全球暖化問題日益嚴重,自1997年京都議定書,到2015巴黎氣候協議,國際上已對節能減排,減緩因氣候變遷而產生不可逆之災害,達成多項共識。在最新聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的幾份報告中,明確給出氣候變化帶來的可見影響,包括「廣泛的負面衝擊,以及給自然與人類帶來的相關損失與損害」,同時,在2021年底召開的COP26峰會上,各國也強調了推動可再生能源,綠色交通與樓宇建設的急迫性,以期能為數以百萬計人口減少氣候變化所造成的破壞。
另一方面,隨著科技的發展與互聯網的普及,「數位轉型」與「數位革命」成為從政府,企業,乃至民間需共同面臨的課題,亦即,如何運用科技為永續帶來賦能(empowerment),並在解決環境問題的同時,創造具有影響力的商業模式,是這個世代極為重要的發展趨勢。
也因此,將氣候行動與數位工具結合,或許可以提供有效方案。根據聯合國氣候變遷綱要公約(UNFCCC)的估計,如果產業能適當的導入數位科技,不僅可協助企業淨零策略,將有效最高降低20%來自營運與供應鏈所產生的碳排,更可以在大規模的綠電與再生能源基礎項目上,發揮降本增效的作用。
為什麼要做能源數位化?
從供給面來看,全球主要市場對再生能源的需求日益增高,同時,對於其中的各種限制,例如風能,太陽能之不穩定性,電池儲能迭代升級,廢棄太陽能板處理等問題,各大機構亦不斷研擬解決方案。
從需求面來看,人類日常生活涵蓋食衣住行育樂所有層面,皆仰賴能源驅動的經濟活動,基於政策規範與永續意識的崛起,企業與大眾在能源方面,也面臨典範轉移,同時加大對再生能源的使用比例。
而網路科技與數位化技術,也正在改變全球的能源體系。數位化促進了新一代「區域型微電網」,與「分散式能源系統架構」的優勢,可以利用科技將能源分區管理,打破傳統電力在供需之間相對無彈性的分際。在這之中,若適當引入雲端與AI的技術,我們還可以進一步把「電力」+「算力」結合,用來協調再生能源與傳統電網的相互搭配,實現更好的調度與促進能源轉型,例如推算出太陽能供電高峰,推高該時段的工作負載等技術,長遠來看,能夠協助國家與企業淨零碳排的發展路徑。
從根本上來看,把能源和網路科技結合,是一種打破過去單向傳輸模式,將分散的點與點串聯在一起的新商模,也就是與能源生產,傳輸,配送,存儲,消費以及能源相關的金融市場,深度整合的新型體系。
在初期,會以提高可再生能源使用為優先,通過太陽能、水力發電等多種能源協同供應,來與消費端互動,因為屬於小規模,而且是數據導向與精準化,讓大眾的需求更廣泛地參與在能源的使用過程中。以經濟學的角度來說,就是在各個參與方之間,謀求柏拉圖最適(Pareto efficiency),一種資源分配的理想狀態,不會在任何人受損的情況下改善其他人的情況,促進整體能源系統更高質量、有效率、更公平、可持續,也更為安全的運作與使用。
能源數位化可以做到哪些事?
微型電網降低耗損:
當越來越多的比例來自再生能源時,組建分布式電站,與社區或小規模場域為基礎的微型電網,不僅在效率與穩定性上更勝傳統電網,在供需之間的匹配,更是能凸顯分布式架構的優勢,也有機會增加綠電的生產力與可用性。
舉例來說,以台灣「南電北送」來看,平均有7-10%是輸送過程中耗損掉的,隨著距離越長,設備月老舊,耗損越高。若能源像互聯網平台一樣,妥善在離峰時做好能源管理與儲備,尖峰用電時,集中調度只需要調度變化的部分即可,通過需求端的即時反饋和源網的協同,也能在過程中能盡最大可能應用新再生能源,避免許多在傳輸過程中的耗損。演算法預測天氣及供電量:
同時,透過結合多元數據庫(例如氣象資料)的算力來預測,可減緩再生能源因天候不穩的波動,所帶來的發電不穩的不便。在理想的狀態下,若多個微電網/電站彼此相互串連,甚至可以讓消費端配合生活習慣,去選購任一個地方的太陽能,風電,此透過分布式的技術,點對點去媒合供需,並予以彈性化,客製化的定價。
為了實現低碳生活,淨零目標,能源絕對是重中之重。若說能源是推動經濟活動之必要的「燃料」,那數位化的本質,就是要找出新商業典範轉型,並配合能源產業的升級(更便宜且穩定的綠能)。包含亞馬遜推出的Amazon IoT TwinMaker,微軟的企業永續雲,百度的智能雲等,皆有競逐這塊商機,同時兼顧環境永續的企圖。去中心化應用提高彈性:
因為地域性與自然條件不同的關係,每個地方(社區,工廠)亦會有不同的能源需求,需要客製化的方案。
因此,搭配新科技諸如區塊鏈的去中心化應用,以及分布式電站,社區微電網等小規模、低成本
需求導向的能源基礎建設,才是發展重點。特別是在發展中地區,小到一個社區或整個工業園區,大到一個城市一個省份或全國,都可以通過以上科技應用,實現集中式和分布式協同運作,負載平穩,降低電網的調節壓力。降低成本、帶來碳權紅利:
除了產能,用戶端在使用階段,同樣可以因為數位化而獲得好處。根據施耐德電氣提供的數據顯示,通過其智能配電解決方案,以及數位化方面的加持,不同產業的客戶能夠實現最高85%的節能效益,節約超過30%的運營成本,推動生產力提升。
此外,根據實務經驗,數位化也能幫助生產設備,提升最高50%的運作效率和和降低25%的風險(走火,過熱等),這都能夠有效降低碳足跡,並幫助製造業符合越來越嚴格的ESG相關規範。此外,即能減碳之餘,又還可能產生碳權(carbon credit)紅利,因為節能或使用綠能而取得之「減排績效」,在適當條件下,透過合規的第三方認證,也能在國際碳交易市場上,進一步轉換為收益,讓環境永續與企業盈利之間,有合理的連結。
至於其他附加的效益,例如提升利害關係人的參與,增加生物多樣性,取得綠色金融與影響力投資機構的青睞等,自不必多說。
綜上言之,在可見的未來,不光是能源行業,但凡使用能源的各行各業,都將發生數位化的改革。能源由生產者向產銷者轉變;能源生產模式轉變也從過去單向流動生產(發電-配電-輸電-用電),到未來雙向,多源,即時互動,需求導向,去中心化,協作為基礎的能源互聯網生態,也就是「電力」+「算力」的充分整合,並逐年提高整個行業在綠能,再生能源的使用比例,透過數位科技,實現淨零永續。
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責任編輯:何汶