電業資源投資新主流 整體規劃>成本最小化

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IRP與傳統電業發展規劃之比較

電廠投資須長期縝密規劃,同時考量未來能源需求與供給平衡;然而隨着各國政府推動能源轉型政策,愈來愈多再生能源加入電力供給行列,同時社會上消費者對潔淨電力的需求日益增加,促使電力部門對資源配置的長期規劃模式發生典範轉移,以更全面的角度評估供需兩端可用資源與策略,達成經濟與政策目標的雙贏。

電廠的投資決策模型需強化反映各種環境、法規、消費市場與其他風險管理因子之能力,同時增加長短期規劃目標之一致性、提升決策透明度;簡言之,電業發展規劃除應滿足電力需求外,亦應綜合考量多元技術、國家/區域之能源與環境政策,以及社會與經濟影響,新一代的「電業整體資源規劃」(Integrated Resource Planning,IRP)也自此應運而生。

從電力開發之角度來看,有四項因素互相影響,包括計劃開發、電力系統規劃、電力系統運營與整體電廠治理。其中計劃開發涵蓋融資、授權、建造、委託等項目;電力系統規劃則包括髮電資源、輸配電等之整體規劃;電力系統運營則涵蓋了前端之預測、資源排程、條件監測、配送等作業,後端之市場之結算、訂價/收費等策略,以及電廠之資產管理;在電業治理方面,則囊括政策推動、法規與其他發展優先目標或承諾。

「電業整體資源規劃」之概念,即是整體考量此電力系統開發應用之各個要素,除供給端與需求端之策略組合成本最小化之外,也同時評估社會公平、環境保護、供電穩定與其他國家/區域發展等目標,優化整體電廠投資決策;在模型應用上,則多以容量擴充模型選擇最適之投資組合,再透過生產成本模型加以驗證,確保長期規劃可有效反映多元資源之需求與可能性,並採用「由下而上」之終端使用預測方法,解構不同產業部門對能源服務之需求,以及利用不同之「情境設計」來識別投資與運營風險,增加模型彈性。在決策過程中,也將納入電廠經營投資之各層次利害關係人之意見,共同檢視整體計劃,以兼顧各方利益,增加決策透明度。

國際逐步採用IRP

具體來說,完整之IRP元素應包括執行規劃主體、目標設定、計劃期間與涵蓋範圍規模、計劃檢討/更新頻率、公衆與利害關係人參與、公開資料、規劃方法與模型、負載預測/情境分析與需求確認、可用資源評估、資源策略組合與決策與風險管理等10項。

除美國外,目前世界亦有許多國家逐步採用IRP之作法,進行其國內之電業發展規劃,如南非自2010年即首次提出「整體資源計劃」,期間亦經歷2016年之調整,並於2018年再次動態檢討,2019年時發佈其至2030年之電力規劃;印度也於2018年提出5年期之國家電力計劃;泰國則是於2012年提出「電業發展計劃」,並於2015年、2018年調整執行,目前規劃至2037年。

與傳統成本最小化之電業開發規劃相比,IRP之自下而上之負載預測可蒐集較完整之社經相關資訊,提供更精準之模型估算;除發電成本外,IRP同時考慮電廠之輸配電成本,以及需求面管理(如需量反應、節電訂價誘因等)之選擇,更全面性地評估電廠之運營策略,作爲投資規劃之參考指引;另一方面,IRP所運用之模型可進行情境與敏感度分析,並受惠於電腦運算功能提升,可進一步加入燃料價格、氣候/政策風險、社會與環境外部成本等參數,進行整體規劃;且在決策過程中,IRP之執行單位(電廠)議會提供階段性之評估成果供大衆檢視,並參考利害關係人之反饋意見,進行動態調整,透明度大幅提升。

在全球能源轉型的策略推動下,隨着儲能、電動車等產品的普及,消費者與電力資源配置的關係將更趨緊密,諸如需量反應、時間電價等能源管理措施的推動與應用,或是「產消合一」的「生產型消費者」(prosumer,意即自有再生能源發電設備之消費者)的出現,都將驅動電廠資源配置重組。

目標穩供兼顧減碳

可以預見的是,未來在電力部門中,可同時考量供給端技術及成本,以及需求端能源管理措施之「整體資源規劃」,勢將逐漸取代傳統的「成本最小化」,成爲電業資源投資規劃的主流方法。

觀察國際之電廠規劃趨勢,已儼然逐漸朝向IRP之方向靠攏,我國也應全盤檢視長期電力規劃,並參考國際標竿國家之作法,在政府能源轉型的政策目標下,從供給面與需求面兩端,重新考量整體資源配置,以達成兼顧電力穩定供給與減碳轉型之雙贏。

另一方面,隨着物聯網、人工智慧、大數據分析等創新技術逐漸成熟,電力部門已可進一步利用這些技術,促進其資源配置優化,令電力部門更進一步進入數位化的領域;同時,隨着電腦運算能耐提升,電業資源規劃模型也可納入更多資訊,使模型更復雜、更精準。

從電廠經營的角度來看,除加強內部數位化的腳步外,更可透過與外部企業合作等方式,適切導入ICT技術,協助建立IRP之規劃模型,並藉由與利害關係人如社會大衆、分散式電力供應商等之互動,提升規劃模型(包含假設與成果)之透明度,藉由資訊分享與協作,同時尋求新的合作或發展機會,創造互利共生的經濟生態。(本文作者爲資策會MIC產業分析師楊海嵐)