過去、現在、與未來：能源轉型中的三種調度思維
當今的電力系統，在供給端還在討論基載已然過時、殘餘負載則成為重要系統指標；但100%再生能源的能源系統，又會需要何種調度思維？
許多我們習以為常的觀念，往往不是自然的通則，而僅僅是象徵某個時代的社會侷限而已；電力系統的調度思維，便是這樣鮮明的例子。熟悉我的讀者或許已經明白在能源轉型過程中，綠能先行與殘餘負載等調度概念，會取代過去基中尖載的調度思維。但更遙遠的未來還會發生甚麼事？今天我們將做足說明。
過去：基載教條牽制 綠能只能是丑角
在過去，核能、燃煤、燃氣等傳統電廠的技術與經濟特性，限制了人們對於電力系統的想像。根據不同能源選項的技術能力和成本結構，傳統電廠被歸為：燃料成本低、但設置成本高的基載電廠（核能、燃煤等），以及設置成本低、但燃料成本高的尖載電廠（燃氣）等不同分類。在調度時，由於基載電廠燃料成本最低，會盡可能一年8760小時不間斷地發電，剩餘的負載才由尖載電廠供應。
當再生能源剛剛嶄露頭角時，由於它不符合過去這套基中尖載電廠的傳統分類方式，便因而被譏為電力系統中的丑角；馬前總統執政期間屢屢發言紀錄，便顯示出此種態度。然而這種因為新技術不符合既有教條便排斥其的做法，無益於促成電力系統的革新與現代化。
現在：綠能先行 其他彈性資源滿足殘餘負載
由於風能和太陽能沒有燃料成本，它們在電網上應當盡可能優先使用；另一方面，風能和太陽能的發電量也受制於天氣狀況。因此隨著再生能源併網的裝置容量越來越多、綠能對於電力系統的影響更加顯著，傳統調度思維也漸漸不再能適用。能源轉型過程中，電力系統因而需要新的調度思維；當前主流的電力系統調度思維已經變成：綠能優先負擔電力需求，剩下無法滿足的負載、或者綠能供過於求的時段，才由傳統電廠或其他彈性選項負擔。
有鑑於此，新調度思維不再強調供給端是否應歸類為基中尖載：傳統電廠的主要功能，成為配合剩下的負載（即殘餘負載，Residual Load），做出彈性調度。而這樣必須快速升降載、並且可能長時間待機不用的新調度模式，對於過去被稱之為「基載電廠」的非彈性機組，傷害最甚。
值得留意的是，目前某些學者將殘餘負載稱為「淨負載」（Net load），這描述的是一樣的概念。不過，淨負載此一名詞，仍給人有先將再生能源的效應排除、再以過去的調度思維處理負載的感覺；「淨」作為形容詞，有「純粹的、實質的」之義，使用此名詞，難免會暗示綠能供應的負載，屬於「不純、無效」的部分（相較之下，使用「殘餘負載」一名詞，則可彰顯綠能優先負擔的電力需求、剩下的負載才由其他來源供應的觀念）。因此雖然學術意義相同，筆者在自己的文中較少使用。
未來：綠能完全主導供給端 需求端高度彈性化
「綠能先行」、「彈性資源滿足殘餘負載」等雖然是轉型期間的重要觀念，但這些調度思維仍假設了負載的彈性能力有限、並且殘餘負載仍需要其他能源選項來滿足。這些假設在接近100%綠能的能源系統中，都不再成立。在再生能源主導能源供給的情境下，其他彈性資源（包括電力需求）將完全根據綠能在不同時段的最大可發電量，做適當搭配。
在這樣的情境底下，能源供需形式將被分成底下三種類型：
- 綠能直接使用：綠能發電當下，不須額外調度可即發即用的部分。
- 正彈性資源：可減少負載之彈性需求、可升載之彈性綠能、可放能之儲能裝置。
- 負彈性資源：可增加負載之彈性需求、可降載之彈性綠能、可充能之儲能裝置。
至於如何設計適當的法規和市場，以讓這三種類型的能源供需形式良好搭配，就是長遠的未來很重要的任務了。比如，再生能源先透過競標取得長期售電價格保證，剩餘的彈性調度需求再由另一個（或多個）市場處理，便是一種可行的方式。
不同思維進場的時機？
回過頭來再看國際再生能源總署（IRENA）等機構所提的變動型再生能源併網六階段（見下表）：我們可以看出在第一階段的時候，變動性再生能源對電力系統的影響仍有限，因此基載教條仍可以作為有效的調度思維。而第二階段開始，以綠能發電量和殘餘負載作為主體的調度思維，將變得越來越重要。在第四階段以後，大規模儲能設備會開始進入電力系統內，這會大幅增加綠能完全主導能源供給的可行性；到了那個時候，第三種調度思維將開始成為主流。
許多人都在推測第三種調度思維何時會成為新的典範。這除了和再生能源設置速率息息相關之外，也取決於儲能、部門耦合等新式彈性資源的成本下降速率，以及它們在未來能被市場或政策承認的價值。筆者判斷，2030年前後，這種整個能源系統追著風光可發電量跑的調度方式，就有機會在能源轉型先進地區（西歐、南澳、加州等）發生。
（本文原載於媽媽監督核電廠聯盟粉專上）
