我們可以將電力市場中的服務，以提供的價值分成兩種：電能價值與彈性能力價值。進一步來說，彈性彈性價值還可以區分成空間均質（spatially homogeneous）與空間異質（spatially heterogeneous）的彈性能力。本文會簡述這三種商品的意義與各自的特性。
（注：本文僅是介紹一種簡便的商品區分方式；根據不同需求，電力市場的交易種類尚有其他分法，比如依據能源轉型經濟學，可將再生能源的彈性能力價值再細分為特性價值、平衡價值、與電網價值。）

電能價值

電能價值即使用電力這種能源，對用戶可以產生的經濟效益。因此，電能價值的交易，也就是對一定時間內供電裝置的可發電量的交易。

一般綠能的電能價值交易，往往又分為物理性購電協議和虛擬性購電協議；前者即常言的電證合一、後者則為發電過程中僅買憑證的財務合約（電證分離）。台灣因為目前僅允許物理性購電協議，對於沒有綠能義務、亦沒有購買綠電憑證意願的小用戶而言，便沒有向再生能源受電業購電的誘因。

由於電能價值的交易，往往涉及電子在輸配電網的物理性傳輸，此類交易受到現有法規限制較大。目前在台灣，電能價值的交易，受到的限制大概有下列幾種：

• 交易對象受限：根據電業法規定，非發電業的一般民眾所安裝的再生能源自用發電設備，僅能販售電力給公用售電業（目前僅台電，即一般所謂的躉購合約）；而登記成為發電業的程序冗長、所費不貲，也非一般民眾所能參與的管道。
• 交易形式受限：即使登記成為再生能源發電業，目前台電提供的轉供契約，交易時間長度、交易執行條件十分僵化。相關限制包括：轉供執行期間必須至少一個月、供需雙方無法中途更改、無法彈性決定轉供執行的要件（只要買方在該月尚有綠電購買額度、且有在用電，賣方有發綠電就一定得將其買下來）等等。

不論從再生能源自用發電設備或再生能源發電業目前的交易自由度來看，台灣當前任何P2P的綠電交易構想，是難以達成的。然而，尤其是再生能源自用發電設備的持有者（又稱為產銷者prosumer或自發自用者self-consumer）自由交易的權利，在能源轉型先進國家中已被重視；歐盟2018年對再生能源的指令即要求成員國確保再生能源自發自用者不受歧視儲存、販售其生產之綠能，這當然也包括了使用電網進行購電協議或P2P交易的權利。晚近，歐盟內部對於該指令的執行成效也出現檢討聲音；毫不意外地，德國在這方面成效最佳，東歐、法國等習慣集中式電業的國家則對這股浪潮最抗拒。

空間均質的彈性能力價值

空間均質的彈性能力係指電力系統中，幾乎不因供給者所在位置產生不同影響的彈性能力服務；這主要屬於供電裕度和電力系統可靠度的範疇。此類商品最典型的例子便是長期備用容量。另外，電網正常運作或微小擾動下的調頻備轉、殘載變動所需的調度彈性，也可以視為此種商品。

再生能源的存在，本身便能提供一定程度的長期備用容量價值，同時也能提升儲能技術提供相同容量價值的成本有效性。另一方面，搭配當代逆變器的再生能源和新式儲能、或者需量反應，理論上能提供比傳統同步發電機組更快的頻率反應，改善電網供需擾動產生的頻率變動問題。

值得一提的是，逆變器為主的再生能源和新式儲能不若傳統同步發電機組，沒有物理上的旋轉讓發電頻率和供需平衡情況有自然耦合的情況。因此，系統慣性的提升和更快速頻率反應兩者如何搭配，以維持可被允許的系統穩定度，是能源轉型的重要課題。

另外，彈性能力價值雖然不直接涉及電子利用輸配電網做傳送來交易，其執行仍有可能影響到電能交易。舉例而言，讀者可以想像，一同時提供負備轉容量和售電給特定用戶的再生能源發電廠，如果執行負備轉容量的平衡訊號而降載時，其原售電用戶卻會繼續用電；此時便需要一套公平的結算機制，讓不同市場參與者都得到／付出合理的報酬／成本。

空間異質的彈性能力價值

有些彈性能力有空間異質性，亦即不同地點的供應者，可以產生的效應可能大不相同。孤島情況下的慣性與備轉容量是其中一種例子，電壓控制則是另一個更常被討論的此類服務。

由於電力潮流方程式的非線性特性，即使是穩態條件下，電力系統電壓的求解也不容易，遑論在系統既有限制下做成本、再生能源削減率等目標函數的最佳化了。下圖便是一條具有3部太陽能系統的饋線上，假設上游兩座太陽能出力不做調整，最下游的太陽能系統的可行解、電壓超額解、電壓崩潰解等控制區域。

近來擁核公投在台灣越演越烈，不斷有基載至上的論者，以德國和鄰國之電力進出口，試圖論證其所慣用的基載三段論，並否定大量風光併網在台灣的可行性。對於這樣子論述的謬誤，我過去已多所說明，近日公投前再做一次完整闡明，以利國人更了解歐洲電網跨境進出口的真實情況。

一、物理流不代表電力市場的實際交易結果

首先，部分擁核者不斷提供德法「物理流」(Physic Flow)之情況，得出德國必須仰賴法國核電之結論。然而物理流僅僅描述各國跨境輸電線的電流方向，並不代表各國間實際批售電力隻交易情況。德國地處歐陸中心，法國出口給其他國家的電力交易，有時必須假德國電網才能進行。

描述各國彼此實際批售電力進出口交易情況的是「商業流」(Commercial Flow)；在大部分的情況下（尤其用電尖峰、太陽能電力輸出能力高的中午時段），德國都是對各國出口商業流。然而因為前述地緣關係，德法跨境物理流和商業流常常呈現不一致的情況。

二、跨境進出口減輕基載面臨之壓力，讓過剩核煤機組得以苟延殘喘

其次，另一部分擁核者亦從德國進出口的情況，從相反的方向攻擊，認為德國再生能源太多，並據而得出大量再生能源併網必然導致需要跨境進出口之結論。這樣的推論忽略了批售電力之進出口在歐洲電網早已是行之有年的頻繁行為；即使核電佔比非常高的法國，亦會在清晨用電低谷、批售電價相對較低的時候透過出口電力，消化國內過剩的核能基載。

電力系統是由許多單元所組成的；其中，輸電網算是讓電力能遠距傳輸的重要設備，其電功率傳輸限制也因此成為分析電力系統穩定度和可靠度的重要參數。調度業者需要確保系統的輸電網任何時候皆不超載，並且各節點的電壓、相位，以及系統的頻率，處在擾動後具回復能力的穩定態。另一方面，在確定上述輸電品質都得以確保的情況下，調度業者必須讓各地的供需排程盡可能符合原市場交易結果（即「社會福利」最大化原則）。

為此，潮流分析為電力系統模擬的研究和應用中不可或缺的工具。潮流分析會解出特定供需排程下輸電網各節點的電壓、相位（physical flow problem，物理流問題），而此分析搭配適當的求解演算法後，就能求出能產生最多社會福利的供需排程（optimal flow problem，最佳流問題）。

「銅板近似法」：線性最佳化的簡化分析法

最簡單的潮流分析即「銅板近似」（copper plate approximation）。這種分析法假設輸電網為一均質銅板（即電阻可忽略），因此各節點的電壓皆相同。由於輸出／入電功率的公式為功率=電壓X電流，這樣的近似會讓電流和電功率呈線性關係。此時最佳流問題就簡化成一具線性限制式的最佳化問題（視各發電廠發電成本、電力需求者的願付價格，通常會是混合整數線性規劃問題）。

這種做法在長期能源轉型模擬研究中非常常見。比如說，討論2050年100%再生能源的情境裡，輸電網和風光電廠建置的最佳化問題，就很適合這個方法處理。但如果要實際應用在排程中，銅板近似就不夠準確。

「牛頓求解法」：廣泛使用的經典非線性分析法

如果要做到滿足當日排程的分析需求，輸電網內的壓降必然需要納入考慮；再加上電力系統使用的是交流電，這讓前述物理流問題成為一非線性、複數變數的問題。目前電力系統相關研究中，針對這樣的複雜問題，最常見的分析方式是透過牛頓求解法（Newton method），迭代求解到收斂可以被接受的程度。詳情可以參見我之前的文章。

牛頓求解法簡單易懂，但有底下幾個缺陷：首先，此法為局部性求解法，亦即每次初始條件不同時，必須重新求出電壓／相位對有效／無效電力的敏感度矩陣，影響求解效率；再來，因為其為局部性求解法，無法保證迭代過程一定收斂至有應用意義的高壓解上，而即使迭代結果發散也無法因而確定可行解不存在。凡此種種，皆讓此法在實際應用上，有許多隱憂。

HELM：潮流分析的「聖杯」？開源後潛力無窮？

為了解決牛頓求解法分散性、非單一解的問題，在2012年，一種基於複數分析技巧的新潮流分析方法－全形嵌入潮流分析法（Holomorphic embedding load flow method，HELM）被發展了。這個潮流分析方法透過設置與電壓相對的鏡像變數，將原來的物理流問題嵌入一全形函數中，保證了最後求出的解具有明確性（univocality）：分析後無解時，必然代表具應用價值的解不存在；而若分析後有解，其亦則必定是具有實際應用意義的高壓解（可參考Fundamentals of the Holomorphic Embedding Load-Flow Method，Antonio Trias，2015年）。

更難得的是，雖然背後的數學原理較為複雜，應用上卻沒有很困難：只需要基本線性代數運算的程式技巧就能實際執行（注1）；而對於同樣的輸電網絡參數，運算所需的矩陣也相同，這也讓HELM在運算效率上和加速解聯牛頓求解法（Fast decoupled newton method）不相上下。在一些方法學的改良後，HELM在求解各節點電壓對無效電力的敏感度以及和分化點（bifurcation point，注2）距離上也都能有不錯的求解效率（可參考Fast Weak-Bus and Bifurcation Point Determination using Holomorphic Embedding Method，Shruti Rao等人，2018年；Numerically Robust Load Flow Techniques in Power System Planning，Alberto J. Sarnari，2019年）。
（注1：比如說，一個不含Padé近似法的經典純PQ節點問題，照維基百科上的HELM方法說明，只需要不到100行的程式碼即可處理。不過必須注意的是，HELM使用Padé近似法除了加速收斂之外，也是求解明確性的必要條件；幸而Padé近似法的語法仍屬於基本線性代數運算的範疇。）
（注2：物理流問題中高壓解和低壓解相交的運作點，過於靠近此點時系統容易進入不穩定的低壓解，或者因供需擾動造成電壓崩潰voltage collapse。）

這個方法過去主要的問題在於一直沒有開源版本的應用，而只有專利的商業軟體。在晚近，一些將HELM開源的嘗試，終於讓此潮流分析法有了廣泛使用的機會。2015年開始發展的電網分析軟體GridCal在最近便導入了HELM方法，相信未來在能源系統的研究／應用領域中，看到號稱潮流分析中的「聖杯」的HELM，機會會更高。

最近隨著藻礁公投進入最後倒數階段，第三天然氣接收站是否要建在桃園，再度引起討論。筆者非生態專家，不欲就三接對藻礁生態的影響程度做太多斷言，但對於三接在桃園興建與否的影響，倒是可以提供一些建設性的討論素材，以供大眾自行定奪。

在討論三接議題時，必須要認知到的事實是：在2023年（三接預定開始使用的時間）和之後，就是燃煤和燃氣機組的裝置容量來看，有無三接，傳統電廠都可以順利和新建綠能配合。

那麽三接不蓋真正的影響是什麽？是對於加速減煤的潛在限制。要了解這個限制，得先想像2025以後的電力系統運作狀況。

儲氣量增加對電力調度彈性的影響

圖（一）是在不在桃園建三接的情況下，2025以後典型的的台灣夏天的電力調度曲線。在這張圖裡，燃氣的裝置容量是充足的，但因為為了確保緊急狀況發生時安全儲氣量充分，一定週期內可調度燃料會有限制，沒有辦法在綠能發電量較高（殘餘負載較低）的時候保持較高的供電狀態。

如果三接順利建成，2023年以後順利供氣呢？那麽，在同樣燃氣機組裝置容量下，由於一定週期內可以調度的燃料較不受安全儲氣量的限制，燃氣機組就更有機會在殘載較低的時候持續保持較高的供電狀態，進一步削減燃煤的使用量（見圖二）。

最近很碰巧地，世界兩位前任首富－比爾蓋茲和馬斯克都針對能源轉型和氣候政策，做出一定程度的意見表述。由於兩位富豪具有的財富和聲量非常人能比擬，其意見也對於全球能源轉型能否順利進行，有重要的影響。我們今天來簡單分析兩位富豪對於能源轉型政策論述的正確性和他們各自的社群影響。

比爾蓋茲：下對診斷、開錯藥方

先從近日打算出書的比爾蓋茲說起。我看了一些書評（最完整的可以參考https://nyti.ms/3qpzfpI），這本闡述比爾蓋茲對氣候變遷和能源轉型看法的新書其實是舊酒裝新瓶，不脫過去幾年比爾蓋茲一貫的立場（在2015年即有人討論過比爾蓋茲各種論述的問題，詳見https://bit.ly/3bgFZju）。比爾蓋茲雖然很重視人為氣候變遷的議題，但他一直以來都是以一種「悲觀式的科技樂觀主義」來看待這個世紀問題：在蓋茲眼中，人為氣候變遷將能完全以科技解決，只是使用的主要科技並不是已經存在的風能、太陽能等技術。所以比爾蓋茲的論述橫豎離不開一種「關鍵變革尚待某種科技突破」的思維，不論這種科技突破指的是地球工程、碳捕捉、還是先進核能。

這造成甚麼結果？比爾蓋茲雖然真正地意識到人類本世紀最關鍵的問題是如何能盡快達成淨零碳排，對於這個問題他開出的藥方卻錯得離譜。其一錯誤在於一面嘲諷以推廣再生能源發展的綠色新政等計畫不可行、是在推銷幻想（可見https://bit.ly/3rZ49Wk），一面卻提出與推廣綠能相比更像是幻想的各種尚不存在、遑論量產的技術做為替代方案。其二且更致命的錯誤在於將氣候與能源議題扁平化成為單純的科技問題，而忽略解決此世紀問題中不可能避開的政治、經濟等等面向的權力角力。

不論是從技術選項還是切向面相來看，比爾蓋茲的問題，顯然是一種比例性和優先順位的失衡。而做為世界前首富的聲量和曝光度，這些偏好上的失衡，會在全球尺度讓相關的社會討論嚴重失焦，這是他對解決氣候問題過程中最大的隱憂（比如說天下一篇對比爾蓋茲的專訪，一場關於解決氣候變遷的討論，綠能竟然可以被當成不成熟的配角討論，而通篇反而把核能的使用當成必要的突破，完全本末倒置……參見https://www.cw.com.tw/article/5107849）。

比爾蓋茲再怎麼頻繁搭乘他的私人噴射機，種種個人行為的氣候效應就算遠大於常人，也不會是決定氣候問題能否被解決的關鍵，但如果某個國家的社會或政府看到他的新書後，覺得「綠能是丑角、先進核能才是真正的希望」，那麼一場不可逆的決策災難就很有可能發生。

馬斯克：碳稅為氣候政策的必須

另一方面，以電池、電動車聞名於是的特斯拉創辦人馬斯克，顯然對於氣候議題的政經要素有比較好的理解。近日有新聞便揭露，馬斯克在拜登政府還沒就任前，就曾向他們建議應該課徵碳稅（https://bit.ly/3u6KG85）。

誠然，碳定價有不同選項，碳稅只是其中一種工具，重要的是馬斯克具有「處理氣候議題必須要有對應的政經工具」這樣的認知，這是在討論永續議題時許多富豪們最常忽略的面向。而特斯拉的支持者對於能源轉型的核心工作顯然也有比比爾蓋茲更正確的理解；他們大多充分認知到風能和光能在氣候問題解方的核心地位，也明白他們使用的電動車和儲能是協助綠能加速發展的重要技術（Clean Technica網站是這個社群最重要的代表，可參見https://bit.ly/3jVz570）。這些技術的加速推廣，固然科技研發的腳色不可磨滅，但怎麼樣將技術普及等等接地的操作面工作，才是不能忽略的眉角；在我看來，一個能透過增大一般客戶而加速的技術推廣模式，才是轉型過程中比較有意義的做法，因此在社群影響力上，特斯拉這種使用者有感的推廣方法，替能源轉型立下一種較可學習效法的案例。

當然，馬斯克也不是只把事業核心放在對能源轉型有益的事業上；比如他殖民火星的計畫和對於比特幣的過度熱衷，某種程度上也可以算是一種優先順位失衡的現象（注）。但至少我們在討論馬斯克的航太產業時，不會有人把它視為能源轉型或氣候問題的核心解方；就這個面向上馬斯克的航太「副業」對於能源轉型討論上失焦的潛在危害，可以說相較比爾蓋茲的先進核能「主業」小很多。
（注：很顯然地像許多富豪一樣，馬斯克的爭議不僅僅如此。但本文主要在分析兩位前世界首富關於氣候政策和能源轉型言行上的具體社群影響，這裡就不失焦發散了。）

學界專家怎麼看待能源轉型？

相較於鉅額身家押注特定產業的富豪們，關於哪種能源轉型路徑才是處理氣候議題或其他傳統能源帶來的問題中最適當的，或許尋求相關領域獨立研究專家的意見會有更清楚的理解。

農曆新年前夕，知名的能源轉型學者專家，諸如100%再生能源模擬的專家Mark Z Jacobson和Christian Breyer、德國綠能躉購制度之父Hans-Josef Fell等人主推的一份關於全球尺度上推動100%再生能源策略的共同聲明，就是一份再清楚的典範性文件（參見https://global100restrategygroup.org/）。

目前台灣的綠電交易，多數情況下再生能源的使用憑證必須和綠電一起進行交易，也就是所謂的「電證合一」；因此，只有用戶實際用電、且綠能電廠有在發電的時段底下，用戶才真正買得到綠電並取得再生能源的使用憑證。

隨著台灣綠電交易日益活絡，一直有呼聲希望上述的政策鬆綁，允許再生能源的發電和使用憑證分開販售，亦即「電證分離」。電證分離和電證合一相比，究竟有哪些優勢？兩種制度各適合哪種情況？

支持「電證分離」最有力的論述是因為與電證合一相比，這樣子的制度能擴大再生能源發售電業可以接觸的客群。

在綠電市場中，再生能源使用憑證的均衡價格，是一般電力交易和能源轉型政策交互作用的結果。舉例來說，假設沒有再生能源支持政策下，參與一般電力市場的再生能源發電成本最高會是該市場的均衡價格（記為P_0），此時綠能在電力系統的佔比記為r_0。假設基於政府定下的綠電義務或企業自己的RE100承諾，使社會整體實際對綠能佔比的需求為r_0 + Δr，此時額外的再生能源發電成本勢必比一般電力市場的均衡價格要高（記為P_0 + ΔP），則再生能源使用憑證的均衡價格即為ΔP。

在台灣，由於尚不存在電力市場、且躉購費率和再生能源憑證兩種機制並行，故ΔP即為躉購費率減去台電售電價格的價差。不管如何，學理上此ΔP應該要能反映再生能源的公共效益（參見https://bit.ly/36vv7fN）。

由前述的說明可知，電證分離後，再生能源發售電業者販售電力的價格，應該要和一般電力市場的價格無異。這時，再生能源發售電業者便可以用具有競爭力的價格，將沒有憑證的綠電販售給沒有憑證需求的一般小用戶；另一方面，有憑證需求但用電特性和再生能源沒有良好搭配的用戶，則可以單獨買入憑證以滿足其綠電需求。由是，再生能源發售電業者可接觸的客群，能因此擴充。這樣的制度，能夠在初期較迅速推廣再生能源的發展，加速能源轉型。

但是，電證合一也不是毫無優點；電證合一制度下，用戶和售電業如果要達成很高比例的綠電使用比例，勢必調整用電特性，以綠能發電潛能做需量管理、或者設置足夠的儲能裝置。這樣的制度下，用戶在再生能源發電當下直接使用綠電的情況會更頻繁。

我們如果要知道甚麼情況下較適合導入電證合一，其實就是在尋找能源轉型進程中，需量反應和儲能大規模普及的時機。需量反應、儲能等彈性選項做殘載平衡，實質上是以殘載低谷時的發電，取代殘載尖峰時的發電；在能源轉型初期，這意思就是以邊際成本較低的傳統電廠發電取代邊際成本較高的傳統電廠的發電。這樣的削峰填谷在經濟面向上價差有限、環境面上也不一定全然正面（在台灣可能就會以燃煤發電取代燃氣），因此初期能推展的規模有限，比如需量反應一開始多是以製程彈性、規模較大的重工業為主。（這段文字的意思不是台灣不應該在目前發展需量反應或儲能，而是提醒我們必須認知到它們當前最核心的角色：小部分地取代傳統電廠的彈性調度容量、以及部份輔助服務。）

但當電力系統頻繁出現接近負殘載時，情況便大不相同；此時需量反應和儲能等於是以原本過量的綠能取代其他時刻的傳統電廠。這時，這樣的削峰填谷在經濟上價差更大、環境面上也全然有利（因為負殘載發生時沒有用完的綠電也勢必浪費掉）。經濟誘因增強後，需量反應和儲能可以觸及的客群將有爆炸性成長，過去被認為無法碰觸的中小用戶、高科技電子業等等負載較不彈性的需求，可能都能成為需量反應的資源。而系統中存在更多彈性選項時，就會讓再生能源的削減率降低、經濟價值提升，進一步加速再生能源的發展，理想上形成一正向循環。

因此，當負殘載開始頻繁發生，便是較適合導入電證合一的時機（或者電證仍分離，但直接使用綠電的憑證開始給予額外獎勵）。在台灣，這大約會是2030年（參見https://bit.ly/3pMW3PO）；巧合的是，這也是GOOGLE宣稱其直接用電需求要100%由低碳電力供應的時限。當然，考慮到提升用戶直接使用綠電對加速能源轉型具有的正面效益（並且和前述客群減縮、煤氣相爭等潛在負面影響權衡後），電證合一（或混合制）學理上合適的導入時機可能提前。

（本文原載於媽媽監督核電廠聯盟粉專上）

自從去年6月台電開放再生能源電廠餘電躉售以後，台灣名義上已經允許綠能發電業者和售電業者自由尋找客戶、開展綠電交易；目前為止，也有諸多相關新聞常常刊出。

然而，新聞上出現的綠電交易，多屬大型電廠和用電大戶之間的一對一轉供合約。這是否表示小用戶和小型綠能電廠較不適合進行綠能交易？或者，小用戶對小電廠的多對多轉供，是否才是綠能售電業接下來應該著力更多的商業棲位？

規模經濟與範疇經濟決定了綠能售電業的基礎價值

目前，小型綠能發電廠受限於電業法對自用發電設備的不合理限制，在登記成為發電業之前無法直接進行轉供。撇開這項讓小電廠卻步於綠電交易市場之外的法規限制，多對多轉供的尺度，通常存在於成本曲線受規模經濟和範疇經濟影響的區間中：各個單一小用戶的資訊取得和交易成本占比太高，加總起來便大幅提升多對多轉供得以成立的門檻。

此時，如果存在一個以聚合商角色自居的綠能售電業，協助分析、調度不同小用戶和小電廠的發用電特性，並居中協調促成交易進行，便可以有效降低前述的各種成本，讓多對多轉供得以在更小的社會總成本下發生。換句話說，綠能售電業在聚合了各個小用戶和小電廠之後，產生了規模經濟和範疇經濟。這就是綠能售電業進行多對多轉供時，所具有的基礎價值（見圖一的Fundamental Aggregation）。

不成熟綠電市場決定了綠能售電業額外的轉型價值

然而在能源轉型過程中，綠能售電業還有另外一種隨著政策和市場成熟度而改變的動態價值。一個成熟的綠能交易市場，應該是各個用戶、電廠、和其他彈性資源以接近即時的時間尺度，進行參與者能自由指定方式的交易；台灣現在可行的綠電交易顯然遠非如此（台電的轉供合約限制了綠電交易的參與者一次必須至少連續買一個月的綠電，且轉供的綠電分配方式受台電提供的公式所限，無法自由進行分配）。

於是，在轉型過程中，綠能售電業在處理多對多轉供時，便有了額外的角色：它們必須熟悉當前各種可行的交易形式，並搓合用戶和電廠各方產出最有利的契約。由於在不成熟的綠電市場中，特定條件下買賣各方無法很容易達成對社會總體最佳的交易結果，這當中所需要的額外資訊和技術門檻，便是綠能售電業所具有的轉型價值（見圖一的Transitory Aggregation）。

台灣綠能售電業目前的轉型價值

我們以目前台電提供的轉供契約為例，說明綠能售電業的轉型價值為何存在。圖二是兩個用戶和兩個太陽能電廠在兩個時段中的發用電資料，以及它們各自在交易過程中的最高願付價格／最低願售價格。為了簡化模型，我們假設太陽能電廠的業者在簽約時，無法自由切割其電廠，但兩個用戶可自由選擇自兩電廠購買綠電的比例。若用戶i自電廠j的購買綠電比例計為r_ij，因為r_11 + r_12 = r_21 + r_22 = 1，底下我們就把r_i1簡計為r_i。

去年夏天筆者寫了一篇〈台灣的風能和光能在夏天有多給力？〉（https://bit.ly/3i6GAY3），說明目前太陽能跟風能在用電尖峰的夏季所具有的容量價值，以及未來它們對於台灣電力系統的巨觀影響將會如何。

目前，即使在用電量較高的夏季，變動型再生能源對殘餘負載已經有不容忽視的影響，這讓人不禁好奇風能和光能對於冬季的殘餘負載曲線會有怎麼樣的效應？讓我們用過去幾週的實際數據來做分析！
（注：除非有特別說明，否則本文分析和推估所使用的資料，夏季為2020/07/28–2020/08/17、冬季為2020/12/17–2021/01/06台電的每10分鐘一筆逐時資料。）

夏冬電力系統逐時特性比較

圖（一）是利用去年的實際數據，得出的夏冬兩季在現在（太陽能4.870GW、風能0.852GW）、2025年（太陽能20GW、風能6.7GW）、以及2035年（太陽能40GW、風能16.7GW）的每日平均逐時特性。由這張圖可以看出，目前因為風能機組裝置容量較少、太陽能在冬季發電量亦較少等因素，使冬季再生能源對於電力系統的影響較不顯著；然而由於台灣在冬季用電量較少，當太陽能和風能裝置容量持續成長，未來再生能源在冬季對於殘餘負載會有更明顯的效應。

筆者過去即曾預測，在2025年到2030年之間，台灣在冬季或早春就會出現第一次殘餘負載小於0的負殘載事件（當然，實際上屆時台灣的電力系統可能不夠彈性，造成輸電業者必須削減風光電力輸出）；實際資料推估的結果，到了2035年的冬季，中午部分時段殘餘負載的平均值已經趨近於0－那個時候，除了遇到假日幾乎必定出現負殘載事件以外（見圖（二）），某些風光發電旺盛的平日中午也出現負殘載事件；從2020年12/16到2021年1/13日共28天電力系統實際資料做推估的結果，2035年冬季有超過4成的機率，在中午會出現負殘載事件。如此劇烈的殘餘負載變動，顯示了需量反應、彈性機組、部門耦合、儲能等彈性資源的必要性（當然，風光機組也應該變得更彈性）。