有核四,保國安?《86-不存在的戰區》中AI「軍團」採用的分散式綠能調度思維,才是提升能源系統災防韌性的不二法門!

Tony Yen
看動漫,學綠能
Dec 6, 2021

近日核四重建公投的民調陷入危機,公投提案方為了增加支持率,不惜在公投發表會上連連語出驚人,除了問候對方身家、出言恐嚇之外,甚至有「紅統派巴不得廢核四」等與事實毫不符合的荒謬言論。其立論仍是擁核派常常援引的說法:因為核能電廠的燃料棒一用就能使用一年半載,因此戰時核能才能發揮功效。

然而這種說法,完全不顧戰爭發生時的實況。戰時的燃料耗用受到高度管制,肯定會與和平時期落差很大,台灣絕對有辦法進行一定程度的持久戰,以等待美日同盟支援;相比之下,電力如何安全穩定的輸送至用電端,才是戰爭狀態最嚴重的危機。試想,倘若開戰,中共勢必優先打擊台灣的輸電網和大型配電站,一輪轟炸下來諸多集中式電廠便立即陷入孤島模式,毫無用處。而面對外接電網隨時可能故障失聯的情況,以及戰時不可預期的損害,屆時台灣真的還能安全運轉核電廠嗎?恐怕一開戰也只能預先降載停機,以避免嚴重核災事故發生吧。

那麼,到底怎麼樣的能源系統,才能真正在戰爭等極端條件下,提升能源系統的災防韌性呢?最近熱播中的動畫《86-不存在的戰區》裡AI「軍團」(legion)採用的分散式綠能調度思維,便是我們值得借鑒的。

在《86》已知的世界設定裡,不論人類或是與其對抗的軍團都是使用以再生能源來運作的能源系統(注)。而觀察軍團的運作,更可以看到一些能源轉型中的重要思維。

以綠能運作的軍團的三個重要特性

一、軍團的每個能動機體都自備太陽能發電系統和電池,白天行軍時可以自行補足能源需求。因此即使能源補給線受戰場狀況阻撓,軍團也不至於立即喪失機能。

二、軍團的機體採取複合式的控制結構。依據筆者的理解,軍團脫離人類掌控之初,因為不再受到統一命令,採取完全的現地控制(local control),每個能動機體利用內建的人工智能,做出最適合當下的決策。但當軍團掌握了利用死去人類大腦做運算的技術後,內建人腦的能動機體運算能力提升,變成可以指揮調度附近一般機種的控制節點,因此軍團成為分散式控制(distributed control)的系統。

筆者並不確定一般機體能否相互溝通以進行點對點控制(P2P control),但在最新的第19集中可以看到內建人腦的能動機體彼此之間能夠雙向溝通,而且各個機體會根據機體運算能力,決定指揮權的高低。因此,軍團的指揮鍊具有複合且健全的控制結構,即使指揮鏈中的一個重要節點(比如某個內建人腦的能動機體)被癱瘓,軍團仍可以一定程度地維持其作戰能力。

三、軍團的能源大多來自太陽能供應,因此會盡可能避免夜間交戰。不過,為了因應能耗需求較高的機體可能的夜間作戰需求,軍團也有準備大量的備用發電型能動機體。例如,軌道電磁砲「飛蝶」(Morpho)的充電過程,便是藉由無數顆行動太陽能儲能系統組成的翼狀構造物Edelfalter組接在其上以取得能源。而行動太陽能儲能系統可模組化、高機動性的特點,應該也能在其他機體有夜間能源需求時提供支援。

三個特性和能源轉型的關聯

我們可以看到,第一點對應到的是能源轉型過程中,資源分散化的觀念;藉由將發電和儲能的設施分散至系統的最末端,便可以確保突發事故發生時,終端能源使用者都仍有一定程度的能源可因應。

第二點則對應到能源轉型過程中,控制結構數位化與強健化以形成智慧電網、智慧能源系統的觀念。理想上,我們的能源系統應該要達成「平時高效率運作、緊急時各自區域能維持一定機能並自我修復」的目標。因此,相鄰的分散式資源勢必要在配電網陷入孤島模式下仍可以互相配合、自主運作,甚至能一起擔任全黑啟動的任務。如此能自我修復的「自癒型電網」(self-healing grid),才是在重要輸電系統完全被敵人癱瘓的情況下,仍可保持我方作戰機能的必要技術。

最後一點則對應到能源轉型終極的能源供需關係:在未來,能源系統會從供給追隨需求,逐步往需求配合供給的方向前進(可參見筆者之前的撰文《過去、現在、與未來:能源轉型中的三種調度思維》)。軍團因為能源供給主要在白天,便將大部分作戰集中在白天的作法,可以視為一種綠能發電導向的需量管理手段,這也是許多科技大廠如Google、微軟等在最近開始採行的作法。

而如果真的要在綠能發電較少的夜晚作戰,軍團便使用具有高機動性的行動太陽能儲能系統,替高能耗機體充電。這種根據能源需求的位置和時段做機動調度的做法,是未來調度儲能、電動車或其他新式彈性資源時我們可以參考的。

在《86》中,為了鎮壓敵國、統一世界,Giad帝國創造軍團,最後卻使帝國在革命中覆滅、人類整體則差點滅絕,因此這部動漫固然是對任何玩火自焚的政客的一則警世寓言。然而同時,《86》世界觀中對於綠能主導的能源系統如何運作,也有令人驚艷的設定,讓能源轉型支持者在欣賞高品質的劇情、配樂、作畫之外,能有額外的共鳴。

注:軍團中雖然也有極少能動機體採用核融合發電,但絕大部分的機體都是太陽能發電(推測跟製造成本和技術成熟度有關),而《86》中的人類方,則有提到San Magnolia共和國使用太陽能、風能、地熱能的100%綠能系統。至於為何軍團不使用傳統核能(至少就筆者所了解)?我想如此高智慧、純粹科學理性的智能,應該可以理解把每個能動機體變成潛在輻射汙染源的高危險性。

(本文原載於媽媽監督核電廠聯盟粉專上)

--

--

Tony Yen
看動漫,學綠能

A Taiwanese student who studied Renewable Energy in Freiburg. Now studying smart distribution grids / energy systems in Trondheim. He / him.