的時節。經過五月的限電事件，讓許多人對今夏的供電穩定打上問號。但要確保供電無虞，難道真的只能多蓋電廠嗎？台灣電力系統的問題，真的出在電發不夠嗎？其實台灣在一年當中，只有大約2%的時間處在用電較吃緊的狀態，因此真正符合效益又能滿足供電穩定的作法，並非一昧蓋電廠造成投資浪費與環境破壞，而是透過可行的商業機制，讓部分的尖峰用電需求轉移到離峰時段。
要達到這種「削峰填谷」的效果，靠的就是「需量反應」這種在全球都愈來愈受重視的電力管理措施。為了讓更多人了解需量反應在台灣發展的現況與前景，綠盟邀請目前任職台灣電力交易市場準合格排程商－安瑟樂威（Ancillary Power）執行長的鄭智文先生，介紹相關的措施機制與發展。
在人類所使用的能資源當中，電力的特點之一在於無法大量儲存。不像水資源，可以儲存在水庫、湖泊、埤塘、攔河堰、水塔等水利設施中，等待有需要時，再從這些儲水設施中提取。因此鄭智文首先談到，全球目前面臨的都是電網平衡的問題，因為發電端一旦產生電（發電），就必須在用電端（負載）使用掉，所以發電量必須隨時跟著負載（用電量）調整。
而負載是隨時變化的，以下方的「每日用電曲線圖」為例，可以清楚得知，一天當中的最大用電量是在下午一、二點左右，天氣最炎熱的時候，因為冷氣空調這時候火力全開，所以用電達到高峰，稱之為用電尖峰，而此時的負載量，即稱為「尖峰負載」。
而我們電力系統中由眾多發電廠組成的供電方，就必須時時刻刻跟著這條負載曲線調整供電的能力，使發電量能跟上負載。
鄭智文強調，這樣的電力系統主要的問題，在於為了應付尖峰負載，電力系統必須準備額外的電廠，只為了應付每天下午那一兩個小時，其餘時間這些電廠則只是待機閒置，非常不符合成本效益。
更重要的是，依據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的研究報告，如果全球要在2050達到淨零碳排，77%的電力必須來自再生能源。而再生能源的特性，以光電與風電為例，其發電量會隨著太陽與風量的大小而變化，我們可以預測其風電量，但是不能掌控，所以電力系統中的發電量也會是變動的，此時，發電端與用電端都是不斷變動的，前述的「調整發電端以跟上負載」的這種傳統電力調度，就顯得不合時宜，更不敷使用。
因此，鄭智文分析，台灣需要一個更有「韌性」的電網，以滿足未來的電力系統，而「需量反應」就是讓電網更有「韌性」的方法之一。過往，電網調度都是「調整發電端以跟上負載」。現在，全球電力系統的潮流已經改變，透過「需量反應」，可以調度更多電力資源，包括過往造成負載上升的用電方，如今也成為可供調度的資源。
例如，在負載上升時，不是只能「膝反應」式去啟動更多電廠或吵著說要蓋新電廠，而是透過電價設計或提供誘因等，引導用戶改變用電行為，配合降低用電量，讓整體電網的尖峰負載也跟著下降，讓電力系統順利渡過尖峰供電時段。
對於電力公司，透過此種方式降低尖峰負載用電量，可以減少為了尖峰而存在的昂貴尖載電廠；對於用電戶，則透過在尖峰時主動降低用電量，以換取台電的各種價格優惠。用戶這種行為並非提供發電，而是透過減少用電（提供負瓦特），等於是為電力系統打造了許多座「虛擬電廠」。
用戶實際上有多種方式可以做到這點：在尖峰時段減少用電。例如，工廠可以將不重要的產線挪到非尖峰時段運作；商辦大樓可以採用夜間製冰（冷）的空調系統；接上充電樁的電動車可以避免在尖峰時段充電，甚至反向釋放電力到電力系統變成供電方，這些都可以達到下圖「削峰填谷」的效果。
這種調度方式，並非花大錢蓋數座一年之中只需要啟動幾小時的電廠，但是又能達到相同的功能，宛如擁有好幾座虛擬電廠，在需要的時候，隨時跳出來幫助電力系統，使之穩定供電。
這種雙贏的「需量反應」電力調度方式，才是現在國際電力系統管理的趨勢。
正是上述的種種好處，讓「需量反應」成為「韌性」電力系統的新武器，進而讓電力系統除了發電、輸電、配電、售電等角色之外，多出了「電力輔助業」這個新球員，他們藉由各種方式，輔助電力系統更穩定、更有韌性，也讓「需量反應」隨著電網的不同要求，發展出不同的樣態。鄭智文介紹到台灣目前最主要的需量反應機制－需量競價，依據目的的不同，可分成三種類型：
- 經濟型：
前面提到，尖峰負載時使用的發電機組成本較高，所以電力公司會以各種誘因，例如時間電價，提高尖峰時段的電價以反應成本，藉此吸引用電戶減少尖峰時間用電，或調整用電時間，將尖峰用電移轉至離峰使用。
這種「需量反應」的類型，對於電力公司而言可以減少發電成本，對於用電戶則可以減少電費。即使不這麼做，電力供給依然充足、電網依舊穩定，所以兩方都是純粹從「經濟」的角度來從事此行為。
- 可靠型：
此類的「需量反應」，則是為了在電網供需緊澀時保障電網的可靠性，穩定電網的供需均衡。例如電力公司會在事先與用電大戶約定，在電力供需緊澀時，減少一定的用電量，讓電網穩定運作，此時電力公司會付給用電大戶額外的費用，「買下」這些用電量，讓電網上的其他用戶使用。
跟前面的「經濟型」相同的是，電力公司與用電戶都可以得到好處，電力公司可以穩定電網，用電戶則得回饋，也是雙贏的局面，只是此時的首要考量是電網的「穩定」。
- 緊急可靠型（輔助服務）：
當電網供需更為緊澀時，或是發生緊急事故，導致備轉容量低於3%，就需要電力輔助業者來協助電網的穩定。尤其是未來再生能源佔比超過30%以上，再生能源的間歇性與變動性的特色，就更需要這種輔助服務能在短時間提供支援，例如支援電網等級的大型儲能系統。
雖然需量反應在台灣已經行之有年，然而目前多數工業用電大戶的參與並不積極，根據台電在2019年進行的調查，高壓用戶中僅有42%聽過需量反應，而且只有24%表示有進一步了解方案內容，12%的用戶表示有意願參與，鄭智文分析原因指出，台灣過去五十年，整體經濟發展和就業需求均高度仰賴製造業，低電價是輔助製造業取得國際競爭力的方法之一，但也因為這樣的經濟發展模式成功，讓低電價的狀況難以改變，鄭智文進一步指出，這使得用電效率的提升顯得無感，和跟推廣節能的困難類似，在這樣的結構性問題之下，無論是政府、台電或者用電戶本身，多數人都沒有足夠誘因來推動或參與需量反應。
鄭智文並表示，過去台電推動需量反應的主要目的，並非為了電力系統的穩定，而是減少尖載機組的運轉時間來降低發電成本，因此設計的方案是以經濟型為主，沒有強迫性、無罰則，而是希望用戶盡量減少用電，有調度才給錢，因此在推行方案時也相對不會那麼積極。然而近兩年，台灣面臨類似國外的狀況，可靠型、輔助服務型的需量反應機制愈來愈重要，現在不做，以後就會面臨能源轉型上的困境，因此推動方向有很大的轉變，增加了更多讓用戶參與的誘因。
針對近日台電公司提出即時電價方案的研擬，鄭智文認為值得肯定，他分析指出，即時電價才能凸顯出真正供電成本以避免補貼，並在有獨立、公平、公開、跨目前政府組織框架的管理下，才能誘發健康的供需電力市場機制。成熟的電力交易市場，可以透過雙邊合約保障用電量大的製造業，而對於積極改變用電習性的使用者來說，也能夠取得更低或不一定比現在貴的電費，更有甚者是在電力市場成為產銷者獲取額外收益，帶來多贏的局面。
許多聽眾也提出疑問，由於現行的住商型時間電價對多數一般家戶而言並不划算，究竟需量反應要如何讓一般人也有誘因可以參與？鄭智文認為，在小用戶的參與機制發展上，的確未來一兩年內還無法很快的普及。依照國際的經驗，除了進一步推動電價的差異化設計外，由於一般家戶用電量小，參與需量反應就需要透過聚合商，並需要更換電表、增設網路等才能回傳數據，未來若仍讓這樣的轉換成本降低，就如同大家攜碼轉換電信公司般容易，才能讓市場機制變得更可行。
除了提供誘因外，鄭智文也認為，台電一定要盡快揭露正確、以小時和非備轉容量率的備轉容量資訊，讓全民都能夠預期未來的供電狀況，及早應對，降低參與需量反應的難度和風險。
臺灣正走在能源轉型的路上，隨著再生能源佔比的提昇，也必須強化電網的韌性。所幸，國外發展再生能源的先進國，已經證明運用「需量反應」等手段，即使具備間歇性與變動性的再生能源在電力系統中成為高佔比，仍然能使電網保持穩定。鄭智文指出，台電調度處在2020下半年，首開辦以需量反應為主的「輔助服務暫行交易平台」，民間企業可以扮演「用戶群代表」，集結住宅、商家、小型工廠等用戶，投入推廣和招募輔助服務型需量反應，目前運行一年下來累積約有87MW申請量，年底預計超過100MW。
今年7月1日，電力交易平台正式掛牌，也代表提供電力輔助業者發揮的舞台已經搭建好，提供自用發電設備設置業者、儲能業者、以及能夠進行需量反應的用電戶等三種對象參與。接下來，隨著電力系統中，下一世代的各項軟硬體逐步佈建，例如智慧電錶、智慧電網，通往一個非核、減煤、低碳的理想電力系統的路徑，就也越清晰可見。
（本文為7/21不蓋電廠也能挺過用電尖峰？！ 「需量反應」全球潮流講座活動紀實）