【綠色觀點】還相信市場為王的人不是壞就是傻!美國德州大停電事件分析報告

前德州州長 Rick Perry 曾公開表示:「德州人不怕黑暗,德州人怕的是受到聯邦政府監管。」電網獨立的德州,加上自由市場機制優先的遊戲規則,在這次面對極端氣候時就碰到不是沒電用就是電費驚人飆漲的兩難。完全自由競爭也會降低各家電力公司投入基礎設備來應付機率極低的大型冰風暴狀況。
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原文刊登於綠學院,INSIDE 經授權於編審後刊出。

作者鄭智文,利用資通光電技術,推動綠色科技產業。從無到有逐步聚合國內需量反應資源,共同參與虛擬電廠,提供可靠和彈性地電網資源,對抗氣候變遷,現任綠學院綠色帶路人。

作者盧展南,一輩子以工程師的角色努力培養大電力人才,擔任多國的政府單位、研究單位、公司及電力公司顧問,參與各項重大電力建設諮詢,對電力工程教育不遺餘力。目前任教國立中山大學電機工程學系,同時擔任台灣電力與能源工程協會理事長及綠學院綠色帶路人。

最近有很多新聞評論「美國德州大停電給臺灣的警訊」,最後都跟綠能、核能、天然氣、藻礁公投等扯上關係,這些都是發電端的問題,也都沒錯,但是大停電是一個系統性問題,如果用電力系統的角度,也就是全局思維,我們應該如何正確思考德州大停電?

德州大停電發生在今年 (2021) 大年初二,迄今已經一個月,你可能覺得已經是很久以前的事了,但是因為後遺症仍持續發酵,現在回頭來檢視,反而是個最佳的時間點。

跟哪一間電力公司買電,決定你在德州冰風暴期間的命運,沒電用的傷身,有電用的傷荷包

美國德州產油,也有高比例的再生能源,一直以來以擁有豐沛且多元的發電資源自豪,其電力市場高度自由化,人稱「孤星州」,德州牛仔做任何事情都不想受聯邦政府插手監管,因為它自認為發電資源非常豐沛(註一)。德州的電力市場一直只有電能市場而沒有容量市場(註二),好處是不需負擔很多備轉容量的成本而擁有較低的電價,但壞處就是電廠盡可能追求在最短的時間內利潤極大化,不做長遠的投資規劃。

前德州州長 Rick Perry 曾公開表示:「德州人不怕黑暗,德州人怕的是受到聯邦政府監管。」2011 年德州就發生一次大停電還這麼狂,於是極端氣候大年初二再度來敲門,這次來得更猛、更長,北極氣旋造成德州約三分之一共 30GW 的風、光、核、火發電廠無法順利運轉發電,上演宛如電影《明天過後》的真實悲慘劇情。

如果你是德州的居民,跟州內頗具規模、老字號的電力公司 Brazos 買電,你大概是選擇用固定電費,這意味著售電公司必須承擔批發價格波動的風險,冰風暴肆虐期間,電力市場批發價格飆漲一百多倍,Brazos 公司在災後收到德州電力可靠度委員會 (ERCOT) 高達 21 億美元的一週帳單,電力公司直接雙手一攤,申請破產保護,倒了。

如果你是德州的居民,跟州內以破壞電力零售市場著稱的 Griddy 電力公司買電,你大概是選擇用浮動電費,這意味著你必須承擔批發價格波動的風險,冰風暴肆虐期間,一度電曾經高到大概是你家電費的一百多倍,意思是例如原本你一個月付 1,000 元電費,現在你得付 100,000 元,這可能比你月收入還高!消費者在災後不願意買單,現在州政府和電力公司對簿公堂,鬧得很不愉快。

不管你是買哪間電力公司的電,你的下場都不是太好,沒電用的傷身,有電用的傷荷包,電力公司倒了,你即使再精明,也討不到便宜。

我們之前的文章《破除這 3 個誤解,你對電力交易的認識就超越 99% 的人》說過,電業自由化最主要的目的,是為了增進電業的效率,當然也要兼顧可靠度,但是發生德州大停電之後你發現,電業自由化電費變得那麼貴,電力系統也沒有比較可靠,真的需要電業自由化嗎?

答案是,我們不需要完全的電業自由化,但我們迫切需要一個既有東方社會的信賴機制,又有西方社會的法治精神,一個符合下一個世代的電業管理方式。

德州大停電暴露出完全的電業自由化的三大困局

ERCOT 實際上都有遵循電力可靠度相關規範,但因為過於崇尚自由競爭,德州大停電暴露出完全的電業自由化的三大困局:

  1. 市場失靈。電力市場遇到極端事件容易造成市場失靈,需要事前就有公平、公正、公開的處理原則,而非總是事後兩手一攤,動用國家預算由全民買單。而且極端氣候只會越來越頻繁,難不成每次都有錢買單?
     
  2. 會做出完全符合資本主義遊戲規則卻愚蠢的選擇,例如德州人就做出犧牲可靠性換經濟性的能源選擇。我們剛剛才說其實 2011 年德州就經歷類似的大停電,事後 ECORT 參考聯邦管理委員會 (FERC) 的建議,加強面對各種極端氣候的準備,但因沒有強制性,民主制度又有短視近利的缺陷,很多項目最後未盡完善,於是倒楣的就是平民老百姓。
     
  3. 一個僅仰賴電能市場的價格誘因,來吸引包括私營企業、聯邦公營、市政公司、電力合作社等各種形式的市場參與者投入電力系統基礎建設投資,是有缺陷的。市場參與者在評估時,會以報酬率為首要考量。為了像極端氣候的系統性風險,作額外的投資,或準備更多的備用容量,不划算。

想要享受自由,卻不願意承擔責任

自古世事難兩全,如果只想要降低發電成本取得很便宜的電價,你就應該做好準備,隨時節能或建置混合型微電網來確保供電穩定與安全。如果只想要很多再生能源,因應提高再生能源占比對電力系統的衝擊,就應該購買足夠的電力輔助服務,才能確保供電穩定與安全。如果你不需要供電穩定與安全,那你就可以優先考慮環保和降低發電成本。

供電穩定與安全、環保、降低發電成本這三者必須排出優先順序,市場上誰負責拍板決定三者的優先策略?這就是我們一直以來倡議的獨立的電力市場監管機關,只要一日沒有監管機關,想要享受自由,卻不願意承擔責任,整天高談要供電穩定與安全、環保、降低發電成本三者兼顧的空話,都是在耍流氓。

今年 (2021) 我們即將開始電力交易,也就是輔助服務及備用容量交易試行平台,在這個時間點藉由別人失敗的經驗提醒我們應該如何更加完善遊戲機制及對市場公平性的監管,也是一種確保萬民之福的準備。

(註一)雖說不想受聯邦政府插手監管,美國德州負責電力調度中心和電力交易中心業務的德州電力可靠度委員會 (ERCOT),仍有遵循聯邦管理委員會 (FERC)、北美電力可靠度委員會 (NERC),以及 NERC 在德州實際參與協調和改善電網可靠度的可靠度協調會 (TRE) 的規範

(註二)關於兩種市場的白話文說明請見《電力市場的權力遊戲三:電力交易中心王者降臨》

責任編輯:Mia
核稿編輯:Anny

延伸閱讀:



NEC 以專業的生物辨識驗證技術,為人類生活打造更準確又安全的身份識別方式

NEC 具有多重比對臉部檢測法、攝動空間法、適應領域混合比對等先進技術,讓辨識更準確又快速,不但多次奪下美國國家標準暨技術研究院(NIST)評鑑第一名,在一對多的人臉辨識速度上也是業界之首。
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Photo  Credit:NEC 台灣政府公共解決方案事業群群總經理張裕昌
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你有沒有在機場使用過 e-Gate 快速通關系統呢?這種利用生物特徵的辨識技術既方便又安全,早在幾年前就已經是很多政府機關使用的成熟技術,讓我們跟著生物特徵辨識領導廠商 NEC 一起瞭解這種技術的原理吧。

生物辨識面面觀

身份辨識是電腦資安領域中很重要的一環,過去我們常常使用「知識辨識」方式來辨識使用者身份,但是使用輸入密碼的方式可能會被忘記,或是容易被破解的問題。至於「持有物辨識」是某種 USB 加密鑰匙,雖然可以省下記憶密碼的麻煩,但也有機率會不小心遺失。

生物辨識則是利用身體上獨一無二的特徵進行驗證,具備唯一性且不易盜用的先天優勢。其實這也不是很新的技術,早在數千年前人類就開始使用生物辨識,比如我們出門看到隔壁鄰居的臉,就能認出他是老王,這就是生物辨識的概念;但是要教會電腦辨識生物特徵,可就不是這麼簡單的事了。

生物辨識驗證領域全球領導廠商 NEC 從 1970 年代便開始研發指紋辨識、掌紋辨識和人臉辨識等技術。目前除了上述技術之外,NEC 也已開發出虹膜辨識、語音辨識,以及原創的耳道聲波辨識技術,這些獨特且高度準確的生物辨識驗證技術解決方案在全球各地都有實際應用的經驗。

NEC 將這些生物辨識驗證技術以「Bio-IDiom」品牌運用在各式應用中,並且以有效的組合運用這些技術,從而打造出「任何人都能安全無慮地使用數位內容」的世界。

NEC  在生物辨識驗證技術有 50 多年的經驗與龐大的研發團隊,並且具有多項領先技術。/Photo  Credit:NEC

領先業界的人臉辨識技術

以人臉辨識技術為例,它是透過攝影鏡頭補捉人臉的畫面,並透過電腦分析臉部各個特徵點的資訊,來判斷受檢人員是不是與登錄的資料相符。

人臉辨識技術有許多優點,由於人臉是平常人們用來判斷對方身份的方法當中最自然的一種,所以使用者的心理負擔很小,使用過程中也無需動手操作,而且一般攝影機就可辨識,讓建置更快速且低成本。此外它還具備有效防止弊端的特色,例如辨識的時候系統能夠留儲「臉部影像記錄」,讓管理者可以目視確認是否相符。

NEC 具有多重比對臉部檢測法、攝動空間法、適應領域混合比對等先進技術,讓辨識更準確又快速,也能在人臉被遮蔽或影像不清楚的情況下正確辨識,不但多次奪下美國國家標準暨技術研究院(NIST)評鑑第一名,在大規模一對多的人臉辨識準確度上也是業界之首。

生物辨識有使用方便、不易被盜用的優點,近年的應用越來越廣泛。/Photo Credit:NEC
除了人臉辨識之外,NEC 也有多種不同的生物辨識驗證技術可以交互搭配使用。/Photo  Credit:NEC

奧運史上首次使用人臉辨識入場

NEC 為 2020 東京奧運和東京帕拉林匹克運動會(Tokyo 2020)成功提供人臉辨識系統,為奧運的安全、可靠和高效舉辦做出貢獻。NEC 台灣政府公共解決方案事業群群總經理張裕昌在訪談中表示:「NEC 提供的臉部辨識系統,用於驗證運動員、工作人員、志工和其他比賽相關成員的身份,當他們進入奧運和帕運選手村、國際廣播中心(International Broadcasting Center, IBC)以及主新聞中心(Main Press Center, MPC),系統會自動進行臉部辨識。該系統為 NEC 生物辨識驗證技術『Bio-IDiom』的核心技術,採用準確度世界第一的臉部辨識技術。」

NEC 提供的臉部辨識系統,用於驗證 2020 東京奧運和東京帕拉林匹克運動會運動員、工作人員、志工和其他比賽相關成員的身份。/Photo Credit:NEC

One ID 帶來更便利的生活

機場是有高度安全考量的場所,因此無論在航空公司櫃台報到、海關查驗、登機口查驗,甚至在免稅店購物都需要旅客出示護照以確認身份,不但過程相當耗時,同時也增加了經常拿進拿出而遺失護照的風險。

以 NEC 提出的 One ID 解決方案為例,旅客只需要登錄其臉部影像,就能在機場辦理與進行各種手續,例如報到、托運行李、安檢、登機等,而不需要出示護照與登機證,不僅能加速程序的進行,還能達到全程零接觸,降低染疫風險。

全球最大航空公司聯盟星空聯盟(Star Alliance)、NEC 集團及國際航空電訊集團公司(SITA)達成一項新協議,在不久的將來,星空聯盟成員航空公司的飛行常客計劃之客戶,將能在任何參與此協議的機場與航空公司使用生物識別進行身份驗證。/Photo Credit:NEC
NEC 希望透過更多元的生物辨識技術改善人類的生活,透過只要伸出手指就能確實證明兒童身份的指紋辨識技術,就可以不受出生國家或地區左右,建立確實執行給予所有兒童合法出生證明與出生登記的環境,同時也打造兒童在成長過程中必要的、確保享有身為國民應有的公共醫療、教育機會與社會之保障。/Photo Credit:NEC

張裕昌提及,目前 NEC 的技術已經達到相當高的準確度與可靠性,未來的發展重點不再是改善辨識準確度,而是發展更多元的辨識種類,以及透過系統整合的方式,結合多種不同技術,以因應更多差異化的使用需求。

此外張裕昌總經理也特別提到,以 NEC 獨家的嬰兒指紋辨識技術為例,可以克服嬰兒指紋會隨時間變化的問題,有助於協助戶政系統不完善的國家追蹤嬰兒疫苗接種情況,發揮降低夭折比例的功效,為人類社會做出實質貢獻。