在幾週前，筆者有幸受台灣民主永續平台之邀請，就序率型供電可靠度指標和再生能源對其的貢獻等相關觀念做一原則性彙整，並且將這些觀念應用在關於天然氣第三接收站延宕與否的影響和替代方案選定方向的分析中。其中有些內容，我認為值得向更廣的讀者群介紹，因此在這裡根據當天講座，寫下這篇做說明。
機率觀點下「缺電」的定義
如果我們要跳脫一般社會輿論中常見的討論方式（多少裝置容量必然會／不會導致缺電云云），以機率觀點來看待「缺電」（供電不足）如何定義，應該要先從底下這張附圖（圖一）開始談起。在一年負載尖峰發生時，所有電廠和儲能設備等供給端資源可以提供的電力其實是一隨機變數，滿足某一機率分佈。同樣的道理，一年的負載尖峰也是一隨機變數，滿足某一機率分布。以如此的觀念看待問題，則系統的供電可靠度是否足夠，應該要從供電不足的機率著手；一般而言，負載尖峰時段供電不足的機率，通常不希望超過萬分之一到千分之一。
過去實務操作上貫徹「以供給配合需求」的思維，故供電可靠度的確保往往遵循相反方向的流程：先是推估未來某一年負載尖峰的機率分布，接著檢查既有的電廠和電廠開發計畫對應到的供給端機率分布，能否達成指定的供電可靠度指標，如果不行就考慮建設額外電廠。在未來，額外的電廠除了有再生能源、儲能設施等新選項之外，需求端的彈性資源（傳統需量管理、部門耦合、綠能發電量導向的需量反應等等）在政策討論時將日益重要，甚至在電源開發的優先順位上，應該是要優先於供給端的。
另外，前面的討論僅僅著眼於負載尖峰時段，但也有供電可靠度的討論是計算一整年發生供電不足的時數。這樣的指標通常會要求一年內供電不足的時數不超過1到9小時，會比只討論負載尖峰供電不足的機率更全面。
變動型再生能源對供電可靠度的三種貢獻
在理解到前述序率型供電可靠度的觀念之後，我們對於變動型再生能源提升供電可靠度的貢獻，便能有比較全面的理解。
變動型再生能源對於供電可靠度的第一種貢獻在於對全年殘餘負載尖峰的直接削減。在之前，筆者已經寫過一篇〈變動型再生能源的備用容量價值應該如何計算？〉（https://medium.com/能源轉型文摘/90d38315a85），討論這削減產生的容量價值在2020年的實績值為何，並且根據這個實績值，推估變動型再生能源在2025年和更久以後的未來的容量價值。不過以機率觀點觀之，未來某年殘餘負載尖峰和負載尖峰皆為隨機變數，因此變動型再生能源削減殘餘負載尖峰產生的容量價值，應該是兩隨機變數在某一供電可靠度指標換算而成的分位數的差距（圖二）。
注：在機率觀點下再生能源的邊際容量價值和平均容量價值，也可以找到對應的量化方式。邊際容量價值為每增加一單位綠能裝置容量，殘餘負載對應特定分位數的值下降的量；平均容量價值算法為計算再生能源容量價值的區間中，各種技術別在每一小段區間的貢獻比例，並取平均值（和定律型的計算方式是一樣的）。
變動型再生能源對於供電可靠度的第二種貢獻在於對傳統電廠全年維運排程上的彈性調度空間增加。比如說，離岸風能在全年殘餘負載尖峰的時段（夏季傍晚）可能只能提供10%左右容量價值（2020年實績值），但其在冬季各月殘餘負載尖峰的時段也都一定水準的容量價值（去年10月甚至可達50%），這就讓傳統機組在這些月份的需求下降，使得更多機組可以選擇在這個時段進行維運排修。如此一來，離岸風能的設置便能實質減少一整年所需要的備用傳統電廠。
變動型再生能源對於供電可靠度的最後一種貢獻在於對殘餘負載曲線的改變。如果是考慮一整年發生供電不足的頻率／時數，不論殘餘負載尖峰有無下降，殘餘負載曲線的下降本身就能提昇供電可靠度。
另一方面，變動型再生能源改變了殘餘負載歷線後，會讓新式儲能設施在同樣的成本結構下，能取代更多的傳統電廠（圖三）；反過來看，也可以說變動型再生能源讓儲能設施取代相同規模傳統電廠所需的成本下降。再生能源和儲能設施如此的相輔相成，是能源轉型中諸多「加乘效應」（synergy）的一例。
由於能源轉型的目的是用綠能和儲能等設備漸次取代傳統電廠的電能價值和彈性價值，因此我們計算變動型再生能源容量價值時，除了全年殘餘負載尖峰的直接削減外，第二以及第三種貢獻亦應納入考量。
實際計算上，第二種貢獻會直接增加變動型再生能源的備用容量價值，第三種貢獻則是降低儲能取代同樣規模傳統彈性電廠的成本或一整年供電不足的機率，無法和傳統認知下的備用容量進行直接比較。因此在進行政策討論時，如果一開始就以序率型的供電可靠度出發，歸納不同技術選項和政策路徑對供電不足機率的影響，並將此影響量化成可以在不同方案間進行比較的成本／效益，才能最直接且確實處理供電可靠度的相關課題。
