电业资源投资新主流 整体规划>成本最小化
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IRP与传统电业发展规划之比较
电厂投资须长期缜密规划,同时考量未来能源需求与供给平衡;然而随着各国政府推动能源转型政策,愈来愈多再生能源加入电力供给行列,同时社会上消费者对洁净电力的需求日益增加,促使电力部门对资源配置的长期规划模式发生典范转移,以更全面的角度评估供需两端可用资源与策略,达成经济与政策目标的双赢。
电厂的投资决策模型需强化反映各种环境、法规、消费市场与其他风险管理因子之能力,同时增加长短期规划目标之一致性、提升决策透明度;简言之,电业发展规划除应满足电力需求外,亦应综合考量多元技术、国家/区域之能源与环境政策,以及社会与经济影响,新一代的「电业整体资源规划」(Integrated Resource Planning,IRP)也自此应运而生。
从电力开发之角度来看,有四项因素互相影响,包括计划开发、电力系统规划、电力系统运营与整体电厂治理。其中计划开发涵盖融资、授权、建造、委托等项目;电力系统规划则包括发电资源、输配电等之整体规划;电力系统运营则涵盖了前端之预测、资源排程、条件监测、配送等作业,后端之市场之结算、订价/收费等策略,以及电厂之资产管理;在电业治理方面,则囊括政策推动、法规与其他发展优先目标或承诺。
「电业整体资源规划」之概念,即是整体考量此电力系统开发应用之各个要素,除供给端与需求端之策略组合成本最小化之外,也同时评估社会公平、环境保护、供电稳定与其他国家/区域发展等目标,优化整体电厂投资决策;在模型应用上,则多以容量扩充模型选择最适之投资组合,再透过生产成本模型加以验证,确保长期规划可有效反映多元资源之需求与可能性,并采用「由下而上」之终端使用预测方法,解构不同产业部门对能源服务之需求,以及利用不同之「情境设计」来识别投资与运营风险,增加模型弹性。在决策过程中,也将纳入电厂经营投资之各层次利害关系人之意见,共同检视整体计划,以兼顾各方利益,增加决策透明度。
国际逐步采用IRP
具体来说,完整之IRP元素应包括执行规划主体、目标设定、计划期间与涵盖范围规模、计划检讨/更新频率、公众与利害关系人参与、公开资料、规划方法与模型、负载预测/情境分析与需求确认、可用资源评估、资源策略组合与决策与风险管理等10项。
除美国外,目前世界亦有许多国家逐步采用IRP之作法,进行其国内之电业发展规划,如南非自2010年即首次提出「整体资源计划」,期间亦经历2016年之调整,并于2018年再次动态检讨,2019年时发布其至2030年之电力规划;印度也于2018年提出5年期之国家电力计划;泰国则是于2012年提出「电业发展计划」,并于2015年、2018年调整执行,目前规划至2037年。
与传统成本最小化之电业开发规划相比,IRP之自下而上之负载预测可搜集较完整之社经相关资讯,提供更精准之模型估算;除发电成本外,IRP同时考虑电厂之输配电成本,以及需求面管理(如需量反应、节电订价诱因等)之选择,更全面性地评估电厂之运营策略,作为投资规划之参考指引;另一方面,IRP所运用之模型可进行情境与敏感度分析,并受惠于电脑运算功能提升,可进一步加入燃料价格、气候/政策风险、社会与环境外部成本等参数,进行整体规划;且在决策过程中,IRP之执行单位(电厂)议会提供阶段性之评估成果供大众检视,并参考利害关系人之反馈意见,进行动态调整,透明度大幅提升。
在全球能源转型的策略推动下,随着储能、电动车等产品的普及,消费者与电力资源配置的关系将更趋紧密,诸如需量反应、时间电价等能源管理措施的推动与应用,或是「产消合一」的「生产型消费者」(prosumer,意即自有再生能源发电设备之消费者)的出现,都将驱动电厂资源配置重组。
目标稳供兼顾减碳
可以预见的是,未来在电力部门中,可同时考量供给端技术及成本,以及需求端能源管理措施之「整体资源规划」,势将逐渐取代传统的「成本最小化」,成为电业资源投资规划的主流方法。
观察国际之电厂规划趋势,已俨然逐渐朝向IRP之方向靠拢,我国也应全盘检视长期电力规划,并参考国际标竿国家之作法,在政府能源转型的政策目标下,从供给面与需求面两端,重新考量整体资源配置,以达成兼顾电力稳定供给与减碳转型之双赢。
另一方面,随着物联网、人工智慧、大数据分析等创新技术逐渐成熟,电力部门已可进一步利用这些技术,促进其资源配置优化,令电力部门更进一步进入数位化的领域;同时,随着电脑运算能耐提升,电业资源规划模型也可纳入更多资讯,使模型更复杂、更精准。
从电厂经营的角度来看,除加强内部数位化的脚步外,更可透过与外部企业合作等方式,适切导入ICT技术,协助建立IRP之规划模型,并借由与利害关系人如社会大众、分散式电力供应商等之互动,提升规划模型(包含假设与成果)之透明度,借由资讯分享与协作,同时寻求新的合作或发展机会,创造互利共生的经济生态。(本文作者为资策会MIC产业分析师杨海岚)