▲ 美國聖地牙哥的智慧電表，USA-SOLAR/MINORITIES REUTERS/Mike Blake 本文作者嚴嘉鑫有著非常嚴謹的工程師思維，鑽研能源資通訊技術多年，擅長節能、 需量管理、智慧建築、智慧家庭等領域。 不斷地思考與尋找既保護環境、 又能永續經營的商業模式與能源資通訊產品， 正好遇上全世界吹起的人工智能風口， 希望在能源轉型浪潮中貢獻一己之力，將資通訊系統智慧化， 現任資策會節能技術經理及綠學院的綠色帶路人。
共同作者楊雅雲，受到紀錄片《不願面對的真相》啟發， 2009 年大跨度轉行到台達電子文教基金會， 領導莫拉克風災校園重建—那瑪夏民權國小重建工作。 擅長融合營利型公司與非營利組織的強項，將設計思考、 行銷溝通與環境效益三個領域跨界整合，2014 年創辦綠學院， 同時為 Green Impact Lab 綠色創業加速器的共同創辦人，著有《綠領建築師教你設計好房子》一書。
原文 《能源高手的智慧電網商機攻略》 刊登於綠學院，INSIDE 獲授權刊登。
在臺灣，作為一個能源業的技術工作者，很悶。
別的產業都在大談創新，國內能源業卻沒什麼跳躍式的進步，負面新聞倒是不少：大潭電廠跳電造成大規模停電、和平電廠電塔倒塌造成全國大停電、公家機關為了度過用電尖峰，仲夏的中午關冷氣，造成公務員熱暈；更別說去年（2017）全年超過 100 天 PM2.5 紫爆，不知道有多少人生病、過敏、花錢看醫生。
這顯得我們這些技術人員很蠢，用著上古神器，放任這麼多問題影響大家的用電品質、健康甚至安全。
當我跟綠學院的綠色帶路人提議不如我們來寫大電網系列文章時，有些人覺得我很蠢，他們說這個時代沒人重視專業，講了也沒人聽，再說了，把自己知道的全講了出去，不是白白把賺錢的機會告訴別人嗎？
我想的恰恰相反。 能源追求的不是單一的最佳解，而是系統的創新解。創新的推動，需要足夠的「思維」濃度和足夠的「牛人」密度碰撞在一起 。
在能源業，可怕的不是能源高手比你努力，而是高手的全局思維比你正確太多。 因此，我和其他幾位綠色帶路人，會擔任「能源白話文運動」的翻譯官，長期駐點在綠學院， 我們會從電網設計的全局思維出發，以科技、技術、市場為支點，為你建構系統性的能源知識框架，助攻在綠色產業裡尋找機會的人、工作者、創業家。
你說，如果我又不在綠色產業，也不創業，了解能源對我有什麼好處呢。好處可多了，現在這麼容易就停電，PM2.5 隨時都紫爆，人們見面聊天總是會聊上兩句。你若看了我們的系列文章，建構了對能源的思維模型，你就不會停留在使用過時的思維抒情，隨口就能說出一些科技最新的進展和知識，既是聊天的話題材料，也能讓別人對你感到佩服，其效果就跟聊 AI 人工智能一樣。
我們今天就先來建構理解能源問題最重要的關鍵知識。大家都知道綠能好，取之不盡用之不竭，零碳排又沒有 PM2.5，大費周章燒煤幹嘛？德國在今年（2018）元旦當天達到全國全日 100% 綠能供電了，你們執政者是傻子啊？
執政者當然不傻。我們就假設正在看這篇文章的你，現在是經濟部長了，你手下的 200 多萬家大中小企業行號都需要用電，準備各式的商品要大賺其錢、繳稅報國。這個時候，你的能源局長，拿著一隻「鴨子」來找你了。
（圖一）2016 年美國加州的單日用電曲線（i 資料來源：資策會）
現在我們在看的這張圖，是 2016 年美國加州某個秋日的用電曲線。橫軸是當天的 24 小時，縱軸是電網的負載量，以百萬瓩（1MkW）為單位。
灰線是太陽光電的發電量，太陽能是一種間歇性能源（intermittent energy），白天才有電，其他時間在睡覺。但是大家是睡醒之後要上班，晚上回到家要開冷氣、看電視、上網、洗衣服，誰管你太陽能在睡覺，所以藍線是我們所需要的電量，你看他和灰線的邏輯是很不一樣的。
於是這時就跑出橘線，就是扣除太陽光電後的總負載，也就是其他化石燃料（如煤、油、天然氣）與核能要發的電量。橘線在中午時段因太陽光電充足而負載降低，形狀看起來就像是鴨子的肚子；在日落時段負載升高，就像是鴨子的脖子， 這就是鼎鼎有名的鴨子曲線（Duck curve），也就是為什麼綠能和大夥兒處不來的關鍵。
當一個國家的間歇性能源例如太陽光電占比越高，鴨肚子就會越大，鴨肚子越大，造成的電力調度問題就越大，其他做為基載能源（base load power plant）例如化石燃料、核能等，就會為了大量湧入電網的再生能源，要大幅調整運轉排程，弄得不好，還會大停電。
你作為一個經濟部長，聽到這心裡已經有譜了，但是你不能在你的能源局長面前顯示軟弱，所以你說，德國在今年（2018）元旦當天不就達到全國全日 100% 綠能供電了，別人做得到，我們臺灣一定也可以。
能源局長嘆了口氣說，可不是像筆電一樣，隨時開關機呢。提早開機或熱機備援來補再生能源，也會多出許多燃料成本，這些都造成基載能源很大的負擔。再說了，德國用 100% 綠能，並不是因此化石燃料就不發電了，因為設備特性與滿足電網備轉需求、維持電網安全，基載能源還是必須繼續運轉發電，多的電還要給別人錢拜託別人來用。
能源局長繼續說，更麻煩的是，老闆行政院長說我們要全力發展電動車，電動車的充電時間也很難掌握，不過可以預期人們晚上回到家之後，就會為他的電動車充電。以特斯拉為例，一組電動車的充電樁充電功率大約是 15kW（220V,23~72A），600 支充電樁運作起來就差不多就是一棟台北 101 夏季尖峰時段的用電量。未來電動車數量越多，鴨脖子也就成了鵝脖子，電力調度的難度與成本就更高了。
這下子你發現經濟部長不好當了，一邊是需要用電的經濟，一邊是一隻鴨子、一堆不受控制的再生能源，以及一個上古神器的電網。
鴨子曲線的問題看似把綠能逼到懸崖邊，提高再生能源占比帶來滿滿的問題與風險，但事實上也帶來滿滿的商機。
身為一個綠色創業者，你要問的正確的問題是，我們如何讓上古神器變身成為智慧電網，解決鴨子曲線問題，讓再生能源完成他的低碳任務？
要讓再生能源受控制，搭配即時電力量測技術、物聯網技術、數據分析技術、儲能技術與智慧變流器（Smart inverter）等，我們可以即時蒐集、甚至預測再生能源發電數據以及控制再生能源發電量的機制。目前國內已經有綠色新創公司進入場域實測階段，智慧變流器的法規與措施也即將在國內上路。
日落之後不要讓基載能源補得那麼辛苦，可以搭配自動需量反應技術、空調需量抑低技術與儲能技術，未來則可從時間電價結構及需量反應措施，在鴨脖子時段獲利。
有這麼多賺錢的技術，為什麼沒聽說有人在賺電網調度的錢？
因為沒有智慧電表，什麼事情都不會發生。智慧電表，就是智慧電網的基礎建設。
沒有智慧電表，在鴨肚子時段不知道可再生能源發了多少電，也不知道負載用了多少，自然也不知道該卸掉多少基載能源、卸多少再生能源。
沒有智慧電表，在鴨脖子時段不知道再生能源掉了多少，也不知道負載用了多少，自然也不知道該執行多少需量反應抑低需量，也不知道該補多少基載能源。
沒有智慧電表，我們窮盡一生，研發所有可能的能源技術，都打敗不了這隻鴨子，也換不來任何綠色新創公司。
國內兩萬多的高壓智慧電表早已佈建完成，可惜因為讀表資料不夠即時、也沒有共通的平台供業界傳遞、交換、認證、應用，讓高壓智慧電表的功效大打折扣。現在商業用戶和住宅用戶的低壓電表也開始佈建了，未來低壓智慧電表的資料第二路徑（Route B）也許有機會擺脫過去高壓智慧電表功能的不足，彌補即時讀表與資料交換的功能。
我們下一篇開始會詳細展開上面所有談到的技術，你可以先來 報名 今年（2018）二月 Green Like We Give A Damn 綠色產業工作者小聚，我會分享智慧電網中最貼近使用者的需量反應商機，揭開從大電力用戶到一般家庭用電戶都可以獲利、節費的不傳之密，我們下周見！
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