論市場導(dǎo)向的綠電發(fā)展策略本文旨在探討某省綠能導(dǎo)向之電力市場發(fā)展策略及其配套措施。首先，描述再生能源全球發(fā)展趨勢及其特性之優(yōu)缺點，提出太陽能及風(fēng)力發(fā)電間歇性問題，然而藉由結(jié)合多元利害關(guān)系人及智慧科技應(yīng)用，反而潛藏著更高的創(chuàng)新價值。當(dāng)某省再生能源發(fā)電比例逐年提高，面對此一結(jié)構(gòu)性之典范移轉(zhuǎn)，建構(gòu)電力市場機制極為重要。其次，藉美國加州負(fù)載曲線變化的案例，說明何謂鴨子曲線及其影響，同時分析某省出現(xiàn)鴨子曲線的可能性，并論述德國、加州及德州出現(xiàn)負(fù)電價的經(jīng)濟意涵。接著，面對再生能源大量并入電網(wǎng)可能帶來的沖擊，本文提出「導(dǎo)入公平競爭的市場機制」作為因應(yīng)對策，亦即藉由電力市場的價格訊號提供合理誘因，增加利害關(guān)系人的多元性及來源，方具電力市場的彈性與韌性。再者，本文參酌美國聯(lián)邦能源管制委員會之規(guī)范架構(gòu)，分述能量市場、容量市場以及輔助服務(wù)市場之功能與角色定位，并參考臺電公司已規(guī)劃之電力交易平臺機制，提出相關(guān)建言。最后，本文主張政府有關(guān)單位應(yīng)積極導(dǎo)入綠電市場競爭機制，尤其電力系統(tǒng)操作者與電力市場操作者必須緊密同歩配合，建構(gòu)健全之電力市場新生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟，同時讓某省科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展加速邁向綠能永續(xù)的境地。全球再生能源裝置容量在2015年達其分水嶺(Evans,2018)，每年新增容量皆高于化石能源及核能發(fā)電，甚至超過后兩者之加總(參見表1)。此外，國際再生能源總署(InternationalRenewableEnergyAgency,IRENA)的研究報告指出，截至2019年1月為止，全球已有33個州政府和247個城市，提出100%使用再生能源的承能源廣受各國政府之重視。由于再生能源是自產(chǎn)之在地能源，無需進表12015~2017年全球再生能源、化石能源與核能新增容量(GW)(Evans,2口，不受國際燃料價格波動影響，有助于某省能源安全穩(wěn)定自主，擺脫過去因國內(nèi)缺乏化石能源需要大量進口，而造成國際收支高額經(jīng)常帳的外匯支付。此一再生能源特性，考量某省稟賦陽光普照、風(fēng)場優(yōu)異、地?zé)岣火?、海洋及水資源充沛之天然環(huán)境，若能鼎力發(fā)展具有多元互補而豐足的各種再生能源，當(dāng)有助于某省取得國際能源競爭優(yōu)勢。隨著能源科技日新月異，再生能源發(fā)電系統(tǒng)之成本迅速下降，傳統(tǒng)化石燃料成本及環(huán)境社會成本(包括居民抗?fàn)帯膏彵堋钩杀?，相對日益上升。有別于化石能源所造成的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)污染物，以及核能發(fā)電所帶來的輻射外泄、核廢料后端處理的社會風(fēng)險，再生能源相對環(huán)境友善及資源共享之程度，較易為在地值得注意的，截至2018年11月，加入國際綠能倡議組織「RE100」4的企業(yè)已達155家，每年合計能源需求高達1,880億度，若將其視為一個國家，足以名列全球第23大電力消費國5。RE100，并承諾在生產(chǎn)過程中100%使用綠電，并以此標(biāo)準(zhǔn)要求其供應(yīng)鏈廠商。例如Apple于2018年承諾100%使用再生能源。鄭亦麟(2019)指出Apple供應(yīng)鏈中，已有10家某省廠商宣布跟進，包括臺積電、鴻海、可成等。不可否認(rèn)，再生能源的問題，在于外在天候變化帶來發(fā)電間歇性。當(dāng)其發(fā)電占比越來越高時，可能造成電力調(diào)度所謂「鴨子曲線(duckcurve)」及其「凈負(fù)載(netload)」劇烈波動之現(xiàn)象，引發(fā)電力系統(tǒng)可靠度潛在威脅。許多文獻針對最適化電力調(diào)度，進行下而上(bottom-up)之微觀量化分析。例如，Howladeretal.(2018)建立目標(biāo)函數(shù)為極小化燃料成本與機組起停成本，并受限于不同類型之10部發(fā)電機組(含抽蓄水力)、再生能源系統(tǒng)(含集中式太陽能)及需量反應(yīng)之物理操作特性，再以Matlab?INTLINPROG軟件演算結(jié)果并進行敏感度分析。所獲得四種不同結(jié)果進行比較，顯現(xiàn)出平(2019)也以同類模型運用中國電力產(chǎn)業(yè)相關(guān)資料進行模擬分析，并增加考慮儲熱式系統(tǒng)(例如技術(shù)進行改善，導(dǎo)出最適化的發(fā)電技術(shù)組合及其最佳成本。中技社(2018)也有收錄多篇針對我國再生能源并網(wǎng)的量化研究。劉志文(2018)模擬某省高占比太陽光電可能造成的頻率沖擊模擬分析，考量某省太陽能光電建置位置多處中南部地區(qū)，因此群體發(fā)電量驟降是有可能發(fā)生的。依政府規(guī)劃2025年太陽光電裝置容量需時段系統(tǒng)預(yù)估的負(fù)載量約為30,500MW。模擬結(jié)果顯示，于2025年當(dāng)系統(tǒng)之太陽光電瞬時發(fā)電量滲透率達34%時，太陽能光電發(fā)電量變化率達15%以上即有可能觸動低頻卸載。吳元康(2018)則搜集某省2011-2017年陸域風(fēng)力及太陽能發(fā)電的資料，針對量測數(shù)據(jù)做不穩(wěn)定分析，從統(tǒng)計結(jié)果得知，太陽能發(fā)電發(fā)電特性與風(fēng)力發(fā)電有互補的現(xiàn)象，例如太陽能發(fā)電在6-9月的發(fā)電量最大，而這些月份剛好是風(fēng)力發(fā)電量較低的月份；太陽光電可貢獻的發(fā)電能量也較風(fēng)力發(fā)電為穩(wěn)定，沒有明顯的季節(jié)特性；此外，也得知某省陸岸風(fēng)場的風(fēng)況條件不差，若能提1埃默里?羅文斯(Lovins,1979)提出「軟性路線」，指稱再生能源相較于傳統(tǒng)化石能源與核能的「硬性路線」，對環(huán)境生態(tài)與地貌的影響較小，發(fā)展路徑屬軟性。狹義而言，系指再生能源就地取材、因地制宜。廣義而言，則結(jié)合大數(shù)據(jù)應(yīng)用、人工智能，創(chuàng)建本質(zhì)上軟性的商業(yè)模式與再生能源相互結(jié)合，例如：「虛擬電廠」包含需量反應(yīng)、儲能電池、分散式電源，相對于傳統(tǒng)化石能源與核能發(fā)電，著重于軟件整合與應(yīng)用，因此屬軟性路線，亦為先進2此多元合作模式涉及各種創(chuàng)新營運模式，讓各利害關(guān)系人彼此競合，獲得合理報酬，同時也符合循環(huán)經(jīng)濟與永續(xù)發(fā)展之整體社會利益。參見下文解說。3事實上再生能源仍然有若干環(huán)境外部性之疑慮，惟相較于傳統(tǒng)化石能源與核能大規(guī)模的發(fā)電方式，相對爭議較小。4國際綠能倡議組織「RE100」是由氣候組織(ClimateGroup)與碳揭露計劃(CDP)于2014年共同合作成立的國際倡議行動，號召全球具有影響力的跨國公司于2025年以前自愿性提出100%使用再生能源的承諾時間表(RE100,2019)。透過標(biāo)竿樹立，鼓勵他人效仿，推展零碳排的運動。5檢自RE100在2018年發(fā)表的ProgressandInsightsAnnualReport(RE100,2高風(fēng)機可用率，則全年風(fēng)場容量因子平均值可維持在30%-40%之間。許志義與楊宗霖(2019)指出較諸傳統(tǒng)火力與核能發(fā)電系統(tǒng)，再生能源發(fā)電是一個相對開放的系統(tǒng)，尤其太陽能與風(fēng)力易受天候影響，外界自然環(huán)境參數(shù)不易預(yù)測與掌控，需要適當(dāng)?shù)呐涮状胧源_保電力系統(tǒng)供電的彈性與韌性。在電力市場中最大的挑戰(zhàn)之一是如何解決電力生產(chǎn)與消費的市場失靈問題，以及如何建立一個公平與效率的電力競爭市場，如果處置失當(dāng)造成市場失靈的情況更加嚴(yán)重，將會使電業(yè)無法永續(xù)發(fā)展，消費者福祉也嚴(yán)重受損。市場失靈的情況首推人為的壟斷和獨占市場結(jié)構(gòu)，其次便是電能生產(chǎn)與消費的外部性問題。如何針對電能與電網(wǎng)運作的安全進行經(jīng)濟、公平與公開的電力市場制度安排與設(shè)計，這些制度安排措施勢必影響著電力市場自由化改革的效果與成敗(許志義等人2014)。臺電公司因應(yīng)新版電業(yè)法及未來電業(yè)改革的需求，于2018年5月成立「電力交易平臺籌備小組」，其下設(shè)5個工作小組(交易信息系統(tǒng)組、市場發(fā)展組、交易結(jié)算組、交易營運組、市場管理組)負(fù)責(zé)相關(guān)業(yè)務(wù)之推動；電力交易平臺籌設(shè)進度規(guī)劃分4個期程(引入期、發(fā)展期、測試期、運轉(zhuǎn)期)逐步推動，并預(yù)定在第四階段運轉(zhuǎn)期時依電業(yè)法第11條及其相關(guān)子法規(guī)定營運電力交易平臺(吳進國再生能源發(fā)電占比逐年提高，以再生能源為導(dǎo)向的電力市場將發(fā)生本質(zhì)上的變化，包括：分散式綠電、用戶端需量反應(yīng)、儲能系統(tǒng)及電動車等。面對此一結(jié)構(gòu)性典范移轉(zhuǎn)，如何建構(gòu)綠能導(dǎo)向之電力市場，落實公平交易機制，藉討，爰為本文之研究動機。此外，某省在新版電業(yè)法通過后，電力市場的自由化已經(jīng)排上了時程，然而，鮮少有針對某省電業(yè)在電力市場自由化架構(gòu)下的發(fā)展策略之研究。因此，本文嘗試從整體系統(tǒng)性的上而下(top-down)宏觀視角，針對某省地理環(huán)境的特性、現(xiàn)階段的市場結(jié)構(gòu)及可行之創(chuàng)新營運模式，藉由質(zhì)性分析并提出綠能導(dǎo)向之電力市場發(fā)展策略。本研究目的是從能源經(jīng)濟觀點，探討以再生能源為導(dǎo)向之電力市場關(guān)鍵課題，并提出應(yīng)有的發(fā)展策略及配套措施。為了達成此一目的，本文首先透過國外文獻次級資料，探討鴨子曲線典范移轉(zhuǎn)及負(fù)電價經(jīng)濟意涵，并提出筆者對某省2025年是否會出現(xiàn)鴨子曲線及負(fù)電價的看法。接著，針對再生能源高占比所帶來電力調(diào)度挑戰(zhàn)，提出「橫向廣度」與「縱向深度」策略性思維對策，并強調(diào)獨立系統(tǒng)調(diào)度者(IndependentSystemOperator,ISO)與電力市場操作者(MarketOperator,MO)必須相互緊密搭配的市場設(shè)計原則。再者，針對六種「綠電先行營運模式」及能量市場、容量市場、輔助服務(wù)市場規(guī)劃予以幫助。同時，以臺電2019年所規(guī)劃之「非傳統(tǒng)發(fā)電機組參與輔助服務(wù)」之機制，說明再生能源發(fā)電比例越來越高的情況下，輔助服務(wù)市場設(shè)計必須注意之處。最后，提出本文的結(jié)論與建議。6太陽能與風(fēng)力發(fā)電的間歇性的特點，加上需求面原本高低變化的特性，固然增加電力調(diào)度的不確定性，但本質(zhì)上電力系統(tǒng)原本就存在供給面的發(fā)電量、需求面的負(fù)載量，必須隨時因應(yīng)波動而實時平衡的技術(shù)面原有機制。換言之，這是電力系統(tǒng)本來就存在、且能夠藉由科技運用予以有效解決的課題。正因為如此，相對于太陽能與風(fēng)力發(fā)電的間歇性，這兩種再生能源幾乎無所不在(在地、自主)且技術(shù)門檻相對低(尤其小型系統(tǒng))之特性，反而重新形塑(reshape)了電力系統(tǒng)的新風(fēng)貌(landscape)。尤其是短期間內(nèi)能快速建置之相對優(yōu)勢，加上建置完工后，可以完全回避過去半個世紀(jì)來國際化石燃料價格震蕩之影響，更凸顯出這種「在地開源自主」、「價格天生穩(wěn)定」之優(yōu)點，足以抵銷其間歇性之缺點。事實上，間歇性問題能被當(dāng)前刻正快速發(fā)展中之智慧科技迎刃而解時，反而成為國際7結(jié)構(gòu)－行為－績效(Structure-Conduct-Performance,SCP)理論是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)的主要分析架構(gòu)，其研究內(nèi)容大致上可分為五個，分別為：決定市場結(jié)構(gòu)的基本條件、市場結(jié)構(gòu)的特性、廠商的行為、經(jīng)濟績效、政府政策與法規(guī)。一般而言，基本條件影響市場結(jié)構(gòu)，市場結(jié)構(gòu)影響廠商的行為，而政府的政策與法規(guī)同時會影響市場結(jié)構(gòu)與廠商行為，最后產(chǎn)生不同的經(jīng)濟績效。2.鴨子曲線與負(fù)電價之市場典范移轉(zhuǎn)2.1鴨子曲線的出現(xiàn)及影響當(dāng)日出時太陽能發(fā)電系統(tǒng)出力發(fā)電快速并入電網(wǎng)，大量取代傳統(tǒng)發(fā)電機組，形成原本之凈負(fù)載(netload)下降，總負(fù)載與凈負(fù)載之間差額加大，兩條曲線形塑鴨肚子凸出的區(qū)段。而傍晚日落時，太陽能發(fā)電量驟減，形成陡峭的鴨脖子，凈負(fù)載需求快速上升，需搭配水力及天然氣發(fā)電機組、甚至需量反應(yīng)與儲能系統(tǒng)等市場中多種組合服務(wù)，急速升載調(diào)度，這種現(xiàn)象稱為「鴨子曲線(duckcurve)」。以加州為例，圖1是加州自2012至2018年凈負(fù)載曲線之變化趨勢。顯示出2012年白天的凈負(fù)載約在20,000~22,000MW之間，連續(xù)六年白天凈負(fù)載曲線快速下降至2018年2月18日最3月4日傍晚約17:00到20:00，在三小時內(nèi)迅速升載14,777MW。這種負(fù)載迅猛變化的情況，是過去曾所未見的。對于維護電網(wǎng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的獨立系統(tǒng)操作者(IndependentSystemOperator,ISO)來說，無疑是負(fù)載曲線的典范移轉(zhuǎn)。對于負(fù)責(zé)電力交易的市場操作者(MarketOperator,MO)，當(dāng)鴨子的肚腩特別肥大形成U型時，日前市場(day-ahead)電價竟然呈現(xiàn)負(fù)值，亦即發(fā)電者必須付費倒貼給用電者，才能刺激足夠的用電負(fù)載以確保市場供需數(shù)量均衡。如圖2南加州2017年4月第2個星期日從上午約十一點至下午四點半，日前批發(fā)電價(day-aheadwholesaleprice)出現(xiàn)負(fù)值。而加州2018年第4季每小時系統(tǒng)邊際能源價格(Hourlysystemmarginalenergyprices)如圖3，顯示出(包含日前電價與兩種日內(nèi)電價)與平均凈負(fù)載之間同步起伏跳著「探戈雙人舞」的趨勢，意味著電力調(diào)度與電力市場兩者相輔相成、密不可分。上述負(fù)電價之經(jīng)濟意涵，可論述如下。根據(jù)經(jīng)濟學(xué)原理，當(dāng)生產(chǎn)任何商品進入邊際報酬為負(fù)值的時候，理性生產(chǎn)者并不一定會停止提供產(chǎn)品或服務(wù)，短期內(nèi)收入雖然是虧損(例如本(例如將基載發(fā)電機組停機)造成的虧損可能更多。在圖4的Cg為基載發(fā)電機組開機之固定成本，C1線段代表滿載發(fā)電的成本曲線，其斜率圖2南加州2012年與2017年4月第2個星期日之日圖3加州2018年第4季每小時系統(tǒng)邊際能為發(fā)電運轉(zhuǎn)之邊際成本。在D點(累積發(fā)電量為Qb)時，當(dāng)市場電量供過于求，并出現(xiàn)負(fù)電價之情況下，基載發(fā)電機組有兩種選擇：第一種是選擇停機后，等待電價為正時，再開機滿載運轉(zhuǎn)持續(xù)供電。此時再開機的固定成本為BD線段，而接續(xù)C2線段則為正常滿載發(fā)電(此時市場供需已趨于正常均衡，維持在一般常態(tài)之正電第二種選擇，基載發(fā)電機組若評估負(fù)電價系屬短暫現(xiàn)象，則可選擇降載發(fā)電運轉(zhuǎn)，犧牲發(fā)電效率，其成本曲線的斜率相對較為陡峭，代表發(fā)電邊際成本較高。惟因?qū)俣虝呵闆r，此時可等待電力市場鴨子曲線肚腩下塌幅度逐漸回縮，電價逐步回升為正時，再恢復(fù)滿載運轉(zhuǎn)，此即為圖4之D點至E點，再至F點。亦即，與C1、C2斜率相同之滿載運轉(zhuǎn)的C3線段。圖4某一基載發(fā)電機組是否選擇負(fù)電值得注意的，C3與停機后再開機的狀況(C2成本曲線)相比，基載發(fā)電機組短期接受負(fù)電價，是可以節(jié)省停機后再開機所衍生之固定成本(Cb至Ce)。在此短暫負(fù)電價之情況下，C2是相對符合經(jīng)濟理性之選擇。不過，選擇降載發(fā)電亦有其潛在風(fēng)險。倘若負(fù)電價的現(xiàn)象并非短暫，其持續(xù)時間太長，亦即超過圖4中的A點，累積發(fā)電量超過Qa時，則此基載機組應(yīng)當(dāng)在D點時，選擇停機再開機，避免C4與C2垂直距離之損失(圖4斜影部上述C2成本曲線表述之情況，可清楚說明為何市場出現(xiàn)負(fù)電價而基載機組寧可降載運轉(zhuǎn)，以低于平均變動成本的「賠小錢」生產(chǎn)方式苦撐待變，因為這時廠商預(yù)期市場負(fù)電價所帶來的增額損失，將低于停機再開機之更高額固定成本的「賠大錢」。同樣地，以美國德州為例，2015年風(fēng)力發(fā)電比例高，部分民營電業(yè)夜間時段(晚上九點到早上六點)推出零電價方案。事實上，德州獨立調(diào)度中心ERCOT公布的數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)情況下風(fēng)電在日前市場深夜時段都投標(biāo)零電價或負(fù)電價，以爭取優(yōu)先調(diào)度權(quán)(許志義與楊宗霖，無獨有偶，德國在圣誕節(jié)或新年假期大部分時間的電價都呈現(xiàn)負(fù)值，光是2018年批發(fā)市場上就累積134小時的負(fù)電價；而2017年10月的最后一周，德國的負(fù)電價維持近31個小時，每MWh價格跌至-83歐元(約新臺幣-2,947元)；12月24日則出現(xiàn)每MWh-50歐元(約新臺幣-1,775元)的電價。由此可見，當(dāng)鴨子肚腩的凈負(fù)載顯著下降，其嚴(yán)重程度可迫使日前批發(fā)電價跌至2.2某省出現(xiàn)鴨子曲線之可能性由于政府能源政策目標(biāo)為2025年再生能源發(fā)電占比達20%，加上某省本島電力網(wǎng)路系屬孤立系統(tǒng)，鴨子曲線所帶來電網(wǎng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的潛在威脅及電力調(diào)度之挑戰(zhàn)，可能比美國加州、德州或德國有過之而無不及。值得注意的，美國德州并未與其他區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，亦屬電網(wǎng)孤立系統(tǒng)。準(zhǔn)此而論，德州的問題也同樣可能會發(fā)生在某省，甚至其情況更為嚴(yán)峻。首先，從「供給面」比較，有下列四項分析：(一)地理條件上，某省幅員小、地形狹長且西海岸較為筆直，因此當(dāng)太陽下山后，太陽能發(fā)電產(chǎn)消業(yè)者(prosumers)短時間內(nèi)從電力供給者(producers)轉(zhuǎn)變?yōu)樾枨笳?consumers)，一正一負(fù)變化差距，將導(dǎo)致傍晚用電負(fù)載需求遽增，正如同加州當(dāng)前之寫照。(二)由于德州與加州幅員廣大，德州以風(fēng)力發(fā)電為主，良好風(fēng)場集中于德州西部廣大面積，風(fēng)力發(fā)電供電相對穩(wěn)定。至于加州以太陽能發(fā)電為主，風(fēng)力發(fā)電為輔，且其布建幅員廣闊，因此整個德州或加州發(fā)生同時沒有風(fēng)與太陽光照的機率較低；相對地，某省幅員狹小，同時發(fā)生沒有風(fēng)與太陽光照的機率較高。此外，某省太陽能與風(fēng)力發(fā)電場域較為集中，再生能源發(fā)電變動幅度相對較大，可能導(dǎo)致某省再生能源發(fā)電間歇性的上下波動，比德州或加州更為顯著。(三)某省以太陽能發(fā)電與離岸風(fēng)電為主，同一太陽能發(fā)電場域及海域風(fēng)場之集中式再生能源發(fā)電來源密集度高，隨著特定陽光與風(fēng)勢變化難測，其發(fā)電間歇性的波動幅度相對較大。因此，某省應(yīng)積極廣設(shè)電表后端(behind-the-meter)分散式再生能源發(fā)電系統(tǒng)8來減緩其間歇性供電問題。(四)某省太陽能發(fā)電業(yè)者絕大部分有簽訂再生能源饋網(wǎng)躉購費率(Feed-InTariffs,FIT9)合約，若電力市場未自由化且沒有適當(dāng)?shù)膬δ芟到y(tǒng)規(guī)劃，F(xiàn)IT費率可能會誘使許多太陽能發(fā)電業(yè)者參與電力市場，排擠原先白天傳統(tǒng)機組的電力輸出，致使鴨脖子曲線更為陡峭。關(guān)于「需求面」之重點，則有以下三項：(一)某省產(chǎn)業(yè)用電比重偏高，遇到特殊假期(例產(chǎn)業(yè)停班休假，其用電需求負(fù)載將會顯著下降。以2019年農(nóng)歷過年為例，最低用電負(fù)載需求僅17~18GW。相較之下，某省一半。在此情況下，若2025年太陽能發(fā)電再加上風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)，預(yù)計將高逾27GW發(fā)電容量，考量基載燃煤機組與復(fù)循環(huán)發(fā)電機組必須保有最低運轉(zhuǎn)容量(must-runcapacity)，確實有可能造成需求不足的缺口，需要以抽蓄發(fā)電及儲能系統(tǒng)或電動車充電，予以補足。(二)德州與加州產(chǎn)業(yè)用電與家庭、服務(wù)業(yè)用電之負(fù)載需求占比差異不大，但是，某省全年度產(chǎn)業(yè)用電總量明顯高過于家庭與服務(wù)業(yè)用電。因此，某省于特殊假期之用電負(fù)載需求較低的情況將較德州與加州更為明顯，出現(xiàn)負(fù)電價的情形機率相對更高。(三)德州屬于孤立電網(wǎng)系統(tǒng)，某省亦同。當(dāng)電力批發(fā)市場出現(xiàn)負(fù)電價，德州2009年之棄Zones,CREZs)輸配線路擴建之后，棄才控制在2.5%以下。準(zhǔn)此而論，本研究認(rèn)為某省亦必須及早規(guī)劃健全的電網(wǎng)系統(tǒng)，至于某省最可能發(fā)生「負(fù)電價」及上述情境的時段應(yīng)是農(nóng)歷春節(jié)、端午節(jié)、中秋節(jié)等連續(xù)假期，以及夏季以外其他季節(jié)周末或假期的離峰時段艷陽高照的日子。在此情況下，政府有關(guān)單位與臺電國營事業(yè)有必要及早提出有效的因應(yīng)措施，周知市場上利害關(guān)系人，共謀對策、共創(chuàng)多贏。2.3負(fù)電價的成因與經(jīng)濟意涵由圖2加州2018年3月4日電力凈負(fù)載的鴨8相對于地面型大容量之集中式再生能源系統(tǒng)并入高壓電網(wǎng)，大部分電表后端的分散式再生能源多為用戶自用，等同于「自己用電自己發(fā)」。由于容量相對較小，若能全國廣泛大規(guī)模大面積布建「化大為小」、「化整為零(如10kw以下)」，能降低所有電表后端無風(fēng)無光同時發(fā)生之機率。此外，電表后端分散式綠能另一優(yōu)點，若出現(xiàn)整體電力系統(tǒng)因故崩潰，則用戶仍可自主供電。9FIT為價格管制工具，屬政府補貼而非課稅，故為負(fù)的皮古稅(PigouvianTax)，以108年第二期地面型太陽能發(fā)電系統(tǒng)為例，無并聯(lián)電業(yè)特高壓供電線路者，每度電躉購價格為4.0379元。相對地，再生能源配額制度(Renewable限數(shù)量之綠電憑證，即屬之。依據(jù)寇斯定理(Coase子曲線可看出，太陽能發(fā)電于白天時段提供高容量之負(fù)載與多流量之電能，使鴨肚腩增大。這是由于太陽能發(fā)電的變動成本趨近于零，所以在能量市場競價機制下，投標(biāo)價格通常為零，可被優(yōu)先調(diào)度。相對地，傳統(tǒng)基載機組之變動燃料成本遠高于零，所以獨立系統(tǒng)操作者(IndependentSystemOperator,ISO)一般調(diào)度順序之排程必然在太陽能發(fā)電之后，致使基載機組需藉由降載來平衡電力市場供需。然而，傳統(tǒng)基載機組(燃煤與核能電廠)降載能力有限，且無法隨時起停，若要與電網(wǎng)解聯(lián)，必須支付額外的起停機交易成本，因此基載機組必須維持最低負(fù)載(minimumload)發(fā)電量。已降至最低負(fù)載發(fā)電量，且其他機組發(fā)電量不變，而太陽能發(fā)電機組持續(xù)增加出力，三者相加之總供給量超過用電負(fù)載需求總量，電力系統(tǒng)將面臨失衡的危機。值得注意的，負(fù)電價之情形通常發(fā)生于「日前批發(fā)市場」。在批發(fā)市場上，購電之高壓(100KW以上)用戶(如工廠、學(xué)校、聚合商等)始有機會享受到負(fù)電價之利得。相對地，低壓(未達100KW)用戶(如住宅、小商家、中小企業(yè)等)則不會直接受到批發(fā)市場負(fù)電價之影響，大多與零售市場業(yè)者簽訂長期合約（如時間電價等），在零售市場業(yè)者之操作下，零售市場之電價相對穩(wěn)定，不易出現(xiàn)負(fù)電價或高電價之短期價格大幅波動。目前在某省電力市場尚未自由化的情況下，若電力批發(fā)市場的價格仍受到嚴(yán)密管制，亦即獨立發(fā)電業(yè)者(IndependentPowerAgreement,PPA)的固定電價收購模式，則臺灣鴨子曲線的初始狀態(tài)可能更趨惡化。質(zhì)言之，當(dāng)鴨子肚腩出現(xiàn)時，原本可能出現(xiàn)的負(fù)電價10，被扭曲為一般管制下的正電價，所有的電力消費者或大用戶獲得未能反映市場供需真實情況的價格訊號，將導(dǎo)致偏頗的消費行為。具體言之，原本在負(fù)電價訊號下，應(yīng)該增加用電量的各種經(jīng)濟行為(如充電、儲能等)，均因欠缺實質(zhì)誘因(價格下跌)而反向操作不用電，導(dǎo)致總合用電需求更加不足，鴨子肚腩越變越大，電力系統(tǒng)調(diào)度風(fēng)險亦隨之增高。相反地，日落時段由于電價訊號(高于政府管制下的正電價)未能及時隨著鴨脖子陡升所產(chǎn)生的供電缺口，同步傳遞給電力系統(tǒng)輔助服務(wù)之提供者(如儲能業(yè)者、需量反應(yīng)聚合商及電本能夠配合抑低需求負(fù)載的需量反應(yīng)資源，皆因欠缺實質(zhì)誘因(價格上升)，而未能參與市場交易，結(jié)果導(dǎo)致鴨脖子更加昂揚，也加深對于電力系統(tǒng)調(diào)度安全可靠的威脅程度?？傊?，若價格機能未能適時導(dǎo)引資源適當(dāng)?shù)牧飨?，只會讓原本供需失調(diào)的電力資源配置問題，更加惡化，甚至崩潰。綜上所述，解決鴨子曲線問題的最佳政策措施，就是尊重價格機能，回歸市場機制，讓市場行為主體(所有供給者及消費者)，在追求己身利益誘因之前提下，做出理性的經(jīng)濟決策。在此情況下，最有能力提供質(zhì)優(yōu)價廉量足的電力服務(wù)供給者，以及最有能力承擔(dān)風(fēng)險的市場參與者，包括提供電力輔助服務(wù)資源的產(chǎn)消者11、實時配合快速升降電力彈性的虛擬電廠(VirtualPowerPlant,V與需量反應(yīng)聚合商(aggregator)等利害關(guān)系人，皆能各司其職、發(fā)揮所長，形成真正具有彈性(flexibility)與韌性(resilience/robustness)的再生能源導(dǎo)向之電力生態(tài)系統(tǒng)。10參考圖4的說明，在電力自由化市場下，負(fù)電價主要是反應(yīng)基載電廠或太陽能與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)停機的機會成本。除此之外，由于再生能源建置地點與傳統(tǒng)發(fā)電機組不同，電網(wǎng)饋線也會不同，因此還需考慮變動性再生能源短時間大量涌入電網(wǎng)時，由于饋線之限制而衍生的壅塞成本；以及變動性再生能源發(fā)電占比增加，逐漸替代、競爭傳統(tǒng)機組發(fā)電，迫使傳統(tǒng)發(fā)電設(shè)備運轉(zhuǎn)時數(shù)減少而造成傳統(tǒng)機組的資產(chǎn)套牢成本。其壅塞成本和資產(chǎn)套牢成本，也是影響負(fù)電價之因素。11產(chǎn)消者系指生產(chǎn)性消費者，亦即自行生產(chǎn)所需商品和勞務(wù)的消費者，結(jié)合了專業(yè)生產(chǎn)者(producer)和消費者(consumer)的角色。例如Youtube與臉書的內(nèi)容皆由所有消費者3.再生能源發(fā)電高占比之挑戰(zhàn)與因應(yīng)為解決再生能源供電比例逐年提高所產(chǎn)生的鴨子曲線問題，其因應(yīng)對策必須兼具「橫向的廣度」與「縱向的深度」。所謂「橫向廣度」系指空間軸上，電力市場應(yīng)該盡可能吸納多元利害關(guān)系人，相互競合，成為市場交易相對人的替代選項，以確保電力系統(tǒng)的彈性與靈活度。尤其面臨鴨子曲線的大肚腩日益突出、鴨脖子日益陡升之情況下，從供給面而言，除了傳統(tǒng)集中式電源之外，也要廣納各種分散式電源，例如地面型及屋頂型太陽能發(fā)電系統(tǒng)、大型及微型風(fēng)力發(fā)電機組、大型及微型水力發(fā)電系統(tǒng)、公用事業(yè)等級與通用型儲能系統(tǒng)、汽電共生系統(tǒng)、微型渦輪發(fā)電系統(tǒng)等，發(fā)揮各種設(shè)備之不同特性，提供能量、容量及輔助服務(wù)。從需求面而言，以再生能源為導(dǎo)向的電力市場，將出現(xiàn)眾多產(chǎn)消者。因此，要盡量納入電表后端再生能源發(fā)電系統(tǒng)(包括屋頂型太陽能、微型風(fēng)力及微型水力發(fā)電系統(tǒng))、需量反應(yīng)、電動車與小型儲能系統(tǒng)，引進智慧能源管理系統(tǒng)，甚至讓產(chǎn)消者成為潛在競爭者(potentialcompetitor)，使其能有參與市場交易之機會，有助于智慧工廠、智慧社區(qū)及智慧城市能源物聯(lián)網(wǎng)(包含電網(wǎng)、水網(wǎng)、氣網(wǎng)、氫網(wǎng)及交通網(wǎng))之實踐，落實電力系統(tǒng)的彈性與靈活度，以最符合成本效益原則，提升整體電力市場績效。亦即，盡量讓電力市場上所有供給面與需求面利害關(guān)系人，都有「誘因」以其市場行為主體的邊際成本，進入市場爭取交易機會。在此情況下，可讓電力市場中最有能力承擔(dān)風(fēng)險的成員(亦即機會成本最低者)，提供電能服務(wù)。此時此刻，在市場機制之運作下，達到供需均衡的配置效率。所謂的「縱向深度」系指時間軸上，面對電力系統(tǒng)失衡危及可靠度的任何時間點，皆需保有供給面與需求面之多重備援系統(tǒng)(redundantsystem)，尤其是當(dāng)自然天候環(huán)境劇烈變化(如日全蝕、臺風(fēng)、熱浪、焚風(fēng)、冰雹等)與用電負(fù)載需求(如連續(xù)假期、周末假日等)之極端情況下，更須建立電力調(diào)度的「縱向深度防御」。從供給面而言，輔助服務(wù)提供者(ancillaryserviceproviders)需廣納需量反應(yīng)、熱泵系統(tǒng)、汽電共生系統(tǒng)、小型燃?xì)鉁u輪發(fā)電機、電動車與儲能系統(tǒng)、再生能源發(fā)電系統(tǒng)等，甚至在虛擬電廠及區(qū)域微電網(wǎng)之商業(yè)模式下，任何一套主流供電系統(tǒng)失敗，仍有下一個實時備援候補的替代方案。就算是所有備援系統(tǒng)接連失敗的最極端時刻，仍然有可能短時間維持區(qū)域電力系統(tǒng)的孤島運轉(zhuǎn)(islandingopera從需求面而言，藉由分級電價(priorityservice)12按照電力可靠度高低不同之需量反應(yīng)客戶群，給予不同等級之容量與能量費率。在電力系統(tǒng)可靠度出現(xiàn)限電或停電危機時，按照優(yōu)先級，由供電可靠度較低的需量反應(yīng)用戶逐一排序卸載，讓需求負(fù)載具有多重的層次與深度，避免單一事件，不論是供給面的發(fā)電機組跳機，或需求面負(fù)載急速上升超過輔助服務(wù)提供者所能供給的快速升載，造成供需負(fù)載容量瞬間落差，導(dǎo)致整條饋線或區(qū)域的限電或停電，甚至引起嚴(yán)重的系統(tǒng)全黑外部成本，以確保電力供需平衡，方可達到強化電力系統(tǒng)韌性之目標(biāo)。在此種多重深度防御的技術(shù)運作及市場架構(gòu)下，才能夠真正落實電力系統(tǒng)的韌性，確保供電質(zhì)量與系統(tǒng)安全可靠，幾無缺電之虞。這就是為何先進國家能夠?qū)⑸鲜鎏摂M電廠或區(qū)域微電網(wǎng)，由過去鄰避效應(yīng)(NotInMyBackyard,NIMBY)轉(zhuǎn)變?yōu)樵概?yīng)(Want12分級電價系指電業(yè)根據(jù)用戶的用電需求特性，將電力供應(yīng)依照其質(zhì)量屬性，加以區(qū)分成不同等級的電力產(chǎn)品，參酌供電成本數(shù)據(jù)，設(shè)計一套具有多種不同供電可靠度等級之電價結(jié)構(gòu)方案。通常，供電可靠度越高的方案，其等級愈高，電價也相對越貴。而每一個不同供電可靠度，都有相對應(yīng)的電力負(fù)載管理方案或需量反應(yīng)方案，提供電力用戶自行選擇。事實上各國電業(yè)所實施的各種需量反應(yīng)方案都屬于廣義的分級電價。Backyard,YINBY)之深層原因。從上述供給面與需求面切入「橫向廣度」與「縱向深度」，先進國家最具體的普遍現(xiàn)象即是產(chǎn)消者無處不在地于智慧社區(qū)、智慧工廠及智慧城市出現(xiàn)與發(fā)展趨勢，皆可讓愈來愈多比例的電力需求負(fù)載，有「市場誘因」能夠同步追隨高低起伏的再生能源發(fā)電。3.2導(dǎo)入市場機制、活用價格訊號隨著再生能源發(fā)電比例逐年提高，電力市場具有供需變化快速之不確定性，更需要仰賴市場機制提供公平對等的誘因，讓更具有「彈性」與「韌性」的需量反應(yīng)、儲能系統(tǒng)、分散式綠電等供需資源參與電力市場，提高「負(fù)載追隨發(fā)電」之比例，增加利害關(guān)系人的多元性及其來源，形成大規(guī)模協(xié)調(diào)互動合作之虛擬電廠。相反地，在價量管制之下各項經(jīng)濟管制政策缺乏彈性，難以透過市場價格機能應(yīng)付靈活且快速的電力供需變化，電力交易成本勢必提高，而政府的管制政策、保護政策及補貼政策13，甚至都可能造成市場公平交易與達成資源配置效率的阻礙。以再生能源為導(dǎo)向的能源經(jīng)濟體系為例，在市場機制與價格機能充分運作之下，鴨子曲線的肚腩加大可能導(dǎo)致日前批發(fā)市場出現(xiàn)負(fù)電價，此種透過負(fù)電價之價格訊號誘發(fā)電力需求端拉高負(fù)載，有助于避免凈負(fù)載曲線(即鴨子肚腩)持續(xù)下陷，甚至引發(fā)日落后凈負(fù)載陡升之幅度加大，提高電力系統(tǒng)操作者短時間升載調(diào)度之難度。相對地，在價量管制之下，若電力市場無法反映真實的價格訊號，白天無法透過負(fù)電價誘發(fā)更多人用電，則可能導(dǎo)致鴨子曲線問題愈加惡化，亦即鴨子肚腩愈大且鴨脖子愈長。同時，其不同時段用戶之間將形成更嚴(yán)重的交叉補貼。由此可見，市場機制下的價格訊號將是電力市場達成資源配置效率的關(guān)鍵因素。準(zhǔn)此而論，某省電力市場管制者與市場運作者(MO)應(yīng)提前示警利害關(guān)系人，包括發(fā)電業(yè)者、售電業(yè)者、儲能業(yè)者(含電動車業(yè)者)及電力用戶，當(dāng)再生能源發(fā)電比例高達特定水平時，某省電力日前批發(fā)市場可能在假日離峰時段出現(xiàn)負(fù)電價。在此情況下，各相關(guān)利害關(guān)系人均可提早作出合理的因應(yīng)對策。換言之，任何能夠促進電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)「彈性」的資產(chǎn)或技術(shù)，將成為重要的核心能力。4.電力交易市場之規(guī)劃《電業(yè)法》已于2017年1月26日修正頒布實施14，這是我國能源轉(zhuǎn)型之重要里程碑。本次修法之目的在于落實非核家園的愿景。同時，分兩階段推動電力市場改革；亦即，一至兩年半內(nèi)以「綠電先行」為第一階段推動策略，微幅開放發(fā)、售電兩端，將改革的范圍限縮于僅占總發(fā)電量不到5%的綠電，管制輸配電中段，并將發(fā)電廠與輸配電網(wǎng)會計分離，達成「廠網(wǎng)分工」。預(yù)計六至九年后，第二階段才進行法律效力上的實質(zhì)「廠網(wǎng)分離」。我國再生能源市場交易，系以再生能源憑證(RenewableEnergyCertificate,REC)作為認(rèn)證與檢核之配套措施15。前述電業(yè)法修正通過后，第一階段「綠電先行」至少包括六種營運模式，如下：1.自用：在用戶端建置再生能源發(fā)電設(shè)備，自2.直供：再生能源發(fā)電業(yè)者以「直接供給」方13Ha?ner,etal.(2017)指出，歐盟各國政風(fēng)險亦須予以重視，包括：灰電與綠電之間的不公平競爭、FIT過度補貼、電力市場的無效率運作等。14我國電業(yè)法于2017年1月11日由立法院三讀修正通過，于2017年1月26日總統(tǒng)公布實施。15此處配套措施系指除了FIT以外的四種營運模式，均可透過經(jīng)濟部標(biāo)準(zhǔn)局之認(rèn)證許可后，獲得綠電憑證，并非各種綠能營運模式均可獲得再生能源憑證。式出售綠電，亦即配置專線供給他用戶，但超過政府設(shè)定之門檻者需提供備用容量。方式出售綠電，藉由輸電配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸給用戶，必須支付合理費用給操作電網(wǎng)傳輸?shù)呐_電公司。4.由再生能源售電業(yè)收購：藉由再生能源售電業(yè)，銷售綠電給售電業(yè)所服務(wù)之他用戶。6.再生能源憑證18(REC)：再生能源發(fā)電業(yè)者(除FIT業(yè)者外)均可申請之憑證。其申請需經(jīng)第三方公正單位驗證其設(shè)備條件及其發(fā)電量后，核發(fā)證明其為合格之綠電身分證，并在供應(yīng)用戶時附加憑證，證明綠電的來源與數(shù)量，以供購買綠電者作為日后在市場上轉(zhuǎn)售之憑據(jù)。值得注意的，由于我國綠電供給者及其憑證數(shù)量仍在初期發(fā)展階段，綠電規(guī)模及其市場尚未成熟，為開拓本土綠電市場之真正需求量，以拉升供給量，政府主管機關(guān)系采「電證合一」之暫行制度，用戶必須購買具備綠能發(fā)電設(shè)備所產(chǎn)生之綠電，同時一并購買該供給者所獲經(jīng)濟部標(biāo)準(zhǔn)局認(rèn)定之綠電憑證。在此情況下，綠電生產(chǎn)者就是憑證的提供者，因此只要憑證價格能夠因市場需求增加而提高，便會刺激生產(chǎn)者建置更多綠電。反之，若在市場初期采行「電證分離」，由于市場上憑證數(shù)量不多，面對多方需求，很可能會形成相對較高的「假性需求」套利空間。雖然綠電及其憑證數(shù)量稀少而價高，可能吸引更多利害關(guān)系人參與綠電生產(chǎn)。但是對于原先在市場中綠電提供者，由于其所生產(chǎn)之增額綠電及其憑證，只能賺取第一次市場交易之利潤，在短期無法擴建綠電發(fā)電容量的情況下，可能吸引他們也一同參與投機活動，而無法專心生產(chǎn)綠電。此外，當(dāng)相關(guān)利害關(guān)系人因綠電憑證價高，一齊蜂擁建置再生能源發(fā)電設(shè)施，可能使其綠電供給過多、錯估綠電需求，造成綠電市場波動加劇，不利長期健全發(fā)展。但不可否認(rèn)，實行「電證分離」制度，可提高綠電交易的彈性，符合市場各方利害關(guān)系人之多元需求，深化市場分工機能，增加綠電及其憑證資源之市場流動性，能極大化其價值。準(zhǔn)此而論，當(dāng)某省未來綠電市場成熟后，應(yīng)可仿先進國家采行電證分離制度，亦可單獨購買綠電憑證?？傊?，只要假性需求套利的市場風(fēng)險所產(chǎn)生之潛在成本，小于電證分離而增加綠電資源流動性所帶來之經(jīng)濟效益，則電證分離制度即有其推動之必然性。再生能源市場的參與者包括：再生能源發(fā)電業(yè)者、再生能源售電業(yè)者與電力用戶等，均得自由選擇適合的綠電交易商業(yè)模式。然而，上述的各種交易方式將涉及電力系統(tǒng)穩(wěn)定與電網(wǎng)公平使用，因此各項電力調(diào)度相關(guān)費用計算就顯得格外重要，也是維持綠電市場公平交易的基石。4.2電力交易平臺在電業(yè)法第二階段改革中，綜合電業(yè)將拆分為發(fā)電業(yè)與輸配電業(yè)，落實廠網(wǎng)分離，而輸配電業(yè)不得兼營發(fā)電業(yè)或售電業(yè)，且輸配電業(yè)不得與發(fā)電業(yè)及售電業(yè)交叉持股。但經(jīng)電業(yè)管制機關(guān)核準(zhǔn)者，輸配電業(yè)得兼營公用售電業(yè)。為達成穩(wěn)定供電目標(biāo)，臺電公司之發(fā)電業(yè)及輸配電業(yè)專業(yè)分工后，轉(zhuǎn)型為控股母公司，其下成立發(fā)電及輸配售電公司。其中，輸配電業(yè)即17綠電先行的六種營運模式中只有FIT與負(fù)電價有直接關(guān)聯(lián)，至于其他五種營運模式應(yīng)無直接關(guān)系。換言之，當(dāng)FIT的躉購價格大于負(fù)電價之絕對值，則再生能源生產(chǎn)者其接受補貼之幅度會超過負(fù)電價之損失，因而持續(xù)生產(chǎn)發(fā)電，并將之以負(fù)電價銷售至日前批發(fā)市場。事實上，負(fù)電價的根本原因，仍然來自于再生能源發(fā)電之邊際成本趨近于零(尤其太陽能與風(fēng)力發(fā)電因其無需燃料成本)，因此傾向在日前批發(fā)市場投標(biāo)零元，亦即P=MC之邊際價法則。18綠電憑證之核發(fā)程序，系由經(jīng)濟部標(biāo)準(zhǔn)檢驗局成立之國家再生能源憑證中心統(tǒng)籌辦理。每發(fā)1000度綠電即核發(fā)一張綠電憑證。截至2019年12月1日為止，共發(fā)出75,800張綠電憑證。扮演獨立系統(tǒng)操作者(ISO;TransmissionSystemOperator,TSO)的角色如同飛機場塔臺調(diào)度員，必須發(fā)送電力調(diào)度指令，確保電力調(diào)度的彈性與韌性。同時，電力交易所(PowerExchange,PX;MarketOperator,MO)則扮演如同股票買賣交易撮合平臺的角色，充分揭露價格訊號，引導(dǎo)資源有效配置。依據(jù)電業(yè)法第11條規(guī)定：「輸配電業(yè)為電力市場發(fā)展之需要，經(jīng)電業(yè)管制機關(guān)許可，應(yīng)于廠網(wǎng)分工后設(shè)立公開透明之電力交易平臺。電力交易平臺應(yīng)充分揭露交易信息，以達調(diào)節(jié)電力供需及電業(yè)間公平競爭、合理經(jīng)營之目標(biāo)。第一項電力交易平臺之成員、組織、時程、交易管理及其他應(yīng)遵行事項之規(guī)則，由電業(yè)管制機關(guān)定之?！?楊宗霖，參酌美國聯(lián)邦能源管制委員會(FederalEnergyRegulatoryCommission,FERC)之規(guī)范架構(gòu)，ISO/TSO或區(qū)域輸電業(yè)者(Regional域之批發(fā)電力市場，盡管在市場設(shè)計之具體規(guī)則與細(xì)節(jié)上有所差異，但各區(qū)域之批發(fā)電力市場大致可區(qū)分為：能量市場、容量市場以及輔助服務(wù)市場。以下分別說明其功能與目的，并提出可供我國參考之批發(fā)電力市場規(guī)劃架構(gòu)。能量市場系以能量(energy,MWh)為交易單位。依照臺電公司于2019年元月規(guī)劃之「日前電能市場」，系指電能交易雙方于交易前一日進行電能出價撮合之市場，其交易的項目可包含灰電(指傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電機組)與綠電。換言之，在供電的前一天，負(fù)責(zé)執(zhí)行電力調(diào)度的ISO/TSO，依氣候及供電條件等預(yù)測隔日每小時的用電量，再由賣方(包括發(fā)電業(yè)者、儲能業(yè)者、需量反應(yīng)、用戶群代表、自用發(fā)電設(shè)備擁有者等)報價，由價低者得標(biāo)，以最經(jīng)濟的原則進行排程，最終由買方(如公用售電業(yè))取得電能，完成交易結(jié)算。某省之綠電雖有躉購費率價格補貼政策，但目前因再生能源發(fā)電占比不及6%，其補貼額度尚屬有限。此外，若同時考慮灰電的環(huán)境外部成本即綠電之環(huán)境外部效益，兩者之間差距一正一負(fù)相加之后，F(xiàn)IT對綠電優(yōu)惠的躉購費率，并非如名目補貼之顯著。再者，當(dāng)未來灰電與綠電市電同價(gridparity)時，即不再需要躉購制度之保障，進而落實市場公平交易機制。容量市場系以功率(power,MW)為交易單位，主要目的是為了克服彈性發(fā)電容量不足的風(fēng)險，維護總裝置容量的最小值。尤其隨著再生能源發(fā)電占比逐年提高，其邊際成本趨近于零，享有優(yōu)先調(diào)度，可能導(dǎo)致傳統(tǒng)發(fā)電機組(如核能、燃煤、燃?xì)獾?不具投資誘因。因此，為了解決再生能源間歇性所帶來的發(fā)電量驟降風(fēng)險，仍需對邊際電廠進行價格補償，亦可稱為容量補償機制(capacityremuneration值得注意的，臺電公司已于2019年元月規(guī)劃「容量市場」，主要提供長期購售電合約(主要容量義務(wù))外的一個容量交易搓合平臺，主要可能之容量提供者為：需量競價、儲能設(shè)備、新建機組、IPP剩余容量等(吳進忠，2019a)。同時，依據(jù)我國《電業(yè)法》規(guī)定，一定裝量以上的發(fā)電業(yè)或售電業(yè)，必須準(zhǔn)備一定的備用容量給用戶；因此當(dāng)發(fā)電或售電業(yè)者自己準(zhǔn)備的備用容量不足時，就必須向其他業(yè)者采購，此時即會形成「容量市場」。容量市場通常在一到三年前就針對電力供應(yīng)需求簽訂合生或中載型再生能源等將可考慮適用(黃佩君，(三)輔助服務(wù)市場(ancillaryservi輔助服務(wù)系指為完成電力傳輸并確保電力系統(tǒng)安全及穩(wěn)定所需采行之服務(wù)措施，包括頻率調(diào)整、電壓調(diào)整、熱機備轉(zhuǎn)、非熱機備轉(zhuǎn)、替代備用容量、全黑啟動等。依據(jù)《電業(yè)法》第9條規(guī)定，輸配電業(yè)應(yīng)依調(diào)度需求及發(fā)電業(yè)、自用發(fā)電設(shè)備之申請，提供必要之輔助服務(wù)，而輔助服務(wù)的提供者除了發(fā)電業(yè)外，亦得由用戶群代表提供。其中，各項輔助服務(wù)項目，來源可包括：火力機組、水力機組、自用發(fā)電設(shè)備、需量反應(yīng)、再生能源、儲能設(shè)備等。在過去，臺電的輔助服務(wù)(包含：快速反應(yīng)備轉(zhuǎn)容量、調(diào)頻備轉(zhuǎn)容量、實時備轉(zhuǎn)容量與供，但是隨著再生能源發(fā)電比例逐年提高，預(yù)期2025年輔助服務(wù)的需求量將迅速上升，屆時除了傳統(tǒng)發(fā)電機組外，也必須廣納需量反應(yīng)、儲能系統(tǒng)等非傳統(tǒng)機組提供輔助服務(wù)，以解決再生能源供電間歇性之痛點，提高「負(fù)載追隨發(fā)電」之比例，如表2所示。具體而言，經(jīng)濟部(2019)智慧電網(wǎng)總體規(guī)劃方案報告指出，2025年將建置完成590MW儲能系統(tǒng)(160MW臺電公司自建/430MW采購輔助服務(wù))來填補快速反應(yīng)備轉(zhuǎn)容量、調(diào)頻備轉(zhuǎn)容量之輔助服務(wù)需求缺口。除了從政府角度，由上而下進行總體規(guī)劃成為輔助服務(wù)主要提供者，若是導(dǎo)入市場機制，將可讓多方利害關(guān)系人有誘因參與需量反應(yīng)、建置儲能系統(tǒng)調(diào)節(jié)再生能源之間歇性，同達成2025年之目標(biāo)。相對而言，實時備轉(zhuǎn)容量與補充備轉(zhuǎn)容量之1,000MW通常系為了負(fù)擔(dān)一部大型機組跳機之缺口，而臺電系統(tǒng)最大型機組是985MW之核二廠兩部機組，故2025年需求規(guī)劃與2017年相同。因為最大型的單一發(fā)電機組容量并未增加，若額外購買實時備轉(zhuǎn)容量與補充備轉(zhuǎn)容量，等同于支付過多的「保險費用」，增加購買過多之輔助服務(wù)，未必符合經(jīng)濟效益原則。目前臺電已于2019年第一季完成「非傳統(tǒng)機組參與輔助服務(wù)暫行辦法」草案，所謂非傳統(tǒng)機組包括：再生能源發(fā)電業(yè)、自用發(fā)電設(shè)備、需量反應(yīng)、儲能系統(tǒng)等。此外，臺電已于2020年1月實施「非傳統(tǒng)機組參與輔助服務(wù)正式辦法」，擴大參與對象與交易項目，如表3所示。值得注意的，目前電力市場上傳統(tǒng)發(fā)電機組所提供之電力輔助服務(wù)均未有真正的金流交易與結(jié)算，無法得知其真實的市場價值。電力交易平臺開放輔助服務(wù)市場競爭之后，價格訊表2某省規(guī)劃中輔助服務(wù)電力市場參與者可提供之四種商品(吳進忠，20發(fā)電機組低頻電驛發(fā)電機組發(fā)電機組發(fā)電機組發(fā)電機組發(fā)電機組發(fā)電機組發(fā)電機組表3臺電「非傳統(tǒng)機組參與輔助服務(wù)」之機制(吳進忠，20發(fā)展非傳統(tǒng)機組參與輔助服務(wù)技術(shù)規(guī)范需量反應(yīng)、儲能設(shè)備、號被揭露之可能樣貌，必然受利害關(guān)系人密切比愈小。以美國PJM(Pennsylvania-newJersy-關(guān)注?；旧?，不同的發(fā)電配比結(jié)構(gòu)與不同的MarylandInterconnection,PJM)電力調(diào)度中心、需求負(fù)載組合，會影響各類輔助服務(wù)供需之價量。黃維綱等人(2014)指出，國外輔助服務(wù)市場交易價格，在面臨市場缺電機率上升之情況IndependentSystemOperator,CAISO)的輔助服下，甚至以缺電成本定價(ShortagePricing)或務(wù)市場為例，圖5至圖7為三個市場2016稱稀缺性定價(Scarcitypricing)方式，提供相2019年6月逐時資料之實時備轉(zhuǎn)容量價格紀(jì)對更高的(但也是合理的)市場誘因給輔助服務(wù)三者的平均價格相去不遠，分別為5.805美元/提供者。一般而言，國外電力市場計算輔助服MWh、5.46美元/MWh、6.726美元/MWh。其務(wù)占總發(fā)電量成本大約在10~20%，并與市場規(guī)模有關(guān)。市場規(guī)模愈大，其輔助服務(wù)費用占Operator,NYISO)紐約電力調(diào)度中心的價格波19快速反應(yīng)備轉(zhuǎn)容量為新增輔助服務(wù)項目，朝向長約采購的方式進行。20MarketBase的輔助服務(wù)項目受限于政府采購法，且臺電108年尚未編列輔助服務(wù)預(yù)算，故采電費折扣方式先行。圖7CAISO近三年實時備轉(zhuǎn)容動幅度相對較小，PJM于2017年9月21日由于發(fā)生跳電而當(dāng)日結(jié)清價格暴漲將近至300美元/1月發(fā)生極地漩渦，致使天然氣價格飆漲，造成當(dāng)日結(jié)清價格偏高來到近100美元/MWh，是平均價格近20倍。至于CAISO產(chǎn)生較高價格，通常出現(xiàn)在FRP(FlexibleRampingProduct)時段，并且發(fā)生備轉(zhuǎn)機組臨時跳機，價格甚至飆高至近700美元/MWh(吳進忠，2019b)。此外，根據(jù)圖8統(tǒng)計2019年美國各地區(qū)ISO的發(fā)電種類，可以得知CAISO相較于PJM和NYISO其發(fā)電種類較多元、太陽能和風(fēng)力發(fā)電占比較高，也是加劇價格變動的可能原因之一?？梢娖漭o助服務(wù)市場價格會隨著電力批發(fā)市場供需實時變化(如機組跳機、負(fù)載需求猛升等事件)而高低起伏。相對地，在價量管制下，即無法以價格訊號快速反應(yīng)輔助服務(wù)之真實價值。此種情況下，將造成許志義與盧姵君(2014)所指稱的電力市場各種資源相互交叉補貼。國際能源署(InternationalEnergyAgency,IEA)2018年依變動性再生能源(VariableRenewableEnergy,VRE)占總電量之比例，將電網(wǎng)轉(zhuǎn)型分為六個不同階段(參見表4)。其中加州VRE預(yù)估在2020年約為25%，其中太陽光電三階段。第四階段僅有愛爾蘭、丹麥以及澳洲的南澳洲，其中南澳洲太陽光電約為7.5%，風(fēng)力發(fā)電約為35%。至于第五階段及第六階段，目前尚未有國家符合其條件。某省2019年再生能源發(fā)電量占總發(fā)電量約為5.6%，是能源轉(zhuǎn)型的第二階段，其中風(fēng)力與太陽光電占比為能源發(fā)電成長貢獻度超過一半(經(jīng)濟部能源局，澳洲能源市場調(diào)度中心(AustralianEnergyMarketOperator,AEMO)依據(jù)西澳躉售市場(WholesaleEnergyMarket,WEM)之規(guī)則，提供西澳西南互聯(lián)系統(tǒng)(SouthWestInterconnected澳洲西南地區(qū)氣候為亞熱帶與某省相近，但其幅員廣大，用戶數(shù)比某省少，電網(wǎng)布建以及維護成本之考量與某省極為不同。相較之下，美國加州的再生能源占比以及風(fēng)力/太陽光電配比可能較與某省接近，短期內(nèi)應(yīng)以美國加州的輔助服務(wù)市場發(fā)展策略作為參考。未來按照電業(yè)法將某省電力市場廠網(wǎng)分離，臺電轉(zhuǎn)型為輸電系統(tǒng)操作者(Transmission12345變動性再生能源與整體系統(tǒng)整合趨近成熟，6變動性再生能源可以彌補季節(jié)性不足并出現(xiàn)-(SRASpeak)型發(fā)電機組(包括民營電業(yè)、汽電共生、再生能源業(yè)者21等)共同參與輔助服務(wù)市場競標(biāo)。依照交易的時間點不同，臺電2019年元時前調(diào)整程序」、以及「實時不平衡市場」等四種市場。其中，「日前輔助服務(wù)市場」得以調(diào)頻備轉(zhuǎn)容量、實時備轉(zhuǎn)容量、補充備轉(zhuǎn)容量及其他必要之輔助服務(wù)作為交易項目。由于輔助服務(wù)具有快速、實時救援電力系統(tǒng)之特性，為滿足實時調(diào)度與電力預(yù)測的差異需求，在供電當(dāng)天，可參與每小時前重新調(diào)整負(fù)載并結(jié)算的「小時前調(diào)整程序」，以每十五分鐘為單位進行，確保發(fā)電量能隨著負(fù)載增減微調(diào)；同時，針對最尖峰供電，則可參與每五分鐘撮合一次的「實時不平衡市場」，采競價方式，針對各機組的增量及減量分別報價，實時平衡電力供需，并由平臺每五分鐘結(jié)算價格一次，這是再生能源導(dǎo)向之各種電力市場中，價格波動最大的一種市場。例如在夏日尖峰發(fā)電量最大的太陽光電，會因發(fā)電量大而出現(xiàn)短時間內(nèi)低價的狀況，即可在即時市場中交易(黃佩君，施備轉(zhuǎn)容量需求曲線(OperatingReserveDemandCurve,ORDC)數(shù)年，提供電廠投資基載機組合理誘因，由ISO與發(fā)電業(yè)者簽約以滿足最低至少500MW的備轉(zhuǎn)容量需求，每度電價可達10長期而言，未來電力市場之改良設(shè)計，宜從「時間」及「空間」兩者縮小范圍22場停止投標(biāo)的時間縮短，日前時間縮短成12小時前，甚至6小時前。(二)時間越來越縮短是指交易時間，從一小時、縮短至30分鐘、15分鐘乃至5分鐘。(三)與IPP、汽電共生、再生能源業(yè)者簽約時間縮短，從20年縮短為10年、5年、3年甚至1年。(四)空間縮小是指從整體某省單一TSO/ISO，演變成北中南東四個區(qū)域系統(tǒng)操變成每個縣市之區(qū)域電價(localpricing)，最后21再生能源除了水力發(fā)電、生質(zhì)能與地?zé)?，皆可參與輔助服務(wù)市場交易之外，亦包括風(fēng)力、太陽能搭配智慧逆變器22但上述再生能源占比可能要超過30%，可能是2030年以后，非本研究范圍，且須等市場實際運作之后，搜集相關(guān)數(shù)據(jù)才適合加以分析。目前僅能提供策略性的方向。建立電力交易平臺，側(cè)重在揭露電力市場價格信息，其為獨立、超然的中立性質(zhì)，與負(fù)電價無直接關(guān)系。負(fù)電價只是其市場供需懸殊情況下，基載電廠短期無法隨時起停所反應(yīng)之市場價格。若電力市場監(jiān)管機關(guān)刻意壓抑負(fù)電價，維持零以上之價位，反而會使需求量萎縮，加劇鴨子曲線情況，惡化電力系統(tǒng)潛在之風(fēng)險。綜合上述，電力交易平臺能實時揭露不同時間點的發(fā)電成本及交易價格，可成為激勵發(fā)電機組運轉(zhuǎn)效率的重要指標(biāo)。2019年臺電公司已開始規(guī)劃電力交易平臺機制，預(yù)計2023年開始測試營運、2024年正式上路，展開某省電力4.3電力市場監(jiān)管機制建立電力交易平臺潛在的缺點為市場失靈問題，包括：不當(dāng)?shù)穆?lián)合行為壟斷市場，造成電力資源配置扭曲；以及電能生產(chǎn)過程中環(huán)境污染的外部性問題。尤其價格解除管制之自由市場下，供給備用容量或資源安全存量短缺時，必因市場財貨不足，促使價格上漲，此時市場機制當(dāng)能發(fā)揮，以抑制需求，誘增供給，相對較易于短期間內(nèi)恢復(fù)正常供需均衡，達成交易穩(wěn)定。此外，電力由于無法有效儲存，且需求替代彈性甚低，建廠前置期無法立即配合市場需求，如何保有必要之最低備用容量，避免電力短缺，導(dǎo)致市場失靈，引發(fā)大規(guī)模缺電，實為開放電力市場自由化時必須重視之配套措施。因此，電力市場自由化之后，也需要搭配完善的監(jiān)管設(shè)計，維持市場自由化運作。某省依據(jù)電業(yè)法第三條明定，將由中央主管機關(guān)指定電業(yè)管制機關(guān)，負(fù)責(zé)電業(yè)及電力市場之監(jiān)管、電力調(diào)度之監(jiān)管、用戶權(quán)益之監(jiān)管、電業(yè)籌建及執(zhí)照申請許可、電力供需預(yù)測及規(guī)劃；在電業(yè)管制機關(guān)未成立前，其執(zhí)掌由中央主管機關(guān)執(zhí)行之。市場監(jiān)管應(yīng)注重公平與效率性，不宜刻意壓抑負(fù)電價，維持零以上之價位，反而會使需求量萎縮，加劇鴨子曲線情況，惡化電力系統(tǒng)潛在之風(fēng)險?；陔姌I(yè)是具有獨特的產(chǎn)業(yè)特性，加上未來新興電力科技發(fā)展帶來的產(chǎn)業(yè)變革，解除原先電力「價格」與「數(shù)量」管制，電業(yè)自由化后仍將存在許多違反競爭法之行為樣態(tài)。因此必須對公平競爭之游戲規(guī)則與電力調(diào)度之獨立性，進行「再管制」。許志義等人(2015)認(rèn)為，公平交易委員會應(yīng)針對電業(yè)競爭議題，建立「事前」評估與「事后」監(jiān)督之相關(guān)法則及作業(yè)程序，公告周知電力市場相關(guān)利害關(guān)系人，其重點如下：市場力(marketpower)系檢視市場是否具有公平競爭的必要條件，市場力是一個廠商提升和維持價格水平高出完全競爭市場之水平而獲利的能力，因此公平會有必要對廠商市場力進行事前評估。根據(jù)市場占有率可以計算市場集中度赫芬達爾─赫希曼指數(shù)(Herfindahl-HirschmanIndex,HHI計算市場中各廠商市占率的平方和，其數(shù)值介于0-10,000之間。在歐盟，若HHI數(shù)值大于2,000代表市場過度集中須加以管制，小于1,000代表不集中；在美國FERC認(rèn)為HHI小于2,500且該廠商市占率小于20%或者HHI小于1,000廠HHI指數(shù)系屬市場結(jié)構(gòu)的事前檢驗，并不一定代表廠商有進行反市場的行為。因此，事后的各種市場力掃描測試(ScreeningTests)才能認(rèn)定電力批發(fā)市場是否已被市場力操控。掃描測試一般是根據(jù)比較業(yè)者的真實市場行為和真實市場的結(jié)果，與假想完全競爭市場下應(yīng)有的結(jié)果。在完全競爭市場下，業(yè)者假設(shè)會以「變動成本」報價，而市場會以系統(tǒng)的「邊際成本」成交。管制機關(guān)可透過業(yè)者的報價資料和市場的成交價格，加以檢驗業(yè)者是否有囤貨與居奇(withholdingcapacity)之哄抬市價行為。業(yè)者的報價標(biāo)單是否長期一致，是否與其機組的邊際成本脫離，亦可作為事后市場行為檢驗判定的標(biāo)準(zhǔn)。然而在評估業(yè)者與市場的邊際成本時，許多現(xiàn)實的限制因素須納入考量，如技術(shù)條件與長期動態(tài)決策期間等。因此根據(jù)業(yè)者與市場的變動成本，僅能作為衡量市場力的標(biāo)竿(benchm