从德州冰风暴启示看国际电业发展
美国德州2月遇到百年难见的冰风暴，造成全州大规模断电，超过700万人无电可用，凸显出极端气候下风险管理与强化电力基础建设韧性的重要性图／美联社、路透
美国德州2月中遇到百年难见的冰风暴，造成全州大规模断电，超过700万人无电可用，至少48人因此丧命。德州灾情的发生，凸显出极端气候下风险管理与强化电力基础建设韧性的重要性，台湾应从中吸取经验，防范未然。同时，为了减缓温室效应所造成极端气候灾情，台湾亦须积极迈向绿能减碳、落实能源转型，并适时借镜国外的经验，借由推动公民电厂、有效管理分散式能源、运用虚拟电厂等电力管理的做法，进而维持电力系统供需平衡、稳定度与安全。
10年前，德州就曾经因冰风暴发生而小规模断电，但今年2月的破纪录低温、达到零下18度的酷寒，让外界将德州冰风暴所造成电力瘫痪，归咎为德州再生能源占比高，以及独立电网系统的设计；甚至拿德州的例子比拟台湾，认为积极发展再生能源与独立电网设计的台湾，也会遭遇此一威胁。
实际上，再生能源与独立电网系统，皆非德州断电主因，德州风力发电占比仅24％左右，而独立电网也非问题的症结，最早在1998年布希担任德州州长时，就曾做过德州电网其他电网连接的相关研究发现，要连上大电网至少需新建6条电力线路，工程浩大，且一旦成功连上，德州反而会成为能源输出大州，而非其他州来支援德州。冰风暴发生初期，的确曾有来自其他州电力支援，但后来就完全归零，因为邻近的其他州也都处于低温，难以提供支援。
这次德州大断电，实际是遭逢极端气候百年来的低温，才造成基础建设韧性不足以及风险管理无法及时因应所致，因为德州电业相关单位与工程人员并没有预估到如此大规模冰风暴发生的可能性，因此缺乏管道冰堵的监控措施、除冰设备等事前准备，导致有些用户断电时间长达60小时。根据Fox Business预估，经济损失恐达180亿美元。
强化基础建设 抗极端气候
尽管对于身处亚热带的台湾，出现类似德州冰风暴的机率不高，但台湾同样面临极端环境的挑战，如地震、台风等都会对电力系统造成冲击，像是2015年的苏迪勒台风，就造成全台超过400万户大停电。
台湾可吸取德州的经验，事先做好风险管理并强化电力基础建设韧性。在风险管理上，可透过大数据分析，归纳天灾发生机率与严重程度，进行相对应的电力设备投资，像是快速反应的发电机组与储能设备，以因应突发状况，并明确订出风险控制的标准作业流程（SOP），当天灾造成断电时，可以立即反应缩短断电时间，同时可利用例行发电机组岁修时，根据机组健康程度，滚动式检讨机组大更新的必要性。
台湾除了透过风险管理与强化电力基础建设韧性，以因应未来天灾外，身为地球村的一分子，亦须在减缓温室效应上下更多工夫，落实能源转型政策，并进行务实的电力管理，才能有效维持电力系统供需平衡、稳定度与安全，其中公民电厂、分散式能源资源、虚拟电厂等都是值得台湾借镜的作法。
借镜欧洲 鼓励公民电厂
根据经济部订定的「能源转型白皮书」所述，所谓公民电厂就是以公民为主体，自主性设立相关组织，透过集体出资、付出劳力、物资或资源等方式，取得一定所有权或股权，并参与电厂营运。公民电厂营运型态可以是由民众、地方政府或厂商发起，但不管哪种型态，都必须有民众参与出资，且售电收益需与参与者共享，或回馈公共、公益服务用途，政府也会利用保证收购用电等奖励措施，鼓励公民电厂规模化、普及化。公民电厂主要依赖太阳能、风力等绿能，不但帮助社区获取额外收益，也能提升国家再生能源占比，达到能源转型。
简单来说，「公民电厂」是一种新的商业模式，让再生能源发电不只是政府、企业专属，而是一种全民运动，一般社区、团体不但能透过售电改善生活，还可让民众为绿色地球尽份心力。
目前公民电厂在欧洲、美国等先进国家都已经蔚为风潮，尤其在欧洲更是盛行，以德国案例来说，政府透过再生能源法（EEG）明定，保证以优惠价格收购民众所生产的绿电，带动多样态的公民电厂如雨后春笋般出现，位在德国南方的小镇维尔德波尔茨里德（Wildpoldsried），以畜牧业维生的镇民生活并不富裕，因此镇民们决定集资成立公民电厂，安装太阳能板、风机及生质能源，绿能发电量超过全镇所需的6.8倍，稳定的售电收入挹注于小镇教育医疗等公共服务。
分散式能源 降低供电风险
另外，在电力管理上也需导入风险分散的概念，目前国际能源趋势已渐渐从集中式的电厂走向分散式能源资源（Distributed Energy Resources，DER），例如公民电厂、太阳能（Photovoltaic，PV）、储能系统、需量反应、电动车充放电等资源。其中，DER具有分散风险特性，除可降低急遽气候变迁对电网的影响，还具备易寻觅电源设置地点、延缓增设输配电设备与变电所、避免电力传输损失等社会经济效益。
发展虚拟电厂 台湾有潜力
除了上述两项电力管理作法外，虚拟电厂技术（Virtual Power Plant，VPP），最大的特色是有具备如传统电厂的稳定发电效能，在国际间也蔚为风潮。以德国为例，德国企业Next Kraftwerke已成功运用VPP技术整合约10000个DER资源，拥有8.4GW发电容量（相当于3座核四电厂容量），参与德国电力市场。
借镜国际的经验，相对在台湾亦有发展虚拟电厂的潜力，一方面由于台湾有丰沛再生能源资源，再加上台湾有厚实网路资通讯技术，另方面台湾电力市场也正逐步开启，可让更多民间资源可参与电力市场，例如台电备转容量辅助服务市场与备用容量市场，都于今年起陆续启动。（本文作者为工研院电网策略室主任刘志文、美国德州大学阿灵顿分校电机系教授李伟仁、工研院产科国际所分析师黄雅琪）