2012/06/05
經濟部能源局
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▓撰文：梁敏雄
臺灣是開放的島國型經濟國家，天然資源並不豐富，產生電力的燃料資源大多仰賴進口，因此對於電力供給的成本考量更加敏感。據能源局統計手冊顯示，在2010年能源進口總值為453.36億美元，較2009年增加29.98％，我國平均每人負擔能源進口值則由2009年的新臺幣5萬4,655元，增加為2010年的6萬9,317元。這些數字除了反映臺灣嚴重缺乏天然資源，也顯示我國民眾對於進口能源所付出的代價將愈來愈高，因此如何節省用電已成當務之急。
如何省電從兩個層面著手
第一、瞭解自家用電狀況。透過智慧電表（Smart Meter）安裝，未來使用者可以透過台電網站，或民眾自行安裝屋內顯示器（In Home Display, IHD），瞭解目前家裡的總用電量，也唯有知道每個時段的用電量，才知道如何節省。未來就可以配合耗電狀況，進行家庭電器的盤點，購買效率較高的設備，進行汰換。
第二、參與政府的節能方案。政府提供的用電節能獎勵措施，其實都是希望降低尖峰用電所採取的方法，而這些方法都是屬於需量反應（Demand Response, DR）的一種措施。需量反應透過各種可以降低尖峰用電的機制，減少電力公司必須調動高成本的備用發電，以達到電力公司和用戶雙贏的局面。
瞭解用電：進階讀表基礎建設
建置智慧電網的首要步驟為布建智慧電表，建構進階讀表基礎建設（Advanced Metering Infrastructure, AMI），其中，AMI系統的讀表通訊架構如圖1所示。智慧電表包括：量測、通訊與控制等3大部分，能即時記錄和提供使用者的用電量資料，供作計算電費、輸配電和其他用途。智慧型電表基礎建設主要包括：智慧電表的安裝、建立雙向溝通網路平台（Two-way Communications Network）、設計電表資訊管理系統（Meter Data Management System, MDMS）和一系列的作業協調系統。
目前智慧電表除了有傳統機械電表的用電累積度數外，更提供每15分鐘的用電量，一般民眾可以依據較細膩的「用電曲線」，瞭解家裡的耗電量，進而採取節電措施，節省用電費用。未來若台電公司開放表燈非營業用戶（就是一般低壓用戶）參與時間電價機制（也就是有尖離峰電價），用戶更可以選擇於離峰使用電器。例如，用戶可以改變洗衣時段，將洗衣機運轉時間挪至離峰時間；而民眾也可以藉由讀表數值，瞭解屋內高電量時段，進一步找出耗電量大且老舊的電器，進行更新汰換。
企業╱工業用戶因為用電量大，可以配合民間能源服務公司（Energy Service Company, ESCOs），進行大樓或工廠節能改善，包含：能源改善方案規劃、能源改善工程設計、能源改善施工及數位分表（Sub-meter）安裝，達到可觀的節能節費效益。而此類能源服務公司通常採取與用戶共享節費之商業模式，從用戶省下來的費用抽取一定比例做為後續維護費用，這樣一來，用戶不用於初始建置時花費大量金錢，也可以享受到持續的節費效益。
尖峰負載管理：需量反應與相關標準
因用電尖峰嚴重影響電廠的供電品質，且整體電網需要用較昂貴的能源進行發電，將大幅提升發電成本，而需量反應（DR）即為提供用電端獎勵之機制，可用於抑制用電端的尖峰用電。其作法有兩種：第一、藉由電價計費方式改變與負載卸載加以控制；第二、參與用戶提供多餘契約電量於市場上拍賣。前者只需進行尖峰卸載，是較簡單與可行的方法，但若牽涉到尖峰電價（Critical Peak Pricing, CPP）改變，則需要法規上配合才可行；後者除了要法規配合外，更需要一個開放式的拍賣市場，牽涉層面較多，目前只適合於企業內部或校園初步試用，真正導入台電用戶還有一段時間。
綜觀國際需量反應策略及架構（詳圖2），主要以發電端觀點來進行用電管理機制。電力公司於前1天預測將發生尖峰大用電，於是發布隔日尖峰電價（或卸載量），此電價比平日尖峰電價還高（卸載量也比平日可節約還高），但如果用戶可以依據電力公司提供的方案，進行自動化節電控制，做出降低用電措施，將可獲得電力公司的獎勵。此類措施發展於美國加州電力危機之下，因為電業自由化所導致的電價高漲，則不在本文討論範圍。筆者在此要先做個簡單的假設：未來在新電廠設置不易、老舊電廠慢慢淘汰、每年用電量持續增加狀況下，電費不只是上漲，發電量可能還有不足的時候，而需量反應確實是一個可行的解決方案。
未來電力公司可透過電表，將即時的電價（或卸載量）傳送至家中的閘道器，家庭用戶可從家中顯示器瞭解電價，並透過自動化的控制設定管理負載，拿到電力公司所給的獎勵。目前國際需量反應服務唯一標準為OpenADR，此公開化的標準將透過網路服務形式來進行，藉由共通化的訊息格式規格，完成主動式需量反應服務所需的各式功能。因此未來民眾用戶想要參與電力公司的需量反應，都可以透過此公開標準平台進行；但OpenADR並不協助使用者制定控制策略，使用者可依據本身需求自訂負載管理方法，畢竟對電力公司來說，重點在關心參與者實際節省多少用電，而非注意參與者的每個設備開關狀態。
未來趨勢
未來AMI全面布建後，其主要效益為用戶端共同參與需量反應機制，有了這些詳盡的用電資訊後，節電的責任不再只是落在政府身上，全民參與才是提高能源使用效率的關鍵。若政府將來公布合理費率，民眾願意配合動態電價，則需量反應所帶來的節約用電，以及降低尖峰用電量之效益，將開創新興智慧能源服務，形成智慧能源生態系統（Smart Energy Ecosystem）。（作者任職於資策會智慧網通系統研究所）
智慧電表包括：量測、通訊與控制等3大部分，能即時記錄和提供使用者的用電量資料，供作計算電費、輸配電和其他用途。
關鍵字：智慧電表,需量反應,智慧能源生態系統,節約用電