隨著太陽(yáng)能發(fā)電成本持續(xù)下降，部分國(guó)家已經(jīng)通過(guò)太陽(yáng)能與市電同價(jià)門(mén)檻，各界預(yù)期一旦太陽(yáng)能成本低於這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之後，將大量取代傳統(tǒng)石化燃料，成為發(fā)電能源的主要來(lái)源之一。

圖一 : 傳統(tǒng)電廠(chǎng)易受到地理環(huán)境與時(shí)間週期變化的影響。

然而傳統(tǒng)電廠(chǎng)電力成本並非單一，太陽(yáng)能電力也具有週期性與地理性差異之特性，因此在導(dǎo)入太陽(yáng)能電力的過(guò)程中，除了大型地面電站大規(guī)模的安裝外，在經(jīng)濟(jì)誘因主導(dǎo)下的小型分散式太陽(yáng)能系統(tǒng)，將給電力市場(chǎng)帶來(lái)巨大及長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。

太陽(yáng)能發(fā)電逐漸成便宜的能源來(lái)源

過(guò)去幾年太陽(yáng)能發(fā)電成本持續(xù)下降，太陽(yáng)能已成為便宜且乾淨(jìng)的能源。至2015年，全球已有部分國(guó)家，如德國(guó)、義大利、西班牙及日本等國(guó)的太陽(yáng)能光電成本早已低於傳統(tǒng)發(fā)電方式，通過(guò)「市電同價(jià)」門(mén)檻。

太陽(yáng)能發(fā)電成本快速下降

過(guò)去20年太陽(yáng)能模組製造成本持續(xù)下降，這種情況被歸納成為太陽(yáng)能面板的價(jià)格學(xué)習(xí)曲線(xiàn)，而此一曲線(xiàn)也稱(chēng)為Swanson定律，意即每當(dāng)全球累積安裝量倍增，太陽(yáng)能模組成本將下降約20%。這主要?dú)w功於製造生產(chǎn)達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模，使成本快速下滑，以及技術(shù)進(jìn)步，使發(fā)電轉(zhuǎn)換效率提升。在這樣的下降趨勢(shì)，至2015年為止，太陽(yáng)能模組所占整體系統(tǒng)成本，約只剩三至五成左右。

而太陽(yáng)能電廠(chǎng)成本，除了太陽(yáng)能面板主體之外，還包含其他周邊設(shè)備以及融資成本，統(tǒng)稱(chēng)BOS（Balance Of System）。因此在太陽(yáng)能面板價(jià)格下滑、周邊設(shè)備成本下降、創(chuàng)新商業(yè)模降低融資成本等情況下，最終導(dǎo)致太陽(yáng)能發(fā)電的均化成本（LCOE）下降。

根據(jù)美國(guó)能源資訊局資料，美國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電的均化成本，從2009年至2014年短短五年之內(nèi)大跌超過(guò)78%，太陽(yáng)能發(fā)電成本從平均每瓦約3.6塊下降至平均每瓦約0.8塊，若按照此成本下降趨勢(shì)預(yù)測(cè)，太陽(yáng)能電力很快將成為全球最便宜的發(fā)電方式。

@中標(biāo):全球太陽(yáng)能發(fā)電逐漸通過(guò)市電同價(jià)門(mén)檻

「市電同價(jià)」指的是太陽(yáng)能電池發(fā)電成本與電力公司電網(wǎng)的售價(jià)相比，可以達(dá)到相同價(jià)格甚至更低，被當(dāng)成一個(gè)比較太陽(yáng)能發(fā)電與傳統(tǒng)石化燃料發(fā)電成本的指標(biāo)。各界紛紛冀望超越此門(mén)檻後，太陽(yáng)能系統(tǒng)可以在全球大量部署，以取代傳統(tǒng)石化能源。

全球各國(guó)擁有不同的日照環(huán)境，電價(jià)也有高低差異性，使各國(guó)在評(píng)估太陽(yáng)能電力成本時(shí)有不同的比較水準(zhǔn)。隨著時(shí)間演進(jìn)，部分國(guó)家開(kāi)始逐一通過(guò)此門(mén)檻，在2012年，首先通過(guò)的是擁有高電價(jià)且高日照的地區(qū)，以歐洲國(guó)家為主，例如德國(guó)、義大利、西班牙等，南半球則以澳洲為代表。另外採(cǎi)用獨(dú)立電網(wǎng)的夏威夷，也因大量採(cǎi)用進(jìn)口燃油，發(fā)電成本較高，也是首先通過(guò)市電同價(jià)之區(qū)域。

在2012年至2015年之間，第二波通過(guò)的國(guó)家，則是已開(kāi)發(fā)國(guó)家中電價(jià)偏高之區(qū)域，如日本、法國(guó)及美國(guó)加州，但也逐步包含了發(fā)展中國(guó)家，如巴西、土耳其等。隨著太陽(yáng)能成本持續(xù)下降，預(yù)計(jì)2015年之後，市電同價(jià)之區(qū)域逐漸擴(kuò)展至中國(guó)與印度兩大市場(chǎng)以及全球其他更多區(qū)域。

傳統(tǒng)電網(wǎng)供需與輸配成本具波段變化

傳統(tǒng)電廠(chǎng)發(fā)電成本並非單一，在市電同價(jià)的模型中，只能比較平均電網(wǎng)價(jià)格與太陽(yáng)能成本，但這並不符合現(xiàn)實(shí)情況。在分析能源轉(zhuǎn)換過(guò)程中，需要考慮時(shí)間與地點(diǎn)的因素，才能完整呈現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電與電網(wǎng)之間的交互影響。

電力需求具尖峰與離峰之週期性變化

人類(lèi)天性為日出而作，日落而息的生活型態(tài)，使一天當(dāng)中用電量變化產(chǎn)生週期特性。在正常情況下一整天的電力消耗如下，黎明時(shí)是整體電力消費(fèi)的最低點(diǎn)，隨著人們起床開(kāi)始進(jìn)行活動(dòng)，用電量開(kāi)始上升，至中午附近是整天用電的尖峰時(shí)段，到了黃昏用電量則減少。

這樣的形態(tài)也受到季節(jié)性的影響，冬季與夏季有些不同，在歐美冬季因?yàn)橛信瘹獾男枨笫怯秒姼叻澹谂_(tái)灣則正好相反，臺(tái)灣夏日的午後，往往是全臺(tái)用整年度用電的高峰。家庭平均用電周期與整體週期相同，不過(guò)因?yàn)橥砩先杂猩虡I(yè)活動(dòng)以及工業(yè)用電需求，家庭用電的波峰與波谷間差距比例較全體為大。

電力供給需反映尖峰與離峰變化

電廠(chǎng)一旦發(fā)電，電力難以被大規(guī)模儲(chǔ)存，因此傳統(tǒng)電網(wǎng)為了滿(mǎn)足隨時(shí)變動(dòng)的電力需求，只能依賴(lài)可以快速調(diào)配的電網(wǎng)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)電網(wǎng)供給通常由以下三類(lèi)電廠(chǎng)組成，分別是基載電廠(chǎng)、中繼電廠(chǎng)以及尖峰電廠(chǎng)。這三種電廠(chǎng)依照一天當(dāng)中的需求變化，依照順序開(kāi)啟，隨時(shí)調(diào)整供電。

基載電廠(chǎng)特點(diǎn)為發(fā)電成本低、啟動(dòng)速度慢、因此需滿(mǎn)載運(yùn)轉(zhuǎn)，通常選擇燃煤或核能電廠(chǎng)，作為整體電網(wǎng)最基本的發(fā)電供給，其一天24時(shí)均為開(kāi)啟狀態(tài)；中繼電廠(chǎng)的角色，則是當(dāng)電網(wǎng)需求超過(guò)基載時(shí)，則會(huì)循序啟動(dòng)，其發(fā)電成本較基載高，但是反應(yīng)速度快，通常為天然氣電廠(chǎng)；最後是尖峰電廠(chǎng)，只有在尖峰時(shí)刻，也就是中午附近打開(kāi)幾個(gè)小時(shí)，以應(yīng)付短時(shí)間突然升高的電力需求。此種電廠(chǎng)需要能在短時(shí)間內(nèi)開(kāi)啟與關(guān)閉，隨時(shí)配合調(diào)度，通常為燃柴油或重油電廠(chǎng)。

因尖峰電廠(chǎng)燃料成本相較前面兩種電廠(chǎng)為高，再加上一天只開(kāi)啟幾個(gè)小時(shí)，產(chǎn)能利用率低，因此發(fā)電成本高昂。在這三種電廠(chǎng)組合下，傳統(tǒng)電網(wǎng)的邊際供給成本極高，形成一條在末端陡峭接近垂直的供給曲線(xiàn)。

表：基載、中繼、尖峰電廠(chǎng)比較

發(fā)電廠(chǎng)種類(lèi)	基載發(fā)電	中繼發(fā)電	尖峰發(fā)電
啟動(dòng)順序	1	2	3
燃料類(lèi)型	核能、煤	天然氣	天然氣、重油
啟動(dòng)速度	慢	快	快
發(fā)電成本	低	中	高

資料來(lái)源:資策會(huì)MIC，2015年11月

每個(gè)國(guó)家因各國(guó)環(huán)境差異有不同種類(lèi)電廠(chǎng)配置比例，但所有電網(wǎng)均需處理尖峰、離峰需求變動(dòng)問(wèn)題，一定會(huì)設(shè)置尖峰發(fā)電廠(chǎng)，以致邊際發(fā)電成本偏高。在此成本結(jié)構(gòu)下，部分地區(qū)會(huì)採(cǎi)用隨分時(shí)收費(fèi)機(jī)制，在尖峰時(shí)段收取用戶(hù)電價(jià)為離峰時(shí)段的數(shù)倍。以美國(guó)電力公司PG&E為例，其採(cǎi)用的分時(shí)費(fèi)率讓尖峰與離峰差距可達(dá)８倍之多。

對(duì)電力公司而言，尖峰收費(fèi)是其公司重要的利潤(rùn)來(lái)源，因?yàn)樵诩夥鍟r(shí)段，基載與中繼發(fā)電成本仍然與離峰時(shí)段相同，卻可以極高的邊際價(jià)格出售，成為最高毛利的產(chǎn)品。

零售電價(jià)包含電網(wǎng)輸配電成本

傳統(tǒng)電廠(chǎng)為大型集中式發(fā)電，通常設(shè)於人口密度較低的區(qū)域，透過(guò)高壓傳送至都會(huì)或工業(yè)區(qū)域後，再經(jīng)中低壓配電線(xiàn)路配送至用戶(hù)端。從電廠(chǎng)發(fā)出來(lái)的電，有很大的比例在傳送過(guò)程中耗損，再加上分?jǐn)偢哳~電網(wǎng)架設(shè)費(fèi)用後，輸配電成本約占終端電力成本三成，依照各國(guó)狀況比例稍有不同。對(duì)臺(tái)灣而言，用電量集中於北部，但電廠(chǎng)設(shè)置集中於中南部，除了傳送成本增加之外，另外還須承擔(dān)中間斷路的風(fēng)險(xiǎn)成本。

小型分散式太陽(yáng)能系統(tǒng)恐衝擊電力市場(chǎng)

圖二 : 小型分散式太陽(yáng)能系統(tǒng)有望成為一般家庭替代傳統(tǒng)能源最佳的解決方案之一。

在市電同價(jià)下，除了大型地面太陽(yáng)能電站之外，小型分散式太陽(yáng)能系統(tǒng)成為一般家庭替代傳統(tǒng)能源最佳的解決方案之一。當(dāng)中午電費(fèi)最貴的尖峰時(shí)段，住戶(hù)採(cǎi)用相較便宜的自發(fā)太陽(yáng)能電力，離峰時(shí)段則選用便宜的電網(wǎng)電力，價(jià)差之下產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)誘因，驅(qū)使更多的住戶(hù)加入安裝小型分散太陽(yáng)能行列。

與零售電價(jià)最先同價(jià)

電網(wǎng)電價(jià)分為兩種，零售電價(jià)與批發(fā)電價(jià)。電廠(chǎng)發(fā)電之後透過(guò)電網(wǎng)傳送，最終到住戶(hù)家中，因此住戶(hù)面對(duì)的是零售電價(jià)，零售電價(jià)主要包含發(fā)電成本、輸配電成本以及電力公司利潤(rùn)。隨著太陽(yáng)能發(fā)電成本下降，太陽(yáng)能電力首先打平的是零售電價(jià)，之後才是由輸配電路傳送之前的批發(fā)電價(jià)。

因此安裝於屋主自家屋頂之小型分散式太陽(yáng)能系統(tǒng)可以自發(fā)自用，減少輸配電的線(xiàn)路成本，且不需要被電力公司利潤(rùn)所分食，故對(duì)一般住宅住戶(hù)而言，雖然小型系統(tǒng)平均安裝費(fèi)用較大型電站為高，但只要最終發(fā)電成本低於電網(wǎng)的零售電價(jià)，即產(chǎn)生了安裝太陽(yáng)能系統(tǒng)的誘因。

發(fā)電週期與家庭用電週期高度重合

太陽(yáng)能發(fā)電週期與日照相同，以中午時(shí)段發(fā)出最多電力。太陽(yáng)能發(fā)電與住戶(hù)用電高度重合，重合部分正是尖峰電廠(chǎng)開(kāi)啟、全日最高電價(jià)時(shí)段，因此對(duì)住戶(hù)來(lái)說(shuō)，在最貴的電價(jià)時(shí)段使用自發(fā)的太陽(yáng)能電力，是有極大的經(jīng)濟(jì)誘因。

配合政府的淨(jìng)電量政策，住戶(hù)除了自發(fā)自用之外，多餘的電可以賣(mài)回給電網(wǎng)，不足的部分則從電網(wǎng)補(bǔ)充，增加用電的彈性。雖然每個(gè)家庭可以安裝的容量不多，但隨太陽(yáng)能成本持續(xù)下降，經(jīng)濟(jì)誘因?qū)?huì)持續(xù)擴(kuò)大，這種透過(guò)經(jīng)濟(jì)誘因驅(qū)使眾多住戶(hù)改變行為模式，將成為一股如螞蟻雄兵般，自發(fā)性的太陽(yáng)能安裝動(dòng)能。

導(dǎo)入後 整體電網(wǎng)呈現(xiàn)新供需

屋主安裝小型分散式太陽(yáng)能系統(tǒng)後，消費(fèi)自有之太陽(yáng)電力，將使整體電網(wǎng)尖峰需求減少，導(dǎo)致總體電力需求曲線(xiàn)內(nèi)移，而此時(shí)正是電力公司毛利最高的時(shí)段，電力公司首先面臨流失安裝太陽(yáng)能家戶(hù)營(yíng)收的直接衝擊，此為第一波衝擊。

當(dāng)電力公司首先面臨第一波的衝擊後，隨後遭遇更大的危機(jī)。因?yàn)槎盖偷碾娏┙o曲線(xiàn)，意味著在尖峰時(shí)段電力價(jià)格彈性極高，只要減少小量需求將造成邊際價(jià)格劇烈下降。短期而言，電價(jià)經(jīng)過(guò)電力委員會(huì)審核通過(guò)，因此有一定的價(jià)格僵固性，電力公司仍可以跟其他住戶(hù)收取高額尖峰電價(jià)，但是長(zhǎng)期上，市場(chǎng)均衡價(jià)格將下跌。上述變動(dòng)將使電力公司，造受數(shù)倍於第一波的損失，而且經(jīng)歷第一波的衝擊之後，尖峰電廠(chǎng)產(chǎn)能利用率滑落，造成發(fā)電成本進(jìn)一步抬高恐將加速此惡性循環(huán)，形成第二波衝擊。

帶動(dòng)儲(chǔ)能需求 恐降低對(duì)電力市場(chǎng)依賴(lài)

小型分散式太陽(yáng)能系統(tǒng)發(fā)電規(guī)模超過(guò)住戶(hù)所消耗的電力，可賣(mài)回給電網(wǎng)，或是儲(chǔ)存起來(lái)等離峰時(shí)使用，但把多餘的電賣(mài)回給電網(wǎng)，需要政府政策配合並偕同電力公司開(kāi)放電網(wǎng)。然而由於受上述衝擊影響，故導(dǎo)致各地電力公司多持消極態(tài)度，遊說(shuō)當(dāng)?shù)仉娏芾懋?dāng)局設(shè)置系統(tǒng)收購(gòu)數(shù)量或價(jià)格上限等條件限制，甚至堅(jiān)持安裝太陽(yáng)能的屋主，也需要一起分?jǐn)傠娋W(wǎng)費(fèi)用，用以降低一般家戶(hù)安裝太陽(yáng)能之意願(yuàn)。

電力公司的反制措施，帶給小型分散式太陽(yáng)能發(fā)展阻力，然而家庭用儲(chǔ)能系統(tǒng)興起，提供一個(gè)減少對(duì)電網(wǎng)依賴(lài)及降低電力公司抵制的良好的解決方案。透過(guò)家庭型的儲(chǔ)電設(shè)計(jì)，把多餘的電儲(chǔ)存起來(lái)在離峰時(shí)使用，能達(dá)到有效調(diào)節(jié)及管理家庭能源。因此隨著小型太陽(yáng)能系統(tǒng)安裝增加，將帶動(dòng)小型儲(chǔ)能系統(tǒng)需求，而儲(chǔ)能系統(tǒng)也幫助小型太陽(yáng)能系統(tǒng)，突破電力公司所設(shè)下的障礙，帶動(dòng)新一波的安裝動(dòng)能，兩者呈現(xiàn)互補(bǔ)的發(fā)展模式，將有望擺脫電力公司箝制而形成第三波衝擊。

目前歐美日各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)廠(chǎng)商，紛紛開(kāi)發(fā)家用型太陽(yáng)能結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，以歐洲D(zhuǎn)aimler、美國(guó)SolarCity/Tesla以及日本Panasonic等為主要代表廠(chǎng)商。導(dǎo)入儲(chǔ)能系統(tǒng)可望驅(qū)使家庭能源朝更加分散方向發(fā)展。

結(jié)論

圖三 : 各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)廠(chǎng)商紛紛開(kāi)發(fā)家用型太陽(yáng)能結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)

太陽(yáng)能在尖峰時(shí)段發(fā)電的週期特性，與傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形成互補(bǔ)。與大部分大型太陽(yáng)能電站採(cǎi)用政府的補(bǔ)助機(jī)制不同，小型分散式系統(tǒng)是由屋主自主性的經(jīng)濟(jì)誘因帶動(dòng)，推動(dòng)太陽(yáng)能市場(chǎng)朝向無(wú)補(bǔ)助的自由市場(chǎng)機(jī)制發(fā)展。雖然目前小型系統(tǒng)仍極度仰賴(lài)創(chuàng)新的融資及商業(yè)模式，以及政府法令與當(dāng)?shù)仉娏镜呐浜希请S著市場(chǎng)環(huán)境成熟，這些問(wèn)題也在逐步解決中，小型分散式太陽(yáng)能將帶給電力市場(chǎng)巨大及長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。

尖峰電價(jià)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn) 達(dá)市電同價(jià)地區(qū)將大幅增加

雖每個(gè)國(guó)家平均電價(jià)有差異，但是尖峰電廠(chǎng)成本遠(yuǎn)高於平均電價(jià)，若以太陽(yáng)能發(fā)電成本與當(dāng)?shù)丶夥灏l(fā)電成本比較，達(dá)到市電同價(jià)的國(guó)家，將會(huì)比預(yù)估的還多。如果當(dāng)?shù)貟?cǎi)用分時(shí)電價(jià)機(jī)制，不需等到太陽(yáng)能成本低於平均電價(jià)，只要有助於住戶(hù)減少尖峰用電量，即可推動(dòng)小型分散式太陽(yáng)能系統(tǒng)安裝。

一旦通過(guò)市電同價(jià)門(mén)檻 市場(chǎng)將加速發(fā)展

一旦小型分散式太陽(yáng)能系統(tǒng)在一個(gè)區(qū)域內(nèi)達(dá)到市電同價(jià)，隨著技術(shù)發(fā)展，發(fā)電成本只會(huì)更低，與電網(wǎng)價(jià)格差距會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)，隨著價(jià)差增加，對(duì)於屋主安裝自發(fā)自用太陽(yáng)能系統(tǒng)的誘因?qū)?huì)增加。除此之外，住戶(hù)安裝太陽(yáng)能系統(tǒng)將會(huì)持續(xù)運(yùn)作供電二十年，電力公司沒(méi)有能力重新?tīng)?zhēng)取此客戶(hù)，造成長(zhǎng)久性的營(yíng)收流失。

（本文作者為資策會(huì)MIC產(chǎn)業(yè)分析師）