工研院助攻 打造中长期电力规划

图／本报资料照片

为降低温室效应对地球带来的冲击，节能减碳已成为全球普世价值。台湾也顺应国际趋势，发展绿色能源并降低碳排放，并订出2025年时，达到天然气50％、燃煤及其他30％、再生能源20％的电力组合。　　　　　　　　　　　　　虽然台湾有中长期的温室气体减量目标，但要有相对应的能源与电力规划，才能真正达成目标，而整合资源规划是国外常用的做法，透过分析评估模拟，找出最佳电力来源组合，值得台湾借镜学习。

工研院应用两大模拟工具，探索我国中长期能源与电力发展规划，以及因应之策略与挑战。一个是边际减量成本分析（Marginal Abatement Cost Curve，简称MACC），另一个是TIMES能源工程模型（The Integrated MARKAL－EFOM System，简称TIMES）。

透过模拟工具分析出的结果，能够让政府在政策决策时，快速了解在达到法定的总减量目标之下，所需要付出的代价，以及应该要实施的减量措施跟技术，提供政府作为整合资源规划推动之参考。

其中，边际减量成本分析MACC是全球温室气体减量的常用工具，它可看出降低碳排放措施所需之成本，包括英国、爱尔兰及纽西兰都以此做为减碳路径的依据。工研院运用MACC盘点出93项可执行之节能减碳技术，包括16项太阳能、风电等技术、以及77项高效率设备及能源管理系统等制程节流技术。

MACC盘点的过程中，依照时程逐步导入这93项减碳技术，短期可利用法规或政策推广，像是导入电气化或低碳化交通载具、住户高效率空调等；中长期可借由奖励措施快速布建，或是借由示范辅导进行系统整合，如离岸风电、地热发电等；更长期规划就需政府挹注相关资源，以技术研发降低产业成本。透过短中长期持续推动，才有望达成2050年碳排放相较2005年减少一半的目标。

另一中长期能源规划工具－TIMES模型，目前已有超过63个国家、177个机构使用。工研院引进TIMES模型，并加以本土化、细致化与专业化，因地制宜精准分析在地的能源发展议题。

所谓TIMES模型是指以能源服务需求为驱动力，将能源发展可能衍生的情境，考量供需平衡、环境与资源限制、政策目标与措施、技术演进等，以长期线性规划，用最低成本来求解最佳电力组合。

工研院在运用TIMES模型来进行规划时，会清楚载明目标函数、限制条件、假设条件及参数设定。其中，目标函数设定为最低电能成本；限制条件则分为环境政策目标及能源供应安全两项，环境政策目标包括温管法规范2030年和2050年的碳排放要比2005年分别减少20％以及50％，能源供应安全考量燃气发电占比不得超过45％、燃煤发电占比上限20％，且不再新增燃煤电厂等情境；假设条件则定义出年均经济成长率、人口成长趋势等数值。

接着，界定出目标函数、限制条件、假设条件及参数设定之后，工研院的TIMES模型模拟期程，从2010至2040年采逐年规划，2040至2050年则为五年一期。以及为了因应电力负载需求、变动性再生能源及空污管制季节性等议题的评估需求，将一年切分成66个时段进行分析。

根据TIMES模型，工研院初步预估的结果是，估计2020年到2050年用电年均成长率为0.6％。为了达到温室气体减量目标，即为2050年排放量较2005年少一半的目标，可以发现除了须要大力加强节能效益力度以抑低能源与电力消费，我国再生能源发电占比亦至少需要五成。

因此，为了因应未来高占比再生能源的并网需求及变动特性，后续应利用整合资源规划来评估并网容量、电网扩建、辅助服务、需求面管理等选项，以强健电网韧性，维持供电稳定。

有了清楚分析结果后，就能评估供给面与需求面的所有资源选项，在允许不确定及因应外在条件的变化进行调整，最后于成本及风险考量下选择最佳能源组合。

对于未来电力规划，工研院提供了务实作法，让台湾能源转型能真正落实，同时兼顾环境保护与经济发展，迈向电力永续的新未来。（文／工研院绿能与环境研究所组长刘子衙）