工研院助攻 打造中長期電力規劃

圖／本報資料照片

爲降低溫室效應對地球帶來的衝擊，節能減碳已成爲全球普世價值。臺灣也順應國際趨勢，發展綠色能源並降低碳排放，並訂出2025年時，達到天然氣50％、燃煤及其他30％、再生能源20％的電力組合。　　　　　　　　　　　　　雖然臺灣有中長期的溫室氣體減量目標，但要有相對應的能源與電力規劃，才能真正達成目標，而整合資源規劃是國外常用的做法，透過分析評估模擬，找出最佳電力來源組合，值得臺灣借鏡學習。

工研院應用兩大模擬工具，探索我國中長期能源與電力發展規劃，以及因應之策略與挑戰。一個是邊際減量成本分析（Marginal Abatement Cost Curve，簡稱MACC），另一個是TIMES能源工程模型（The Integrated MARKAL－EFOM System，簡稱TIMES）。

透過模擬工具分析出的結果，能夠讓政府在政策決策時，快速瞭解在達到法定的總減量目標之下，所需要付出的代價，以及應該要實施的減量措施跟技術，提供政府作爲整合資源規劃推動之參考。

其中，邊際減量成本分析MACC是全球溫室氣體減量的常用工具，它可看出降低碳排放措施所需之成本，包括英國、愛爾蘭及紐西蘭都以此做爲減碳路徑的依據。工研院運用MACC盤點出93項可執行之節能減碳技術，包括16項太陽能、風電等技術、以及77項高效率設備及能源管理系統等製程節流技術。

MACC盤點的過程中，依照時程逐步導入這93項減碳技術，短期可利用法規或政策推廣，像是導入電氣化或低碳化交通載具、住戶高效率空調等；中長期可藉由獎勵措施快速布建，或是藉由示範輔導進行系統整合，如離岸風電、地熱發電等；更長期規劃就需政府挹注相關資源，以技術研發降低產業成本。透過短中長期持續推動，纔有望達成2050年碳排放相較2005年減少一半的目標。

另一中長期能源規劃工具－TIMES模型，目前已有超過63個國家、177個機構使用。工研院引進TIMES模型，並加以本土化、細緻化與專業化，因地制宜精準分析在地的能源發展議題。

所謂TIMES模型是指以能源服務需求爲驅動力，將能源發展可能衍生的情境，考量供需平衡、環境與資源限制、政策目標與措施、技術演進等，以長期線性規劃，用最低成本來求解最佳電力組合。

工研院在運用TIMES模型來進行規劃時，會清楚載明目標函數、限制條件、假設條件及參數設定。其中，目標函數設定爲最低電能成本；限制條件則分爲環境政策目標及能源供應安全兩項，環境政策目標包括溫管法規範2030年和2050年的碳排放要比2005年分別減少20％以及50％，能源供應安全考量燃氣發電佔比不得超過45％、燃煤發電佔比上限20％，且不再新增燃煤電廠等情境；假設條件則定義出年均經濟成長率、人口成長趨勢等數值。

接着，界定出目標函數、限制條件、假設條件及參數設定之後，工研院的TIMES模型模擬期程，從2010至2040年採逐年規劃，2040至2050年則爲五年一期。以及爲了因應電力負載需求、變動性再生能源及空污管制季節性等議題的評估需求，將一年切分成66個時段進行分析。

根據TIMES模型，工研院初步預估的結果是，估計2020年到2050年用電年均成長率爲0.6％。爲了達到溫室氣體減量目標，即爲2050年排放量較2005年少一半的目標，可以發現除了須要大力加強節能效益力度以抑低能源與電力消費，我國再生能源發電佔比亦至少需要五成。

因此，爲了因應未來高佔比再生能源的併網需求及變動特性，後續應利用整合資源規劃來評估併網容量、電網擴建、輔助服務、需求面管理等選項，以強健電網韌性，維持供電穩定。

有了清楚分析結果後，就能評估供給面與需求面的所有資源選項，在允許不確定及因應外在條件的變化進行調整，最後於成本及風險考量下選擇最佳能源組合。

對於未來電力規劃，工研院提供了務實作法，讓臺灣能源轉型能真正落實，同時兼顧環境保護與經濟發展，邁向電力永續的新未來。（文／工研院綠能與環境研究所組長劉子衙）