今（2020）年加州陷入一片火海，8000多起野火通報，34個郡出現火龍捲，多處電網設備被燒毀，使加州遭受自2000年以來最嚴重的限電危機。但真正讓加州能源吃緊的主因，到底是這樁天災？還是背後潛藏更實質的人為問題？
文／蕭有涵
攝影／顏志倫
加州，無論人口數或經濟生產總值，都名列全美第一，光是舊金山的矽谷，就有世界市值前10大的公司進駐，例如人們耳熟能詳的微軟、亞馬遜、蘋果、臉書、Google等，讓整個加州群星聚集，成為科技產業的發展重鎮。
然而，1970年發生石油危機，美國對過度依賴化石燃料產生危機意識，1998年便開始推動再生能源計畫；2018年，前加州州長布朗（Jerry Brown）更簽訂參議院「100號法案（SB100）」，大力開展太陽能和風力發電，預計在2025年將再生能源的發電比例調升至50％，並在2045年達到碳中和，實現淨負排碳的目標。
面對氣候變遷的搶救呼聲，和各界要求以全綠能生產商品的雙重夾擊下，台灣也須迎頭趕上，在2050年達到碳中和目標。但借鏡加州電力自由化產生的限電危機，台灣在客觀條件上，真的準備好了嗎？
壓垮加州電力的一場野火
上（11）月，全球最關注的國際大事，莫過於美國總統大選的開票結果。看著兩黨政治鬥爭幾近白熱化的同時，加州的大火也猛烈地延燒。拜登（Joe Biden）和川普（Donald Trump）兩位候選人對氣候變遷的能源政策大相逕庭，拜登主張重返巴黎氣候協定，達到2050年零排碳目標；川普則堅守發展石化能源，致力成為全球最大石油生產國，而選民也對此作出了決定；如今拜登勝出，他的承諾是否能兌現？
自今（2020）年7月，加州因受極端氣候變異的影響，發生近8000起野火災難，造成5000多處建築受損、10萬人緊急疏散和20人死亡；這場大火燒毀超過315萬英畝林地，相當於1/3個台灣，除了讓加州的消防系統陷入緊繃，也導致當地面臨20年來最大的限電危機。
然而，加州的電力危機不是新鮮事，原本州內共有3大民營公用電業公司，壟斷電力市場，分別是太平洋瓦電公司（Pacific Gas and Electric Company，簡稱PG&E）、南加州愛迪生電力公司（Southern California Edison，簡稱SCE）及聖地牙哥瓦電公司（San Diego Gas & Electric，簡稱SDG&E）；但政府為提供人民更多用電選擇，於1996年推行了電力自由化，殊不知此舉竟引發2000年以來第一起電力危機。
中華經濟研究院分析師鄭睿合表示，當年夏季用電尖峰，批發價從30～40美元/MWh（百萬瓦時），飆漲10倍至400美元/MWh；然而，下游零售業者因受法規限制，價格不升反降，導致零售業者買高賣低，嚴重虧損；在法規體制未能跟進的情況下，電力自由化差點斷送這3家電力公司的命脈，導致電力市場嚴重受創，但最無辜的，還是加州境內需要承擔限電窘境的老百姓。
截至2019年，加州的發電種類占比為：天然氣34％、再生能源29％、水力發電15％、燃煤13％、核能發電9％。其中，燃煤、核能電廠抗議聲浪最高，最先被淘汰；其次是在中南加州沿海的4座天然氣發電廠，因空汙問題嚴重，預計在今年除役；此外，加州政府預期2045年要達到100％的再生能源用電比例。
但加州公共事業委員會（PUC）對此持保留態度，認為再生能源的發電量尚不足夠，燃氣電廠或將再延役3年，否則將無法面臨2021年夏季晚間的尖峰用電時段；果不其然，今年7月的山火燒毀加州各處的輸配電網，備用容量下降至3％以下，導致加州必須進行分區輪流限電。2021年最壞的預期還未到來，加州的電力供給便再次亮起紅燈，進入三級警戒狀態。
鄭睿合明白指出，現今再生能源的發展主力，幾乎都放在太陽能板和風力發電；但裝設硬體設備並不是電力經濟學最困難的部分，如何將電力輸送到每個用戶的輸配電網建置，才是最頭痛的問題。加州幅員遼闊，屬南北狹長地形，土地面積占42萬平方公里，電網布建既廣且遠，管理難度相當高，若是輸配電網結構太過脆弱，一把野火就能壓垮加州的電力網路。
小心養成胖鴨子曲線
造成加州電力不穩定的原因，首先是在電力自由化的推動之下，法規體制不完善，差點使電力市場崩盤；二是再生能源動能不足，非綠能電廠又急於關閉；第三則是不可預料的極端氣候變異，主宰太陽能或風力發電的穩定性。
加州殷鑑不遠，對於再生能源發展才剛起步的台灣，是否也會步入加州電力自由化的後塵？對此，鄭睿合要民眾小心「鴨子曲線（Duck curve）」。
所謂鴨子曲線，就是再生能源實際負載及淨負載的落差曲線圖，名字聽起來很可愛，但對電力經濟學的專家而言，這可不是什麼好現象。
2016年加州鴨子曲線圖；藍線代表電力負載量，橘線代表扣除再生能源的淨負載量，下方灰線表示太陽能發電量。從鴨肚子的大小，可看出電力缺口的多寡。（資料來源：維基百科）
夏季是最可能出現鴨子曲線的季節，例如加州在政府的推動下，用戶普遍都會在自家屋頂安裝太陽能板，每到正午時分，太陽能板就能自發自用，電力負載自然下降；然而炎熱的加州，不會因為進入晚間而減少用電量，但太陽能板卻因缺乏日照而無法發電，以致電力負載上升，形成宛如鴨子般的曲線。
鴨肚子的大小，反映出晝夜所需的用電量，此時晚間就需有輔助性電力來「填飽」鴨肚子；但加州在燃煤、燃氣電廠一一關閉的情況下，就容易出現電力不足，甚至是缺電、限電或斷電的情形發生。
鄭睿合表示，目前國際一致認為，燃氣發電是補足胖鴨子缺口最好的輔助性電力。由於傳統燃媒機組無法像開關電燈般快速、便利，需要較長的待機時間，但燃氣廠卻可以，因此被視為緊急應變的最佳選擇。台灣發展再生能源，除了要小心胖鴨子帶來的缺電警示，還要評估何種電力是可保留的替代性能源。
電證買賣的電力自由市場
今年，美國紐約曼哈頓市中心出現了巨大的氣候時鐘（Climate Clock），上方的年、天數、時、分、秒等5個數字，無時無刻不在進行倒數；以目前全球碳排放的速度來看，距離氣候災難只剩下7年。再生能源的推動似乎勢在必行，但在綠能吃緊的情況下，台灣的科技產業難道要看天吃飯？
今年4月開跑的用電大戶條款，須遵守再生能源發展條例第12條規定：「電力用戶達5MW以上者，例如塑化、石化、鋼鐵、半導體、電子資訊產業等，須在5年內，於該用電場所或適當地方，設置一定裝置容量以上的再生能源發電設備、儲能設備，或購買一定額度的再生能源電力及憑證；否則須繳納代金」，以4擇1的方式，履行使用再生能源的義務。
但鄭睿合表示，想讓業者加裝發電、儲能設備，以台灣現況而言，頗有難度；因為許多人只是承租者，並非實際屋主，要在屋頂加裝太陽能板，溝通程序繁瑣且耗時；因此，購買再生能源憑證或繳付代金，是最快的方式。
至於各大企業瘋搶的再生能源憑證（Renewable Energy Certificate，簡稱REC），到底是什麼？各用戶可以每1000度為單位，向綠能公司購買一張再生能源憑證，而擁有憑證，便能聲稱使用「綠電」；沒有憑證則為「灰電」。只要一整年所使用的總電量與購買的綠電總數相同，就可以稱作100％全綠能。
國際電力市場上，分成「電證分離（Unbundled RECs）」與「電證合一（Bundled RECs）」兩種買賣方式。許多地區為刺激再生能源的市場活絡，將綠電和再生能源憑證分開販售；甲方可以只購買綠電，乙方也可以只購買憑證；若甲方需要憑證，便可向乙方購買，但最後只有得到憑證的甲方，可以宣稱自己使用綠電，否則會出現重複計算的問題。但台灣初期為確保市場的單純性，採取電證合一，消費者買多少綠電，就獲得多少度數證明的憑證，無法分開購買或轉賣。
再生能源憑證的出現，確立了台灣電力正式邁入自由化。各地區因天然資源和電力輸配的條件不同，在模式上無法照本宣科；台灣各大產業亟需再生能源，綠能又被推向市場競爭，若是整體電力市場結構、電網配置不夠強韌，難保不會像加州一樣重蹈覆轍。台灣的再生能源發展，必須穩扎穩打，切莫操之過急。
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