中國儲能網(wǎng)訊：電業(yè)過去是“數(shù)十年如一日”的穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)，如今在供給與消費端，電業(yè)都正進行急速的演變，全球各國許多官方或民間調(diào)研機構(gòu)察覺此一大變化趨勢，紛紛發(fā)布相關(guān)研究報告，麻省理工學(xué)院（MIT）也跟上潮流，2016 年底發(fā)布《未來電業(yè)》（Utility of the Future）報告，期望能成為國家與產(chǎn)業(yè)的能源政策指引。
《未來電業(yè)》報告出自麻省理工學(xué)院能源研究計劃（MIT Energy Initiative，MITEI），期望能成為能源領(lǐng)域關(guān)鍵議題的平衡客觀與分析導(dǎo)向報告，作做為政府決策者、能源管理部門、電力公司、民間既有企業(yè)與新創(chuàng)公司、能源企業(yè)投資者的決策指引，讓世人能更了解目前引領(lǐng)全球電力系統(tǒng)發(fā)展的重要因素。研究報告由 23 個能源領(lǐng)域組織共襄盛舉，基礎(chǔ)資料搜集長達 2 年，并建立量化模型與分析。麻省理工學(xué)院能源研究計劃表示，這份報告并非要預(yù)測未來，而是要促進未來的發(fā)展。
報告開宗明義闡述，更多分散式技術(shù)的發(fā)展，包括彈性供給、分散式發(fā)電、能源儲存，以及先進的電力電子與控制設(shè)備，對電力的供需提供新的選項，在許多案例中，這些新發(fā)展，來自于電力系統(tǒng)逐漸數(shù)碼化發(fā)展，使得電力系統(tǒng)相關(guān)的資訊與通訊技術(shù)越來越廉價且普及。因此，《未來電業(yè)》報告打算檢視未來 10 至 15 年電力供需在全球不同區(qū)域與不同管理機制下將如何發(fā)展，主要專研歐美部分。
《未來電業(yè)》報告指出，歐美與其他低區(qū)的電力系統(tǒng)，正受到幾項關(guān)鍵趨勢影響：電力系統(tǒng)逐漸去中心化、分散式能源包括近來的能源儲存成長、用電戶日益主動對電力價格產(chǎn)生反應(yīng)、資通訊技術(shù)進步使用電更智能化且在任何不同規(guī)模都能更有效率、具變動性的可再生能源如風(fēng)能與太陽能的成長、受全球減碳努力影響而必須進行電力來源減碳、電力系統(tǒng)日益與通訊和交通等其他基礎(chǔ)建設(shè)系統(tǒng)結(jié)合，提升了電力在現(xiàn)代社會中的重要性。
以上關(guān)鍵趨勢，都指向報告所專注的中心主題：今日主要以集中式電網(wǎng)、由上而下結(jié)構(gòu)組成的電力服務(wù)，在未來將改變?yōu)槿绾翁峁?
▲《未來電業(yè)》報告（Source：MITEI）
《未來電業(yè)》認為將是分散式能源的崛起。雖然當前大多數(shù)電力系統(tǒng)中分散式能源都還只占極少部分，但成長的速度相當快速，許多分散式能源設(shè)備不見得是太陽能電池，或是電池儲能這樣專為供電存在的設(shè)備，還包括原本是其他用途，而能結(jié)合到電力應(yīng)用的設(shè)備，包括電動車、冷藏設(shè)施（可用于儲冷儲能）、大樓建筑的儲熱或儲冷設(shè)施等。
可再生能源如太陽能，可集中式應(yīng)用，也可做為分散式能源，但分散式能源的發(fā)展與太陽能有密切相關(guān)，在德國，98% 太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，總發(fā)電容量達 40 吉瓦（gigawatt），都連接中、低壓輸配電網(wǎng)，85% 德國太陽能發(fā)電容量來自小于 1 百萬瓦（megawatt）容量的分散式系統(tǒng)。
在美國，2015 年，分散式太陽能占所有新增發(fā)電容量的 11%，雖然美國全國的太陽能滲透率仍低，但加州與夏威夷發(fā)展快速，在加州有十分之一家戶擁有屋頂太陽能，夏威夷則五分之一家戶擁有屋頂太陽能；除了分散式太陽能以外，熱電共生與燃料電池占了美國 2015 年發(fā)電容量 8%，并且持續(xù)成長中；美國 75% 備援電力設(shè)備是柴油發(fā)電機與小型燃氣發(fā)電，也都是分散式能源；而陸上風(fēng)力發(fā)電也有許多是連接到中、低壓輸配電網(wǎng)。
能源儲存方面，2015年美國抽蓄水力發(fā)電以外的能源儲存技術(shù)成長超過 240%，其中不論鋰電池或液流電池等儲能設(shè)備，經(jīng)常是分散式設(shè)置，大多貼近用戶，且平均容量為 2.8 百萬瓦，美東 PJM 輸配區(qū)域中有 80% 需求反應(yīng)資源來自于空調(diào)系統(tǒng)、熱水器，以及電池儲能系統(tǒng)。
分散式能源的發(fā)展，與智能電網(wǎng)的資通訊科技發(fā)展，可說相輔相成，例如相關(guān)技術(shù)進步支持了需求反應(yīng)的發(fā)展，美東 PJM 輸配區(qū)域為其中的領(lǐng)先者，在 2015 年，PJM 區(qū)域的彈性需求反應(yīng)提供商總共賺進約 8.25 億美元營收，而 PJM 已經(jīng)核準 2019 至 2020 年將有 11 吉瓦的需求反應(yīng)資源加入。而紐約獨立電網(wǎng)（NYISO）則有超過 1 吉瓦需求反應(yīng)資源。
電網(wǎng)數(shù)碼化發(fā)展也體現(xiàn)在智能電表的普及上，美國目前已有 5,900 萬個智能電表，相當于 4 成電表總數(shù)，歐盟則預(yù)計 2020 年時達到智能電表安裝率 72%。這些數(shù)碼化基礎(chǔ)建設(shè)普及，成為無數(shù)新創(chuàng)事業(yè)誕生的溫床，提供各種監(jiān)控用電到控制整合服務(wù)，也同時讓主動式電網(wǎng)管理技術(shù)從過去的理論有機會落實，電力公司因而規(guī)劃利用需求反應(yīng)與分散式能源資源，來免除昂貴的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施升級工程。
《未來電業(yè)》也體認到可再生能源的快速發(fā)展，將使得未來電力供應(yīng)可再生能源比例提升，2015 年全球可再生能源發(fā)出 2,130 億度電，差不多相當于 2015 年的電力需求增量，2015 年全球投資 2,860 億美元，安裝約 134 吉瓦發(fā)電容量水力發(fā)電以外的可再生能源，相當于全球新增發(fā)電容量的 54%，全世界各大電力市場，包括歐美、中國、印度、巴西、墨西哥都正計劃在近幾十年內(nèi)大幅增加可再生能源。
電價計費方式不該全電網(wǎng)統(tǒng)一定價
可再生能源的快速成長，與全球減碳的努力息息相關(guān)，自從 2015 年 12 月的巴黎峰會之后，全球各國積極減少溫室氣體排放量，許多國家都訂下積極的減碳目標。預(yù)期電力領(lǐng)域使用的化石燃料量，在 2025 年即將達到高點反轉(zhuǎn)，此后逐年下降，這個時間點距離現(xiàn)在已經(jīng)不到 10 年。
電力系統(tǒng)正與其他基礎(chǔ)建設(shè)與關(guān)鍵領(lǐng)域鏈接越來越密切，最顯著的領(lǐng)域是天然氣，美國過去 25 年來天然氣占電力來源從 4% 提升到 33%，并于 2016 年正式超過燃煤發(fā)電，除此之外，許多分散式能源也采用天然氣，包括熱電共生、天然氣燃料電池，據(jù)美國能源部統(tǒng)計，《財富》雜志評選百大企業(yè)中，有 25% 使用燃料電池來提供潔凈、高效能與可靠的電力來源，供電數(shù)據(jù)中心、電信基地臺、企業(yè)大樓、渠道店面，以及堆高機等設(shè)施。電力系統(tǒng)對天然氣的依賴，使得電力與天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)聯(lián)性提高。
相對的，天然氣基礎(chǔ)設(shè)施包括壓縮站、閥門、調(diào)控中心等關(guān)鍵環(huán)節(jié)都需要電力啟動，某些使用天然氣的分散式能源系統(tǒng)也需要以電力啟動才能開始運轉(zhuǎn)。電力與天然氣的彼此雙向需求，導(dǎo)致 2011 年時美國因為異常寒冷氣候，引發(fā)惡性循環(huán)，天然氣設(shè)施過冷故障，導(dǎo)致缺電惡化，喪失電力又使得天然氣設(shè)施無法啟動。
過去公路交通一向獨立于電力系統(tǒng)以外，不過隨著電動車的發(fā)展，如今也產(chǎn)生密切關(guān)連，電動車充電的需求可能為電網(wǎng)造成相當大負荷，但若管理得當，電動車有潛力成為分散式能源供應(yīng)、調(diào)控設(shè)備，為電網(wǎng)的穩(wěn)定做出貢獻。2015 年全球電動車年成長達 80%，預(yù)期到 2030 年時可望達到新車銷售量的 20%，2040 年時則可望達到 35%。而電動車發(fā)展最快的國家挪威，2015 年時電動車已經(jīng)達到新車注冊數(shù)的 25%。以美國而言，2030 年時，電動車銷售量將達所有輕型車的 25%，總計將有 1,600 萬輛電動車，總電池儲存容量將達 10 億度。
智能電網(wǎng)相關(guān)資通訊技術(shù)的蓬勃發(fā)展與平價化，則讓分散式能源資源更能整合至電網(wǎng)發(fā)揮各種應(yīng)用，不過，《未來電業(yè)》報告認為，現(xiàn)有的電網(wǎng)電價計算方式，無法配合分散式能源普及的趨勢，隨著相關(guān)資通訊技術(shù)能呈現(xiàn)更多電網(wǎng)資訊，電價計價方式，應(yīng)該不再是全電網(wǎng)統(tǒng)一定價，而是更細分為不同區(qū)域、不同時段，確實反映電力的邊際成本，如此可促進分散式能源服務(wù)商依價格資訊隨時調(diào)整，而提升整體電網(wǎng)的效率，解除輸配擁塞問題，免除昂貴的基礎(chǔ)輸配設(shè)施升級，也可避免動用昂貴的尖載資源。
另一方面，許多國家的電價結(jié)構(gòu)設(shè)計是為了政府稅收，或是為了彌補許多公共政策例如綠能政策的開支，《未來電業(yè)》報告認為，這些政策性因素干擾電價公式，將會妨礙價格自動調(diào)控市場的功能，必須多加注意。電業(yè)市場價格機制若能設(shè)計得當，不僅能釋放分散式能源資源的潛力，讓電網(wǎng)更有效率，從中也會促進許多新創(chuàng)事業(yè)誕生，產(chǎn)生無數(shù)新的服務(wù)，將人類的電力產(chǎn)業(yè)帶往下一個階段。
