Turf：協會

文 / 余俊毅　圖 / ShutterStock 、MotionElements

我們已經過度習慣這個電力富足的城市

　　自電力發明之後，人們的生活不再受限於日出而作，日落而息的規律，並擁有更多時間能夠探索這座通火通明的不夜城。

一座城市該如何兼具「智慧」與「綠能」? 圖 /Motionelements 

　　隨科技創新之發展，物聯網（IoT）、大數據和雲端平台等技術整合，「智慧城市（Smart City）」的概念逐漸誕生。智慧科技從技術應用、用戶需求和商業活動等層面體現於我們日常生活之中，我們的生活變得更加方便──從手機就可以接收來自世界各地的消息、處理生活中的大小事：食、衣、住、行、育、樂、……許多創新服務更是以大數據為基礎，在原有的服務體系中透過大數據提供更佳的服務，改善民眾生活品質。然而，在氣候變化無常、無法穩定供電的基礎下，都市又該如何因應？

為什麼需要發展智慧城市

　　智慧城市的發展，不單是縣市首長的個人政績，也象徵著一座都市面對氣候變遷所具有的韌性──智慧城市目前並沒有統一的標準定義，泛指在資訊科技發展先進的時代，建構雲端運算、巨量資料、物聯網、資通訊行動科技並運用大量資訊與數據，提升城市整體運作效率，達到智慧城市永續發展的願景。

　　無論是對內帶給企業與市民更加舒適便利的生活空間，或是對外提升城市之於國際的競爭力與軟實力，智慧城市旨在提升治理效率及發展創新價值。在早期的發展過程中，主要以造福民眾的公共服務為主軸。從政黨參選人的政見到實際智慧城市政策的落實，中間一大段轉型過程，來自各項建設的長期演進：許多公共服務從傳統由政府自辦的公共建設，逐漸轉為開放給民間興建及營運，透過民間的資金、創意及管理技術，讓公共服務品質更好、政府機關網站及開放資訊平台也在科技發展下有了更便利的功能與更人性化的使用介面，智慧城市的發展在迎合大眾的需求下，將永遠不會停下腳步。

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了解都會治理的新對策

　　都市化的過程帶來無限商機，增加就業機會並促進經濟成長，但隨著都市人口大量擴張，能源短缺、環境汙染、城鄉差距、人口老化、社會安全等議題也逐漸浮現檯面，根據聯合國人居署最新頒布的⮩《2022 世界城市報告(World Cities Report 2022)》 指出：城市的發展必須要為動態而不可預測的未來做好準備，核心方向便是規劃韌性建設。全世界 2/3 的人口擠在城市裡面，都市各種建設的升級與整體治理都需要智慧與韌性的結合，才能強化治安、減少災害與增進市民福祉。於此，大多數智慧城市主要由提升永續性、改善生活品質、城市化和智慧化等面向著手訴求「以智慧科技解決城市問題」但也因各國之生活習慣與環境因素不同而有對應的解決方式。

　　國際間的智慧城市演化過程主要有三大階段：1.0 階段的特點是自上而下(Top-Down) 透過技術驅動的決策制定；2.0 階段則是將智慧城市發展主導權交由城市，自公民和政府的需求推動技術發展，以開發滿足實際需求的解決方案，目前大多城市在此階段，而 3.0 階段則更看重「技術」與「人」的互動，也意味著「為公民提供更有效的服務、監控改善現有基礎設施，加強利害關係人間合作關係，並鼓勵公私部門合夥創新商業模式」的思維。

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　　如欲瞭解臺灣目前的智慧城市政策與各項技術發展，最直觀的方式便是參觀年度智慧城市展，除可看見中央與地方政府目前應用的科技與整合，更可聽到民間業者、學者親自說明時下的商機與趨勢，於本刊物公民放大鏡另有針對 2023 智慧城市暨淨零城市展專欄報導。⮩We Need Change. Fast.

　　新的技術與設備都需要大量用電，而如何維持電網的穩定性，將會是目前隱藏在智慧城市政策字裡行間中的挑戰，關於建 構 韌 性 的 智 慧 城 市， 協 會 在 2022 年發行的創刊號同樣有對此做出一系列的探討，詳可參閱 TURF 協會官網文章⮩【藍圖三】打造無畏災難，具智慧韌性的城市。

沒電了怎麼辦

　　從 2018 年的「以核養綠」公投，至 2021 年的「大潭藻礁」、「重啟核四」公投，「台灣的電到底夠不夠用？」是直接牽扯到價值觀的民生議題，在經濟發展與節能減碳之間的平衡取捨，政府與民間看法眾說紛紜。不過，相較於探討「電到底夠不夠用」，筆者認為：民眾更需先行理解的議題為「臺灣的電都從哪裡來？」對此，臺灣目前的供電狀況，可透過下方圖表呈現。

　　由圖表可看出，雖然燃氣、燃煤等火力發電依舊占大宗，不過近年政府推動能源轉型，再生能源佔比正持續增加。綠能發電量的快速增加致使臺灣電網面臨快速變動、穩定性與可靠性不足等重重考驗。以 2022 年的 3/3 全臺大停電為例，共有 549 萬戶民眾飽受無電之苦，石化、養殖、半導體與鋼鐵等產業也大受影響，估計損失恐超過百億元，顯見「穩定供電」不僅是民生問題、更是關乎經濟發展的產業問題。

　　3/3 大停電的原因，可歸咎於興達電廠開關場事故。電力系統的供電，需要確保穩定的頻率，簡易比喻：發電系統就像心臟，負責供應全台的電力，而頻率則如同發電系統的脈搏，必須維持在穩定的範圍內。當系統發生意外，致使用電量大於發電量時，系統為了維持頻率的穩定，會自動切斷部分用電需求，稱為「低頻卸載」做為電力系統調控者，一定會希望將所有能啟用的發電系統開機運轉，然而，發電機組與家用電器不同，並不是開個開關就能夠輕鬆解決的事情，無論是提高輸出功率、重啟發電機組、將電力併聯上網，都需要對應的時間。

　　如果有足夠儲能就能夠減少這種情況的發生。而分散式再生能源增加，電網供電也能從傳統集中式轉型為分散式電網。本地的發電、配電與用電若可結合儲能，不僅有效提高發電、輸電、配電與終端使用者系統的電力品質及可靠性，更能輔助電網轉型為區域性智慧微電網（Micro-Grid）。當這些電力得以就近使用，提高發電使用效率，電網的韌性也就隨之提升，從而減少單一電廠跳電造成大範圍停電事故機率。

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「儲能」將是永續發展關鍵

　　國內儲能發展目前還在起步階段，智慧電網也依然在建構當中。接下來能不能跟上綠能的發展將是未來能源轉型是否順利的重要關鍵。電網環境使得電力公司將來需要更彈性的調度及相對應的電網建設升級，儲能因而被視為解決方案之一。

　　此外，台灣電力公司更在 2021 年 10 月啟用「電力交易平台」，讓民間電力資源投入電網——以投標競價的方式，由台電「先買保險」一旦出現大型機組跳機，或是遇到用電尖峰供電不足時，業者就可以即時上場救援。未來將是「藏電於民」的時代，交易平台將分散於民間的電力資源納入電力系統，讓各種能源業者互相輔助，目標在 2025 年可以達到 1000MW的參與量。平台目前共有三項輔助服務交易項目，包括「調頻備轉容量」、「即時備轉容量」，及「補充備轉容量」。其中「調頻備轉」需即時修正系統頻率偏差，在數秒的反應時間內增減備轉容量，但持續時間的要求也較短；「補充備轉」是因應機組跳機、負載突增時，在接獲調度指令的半小時內增加備轉容量；而「即時備轉」則介於兩者之間，要在接獲指令的 10 分鐘內增加備轉容量。

　　回顧 2050 淨零碳排總路徑簡報內容，對比國內用電量不斷增加的情形，政府的能源規劃原本預計在 2025 年再生能源佔比要達到 20%，不過因為這幾年用電量大增，使得綠電占比很可能無法達標，縱使目標已經下修至15.2%，目前的發購電量依然只占 6% 左右，距離目標只剩下三年，挑戰可以說相當艱難，需要中央與地方的共同努力。

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建立「生態系的共同解方」

　　面對氣候變遷這個全民議題，企業除了被動遵循政府推行的各項政策之外，更應主動思考如何進行企業低碳轉型，落實企業社會責任。對此，研華科技構建 iEMS 一站式能源管理平台，提供智慧能源管理解決方案，或將成為領導企業思考減碳對策的最佳引路。

　　iEMS 一站式能源管理平台架構豐富，除跨及硬體設備、資料獲取、智慧管理，更可主動針對數據性質與產業類別做出不同分析，從企業的角度驅動改變生態系。

據研華科技官方網站所述，能源管理市場最常面臨的 3 大困境為：
1. 管理層不重視能源管理。
2. 廠務端不熟悉國際法規。
3. 設備過於老舊擔心難以數位轉型。

　　其中，以研華電力管理系統 (iEMS/Power) 為例：將從客戶的供電側和用電側的需求出發，即時監視源、儲、荷各個環節。在供電環節，可對大量的分散式能源進行即時監測和控制，能夠及時準確掌握分散式電源的設備狀態及運行狀態。在用電環節，一方面通過配電網路的即時監測和分析，能夠快速定位電力中斷的地點、識別斷電原因，提高事故的回應程度；另一方面通過需求側用電資料的剖析，分析企業的用電行為，引導客戶提升用電效率，平衡用電負荷。

　　如此一來，WISE-iEMS 做為解決方案提供方，配合生態系夥伴系統整合（如：電力資源業者、節能服務商、碳盤顧問、大型服務運維商、……等。），便可滿足終端客戶的應用需求（如：設備節能、申請認證、能源申報、……等。）維護合作夥伴權益之餘，也創造更多技術應用價值。綜上所述，我們先以世界各國之於智慧城市理念的實踐為出發點，並從能耗的角度發現：在 2050 年實現碳淨零排放的趨勢下，能源系統正在持續轉型去中心化；可再生能源（生物質能、水電、地熱能、風能和太陽能等）與儲能系統的應用，將會是在這個錯綜複雜的世界中兼顧韌性與落實環境永續的途徑。

保持韌性是我們面對氣候變遷不容改變的答案。

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