住宅部门智慧电能管理替代方案分析

住宅部门智慧电能管理替代方案分析2内容大纲壹、前言贰、住宅部门智慧节能系统之影响与替代方案参、替代方案之市场调查分析肆、政策意涵伍、结论3壹、前言当前我省之用电需求负载，主要系由省电公司以核能、汽力燃煤、汽电共生发电，或向民营电厂（燃煤）购电等方式作为基载供应，并以燃气机组、汽力燃油等发电，或向民营电厂（燃气）购电因应尖载时段。此外，尖峰时段尚有每单位发电成本更昂贵之抽蓄发电、柴油机发电、天然气发电、风力、太阳能、水力发电等方式。基于成本考量，省电公司订定尖峰、半尖峰及离峰的「时间电价」以反应不同时段之发电成本，并陆续推动「可停电力」、「季节电价」、「储冷式空调系统离峰用电优惠电价」、「空调冷气周期性暂停用电优惠电价」、「需量反应计划」等电力需量反应(DemandResponse,DR)措施，主要目的在于抑低尖峰时段的电力需求，降低整体供电成本。惟当前先进读表基础建设(AdvancedMeteringInfrastructure,AMI)布建尚未普及，省电公司难以广泛施行需求端管理策略。4壹、前言

图1：省电系统尖峰日负载曲线资料来源：我省电力公司（100）。5壹、前言目前，若干国家已强制规范电力用户必须装设智慧电表以提高电能使用效率。我省则已于2010年6月核定「智能型电表基础建设推动方案」，正式启动低压电力用户先进读表基础建设之布建。未来在AMI的带动下，我省住宅部门将逐步实现智慧电能管理的愿景，进一步将过往电力公司传统之需求端管理内涵，扩大为双向、实时「智慧化」需求端管理范畴。「智能型电表基础建设推动方案」规划如下：考量传统电表折旧，低压电表初期以50％（600万户）为目标。2012年：完成1万户低压AMI（并完成2.3万户高压AMI）。2013～2015年：完成100万户低压AMI。2016年起：扩大装设至500万户。6壹、前言先进读表基础建设主要包含智慧电表、通讯系统、电表资料管理以及相关应用程序等软硬件之建置与开发，是一个可以提供用实时用电量信息的通讯网路设备。主要功能除可用以支援电力公司与用户端间之电力需量反应外，更重要系其能结合「电能信息管理系统(EnergyInformationManagementSystems,EIMS)」，透过计算机自动化管理用户所有电能设备之使用状况。电能信息管理系统主要降低整体用电需求、将尖峰用电移转至离峰用电、增加离峰用电量以及降低尖峰用电量等四项特点。系藉由整合电力量测、监控系统、数据库、网络通讯等科技，提供自动化调度电器负载以达到减少用电，其亦可透过网络搜集电表信息，提供用户查看或调整用电行为。7贰、住宅部门智慧节能系统之影响与替代方案

传统狭义之需求端管理主要系指电力公司藉由电价诱因，鼓励电力用户参与需量反应方案，以减少本身用电负载需求量或移转用电时段，改变能源消费需求型态之做法。智慧电能管理架构下之新一代需求端管理趋势，则可透过AMI的辅助，将一般电力用户皆转为潜在的分散型供电者，形成「Web2.0」之电力系统。电力用户在其AMI涵盖范围之内，可透过自备再生能源发电系统或电池储能设施(BatteryEnergyStorageSystem,BESS)提供电力，以充分利用全国各地之分散型能源资源(DistributedEnergyResource,DER)，形成另一种洁净又便捷的供电方式。相对于中央垂直电力系统规模经济之供电模式而言，DER有其在地(on-site)就近取材之优势。受限于天候因素，目前再生能源发电仍难以长时间稳定供电，所以必须搭配电力储存系统来确保电力供应之可靠。因此，住宅部门之智慧电能管理应再加入再生能源与电池储能系统作为考量，才能形成完整之分散式供电模式。8贰、住宅部门智慧节能系统之影响与替代方案

准此而论，配合AMI布建计划，现阶段住宅用户至少有三种智慧电能管理替代方案选择，以延伸未来需求端管理之发展：(1)初阶方案，仅申装智能型电表；(2)中阶方案，申装智能型电表并搭配电力信息显示荧幕(In-HomeDisplay,IHD)；(3)高阶方案，申装智能型电表并搭配IHD之外，再申装智慧电能控制系统。透过替代方案，消费者将得到赋权(Empowerment)，亦即消费者可「自由选择」自己需要的电能产品或服务，自行决定是否要在居家范围内装设电能信息管理系统或参与替代方案赋权。此外，消费者也可以得到实时的电价信息，自己决定当下是否用电。9贰、住宅部门智慧节能系统之影响与替代方案表1：住宅部门智慧电能管理三种替代方案比较替代方案申装设备说明初阶方案智能型电表根据我省电力公司消费性用电服务契约，电表由我省电力公司置备，亦即用户不必额外支付电表费用。中阶方案智能型电表电力信息显示荧幕用户可透过此显示荧幕了解家中用电信息，未来亦可从网络下载软件至手机中，进行远端监测，但无法对家电进行自动控制、排定用电行程等功能，因此用户需自行手动控制，才能节约用电。高阶方案智能型电表电力信息显示荧幕电能管理系统此方案成本较高，用户除了需支付显示器与电能管理系统费用外，欲控制之家电产品也需更换为智能型家电，或是加装智慧控制器，另外电能管理系统本身亦可能增加耗电量。资料来源：本研究自行整理。

10参、替代方案之市场调查分析

本研究实证分析以理性行为理论(TheoryofReasonedAction,TRA)与科技接受模式(TechnologyAcceptanceModel,TAM)为基础，结合转换成本(SwitchingCosts)的学理做为模型假设，透过「智慧电能管理替代方案申装意愿及其愿付价值」问卷调查，来了解住宅部门申装智慧电能管理替代方案之意愿；并藉此数据检定，寻求影响用户参与意愿之关键因素。「理性行为理论」主要用于分析态度如何有意识地影响个体行为，主要可从行为态度与主观规范来分析行为意向与实际行为。本研究以「主观规范」来探讨影响住宅用户申装智慧电能管理替代方案意愿的因素。「科技接受模型」则广泛应用在预测消费者的接受度和使用情形，主要包含五项构面，分别为：有用性、易用性、态度、意图、及使用。本研究实证分析亦将采用此模型中的「有用性」、「态度」及「申装意图」来探讨。11参、替代方案之市场调查分析

「转换成本」则是消费者从原先的供应商转换到另一供应商时，所面对的一次性成本，Burnhametal.（2003）将转换成本分为三大类：程序转换成本、财务转换成本、及关系转换成本。本研究分别定义各关键因素如下主观规范：就答卷者认为，对其行为有影响的人会影响到其申装智慧电能管理替代方案之意愿。有用性：就答卷者认为，「智慧电能管理替代方案」对其产生之有用性。态度：答卷者对于「智慧电能管理替代方案」所持有的态度。申装意图：本研究在此将「申装意图」结合「转换成本」构面，并将其定义为:就答卷者认为，愿意申装「智慧电能管理替代方案」的意图。转换成本：本研究采用Burnham所提出的转换成本来评估影响住宅申装智慧电能管理替代方案意愿之因素。本研究转换成本涵盖两种替代方案，故转换成本亦分为两项假说来探讨。12参、替代方案之市场调查分析

图2：「影响住宅用户申装智慧电能管理替代方案意愿之关键因素」假说架构资料来源：本研究自行整理。

13参、替代方案之市场调查分析

本研究之问卷调查采用方便样本，调查时间为2012年2月20日至3月20日，共计一个月。填写对象与方式为针对住宅部门用户进行网络问卷调查。总计回收问卷197份，扣除填答不完整之无效问卷计22份，共得有效问卷175份，有效问卷回收率达88.83%。依据实证结果发现：转换成本对于申装意图、主观规范对于态度无显著影响，而有用性对态度、态度对于申装意图则有显著正向影响。亦即转换成本、主观规范并不是影响住宅申装替代方案与否的主要因素，替代方案本身的有用性以及用户对替代方案的态度才会对申装意图产生影响。14参、替代方案之市场调查分析

表2：「影响住宅用户申装智慧电能管理替代方案意愿之关键因素」检定结果假说说明标准化参数估计值假说成立因素负荷量t值假说1a高阶方案的转换成本对转换意图有显著的负向影响0.1271.115否假说1b中阶方案的转换成本对转换意图有显著的负向影响-0.152-1.257否假说2有用性对态度有显著的正向影响0.3143.095**是假说3主观规范对态度有显著的正向影响0.1261.217否假说4态度对转换意图有显著的正向影响0.5854.629***是注：**在p<0.01标准下，t>2.58显著;***在p<0.05标准下，t>3.29显著。资料来源：本研究自行整理。

15参、替代方案之市场调查分析

问卷调查结果亦显示，在所有受访者中，有96.48%的受访者愿意参与免费申装智能型电表的「初阶方案」；「中阶方案」的调查中，虽然有90.14％的受访者愿意花费参与，但仅有6.33%的受访民众之愿付价值在3,000元以上；在「高阶方案」所有受访者中，仅有9.16％之民众愿付价值在6,000元以上。显示目前在住宅用户认知里，能从中阶、高阶替代方案中可获得的效益仍不高。住宅用户拒绝参加替代方案的原因主要在于：替代方案带来的效益不高。虽然电表本身由电力公司置备，但担心电力公司会将费用转嫁于其他地方。智能型电表与智慧系统本身亦为电器用品，怕安装后电费反而增加。不需要藉由智能型电表的帮助，自己平常就有做到随手关灯等节电习惯，不需要浪费一笔费用购买替代方案之设备。16参、替代方案之市场调查分析

图3：住宅用户智慧电能管理中阶、高阶替代方案愿付价值分配比较资料来源：本研究自行整理。

中阶替代方案高阶替代方案智能型电表+电子信息显示荧幕智能型电表+电子信息显示荧幕+电能管理系统17肆、政策意涵一、宜藉由「教育倡导政策」建立正确观念由于目前智慧电能管理系统之相关技术仍处于发展阶段，许多设备标准迄今仍在研商议定中。因此对消费者而言，此系统仍存在若干不确定性。政策推动者宜积极加强解说智慧电能管理系统之多样性功能，并建立「藉由智慧电能管理替代方案节约能源使用不仅是道德行为，更是经济行为」的观念。未来电力产业的发展趋势，系藉由AMI作为核心（蛋黄），往外扩散至分散式供电、智慧电网等范畴（蛋白）。因此，AMI对于往后多项电力政策的发展，可谓扮演着承先启后的关键角色。18肆、政策意涵二、宜搭配「保证电费方案」智能型电表虽然本身属电器用品，但其用电量却微乎其微。目前智能型电表之规格，用电量仅介乎3W到4W之间。换算每月用电量，一个智能型电表约仅需2～3度。然而，为了彻底免除用户对于替代方案之疑虑，鼓励消费者参与，先进国家作法通常系以电费上限保证(BillProtection)之配套方案搭配执行，确保用户仅需支出相对便宜或至少相等之电费，让其在「稳赚不赔」的基准点下，提高参与方案的诱因。以美国加州太平洋天然气与电力公司(PG&E)为例，参与PG&E需量反应方案之用户，PG&E会提供一年期的「电费上限保证」作为用户磨合缓冲期，在相同的用电量下，用户其当期电费支出如高于上期的电费支出，则以原来制度（上期）的电费计价，以确保用户权益。19肆、政策意涵三、宜搭配合宜之「替代方案补贴政策」目前我省AMI布建，智能型电表皆系由省电公司所提供，但中阶以上之替代方案，用户仍须有相关设备费用支出，但以住宅用户平均每月用电量330度之用电规模，每月电费约在1,000元以下，藉由替代方案能节省之电费有限，诱因有限。在住宅部门申装中阶、高阶替代方案的诱因基础上，订定补贴政策符合用户申装方案之需求边际意愿，以提高用户之愿付价值，将可提高用户申装中阶以上替代方案之意愿。补贴政策仍应以「经济效率」作为考量。是故在替代方案补贴对象上，宜先经由成本效益分析(CostBenefitAnalysis,CBA)，找出具有替代方案使用效率的目标市场与边际用户作为补贴标的。20肆、政策意涵四、宜建立「用户群代表(aggregator)制度」(1/2)相对于工业与大型商业用户而言，由于住宅部门用电特性具有「主体小、用户多、组成杂」之特性，各别申装智慧电能管理替代方案所带来之效益通常未达规模经济(EconomiesofScale)。对此，欧美先进国家通常是透过用户群代表，针对目标市场集结众多小用户，聚沙成塔成为一个虚拟的大用户以降低单位成本。用户群代表之类别包括：电力零售商(Retailer)：利用其本业既有的营销专长与连锁店铺之通路，附带零售电力电力辅助服务市场负责供需平衡者(BalancingResponsibleParty)：专职电力系统供需平衡，及时应变电力市场供给不足或过剩的组织。能源服务公司(EnergyServicesCompanyOrganization,ESCO)：提供能源消费者各项节能改善项目、实时监控节能系统，协助参与需量反应方案等。独立型态之用户群代表(IndependentAggregator)：独立于电力公司与电力用户之外，专精于需求端能源管理的「第三方」。21肆、政策意涵四、宜建立「用户群代表(aggregator)制度」(2/2)在符合需量反应电价诱因之供需双向实时撮合下，用户群代表形同掌有一群蚂蚁雄兵所形成的「虚拟的大电力用户」或「虚拟电厂」，能舒缓区域用电供电可靠度危机，并与中央电力公司良性互动与配合。在先进国家开放的自由化电力市场中，用户可自行选择透过类似「采购代理」(俗称「团购」)的用户群代表，此代表可帮助用户找到最佳零售电力供应商(RetailElectricProviders,REPs)，并运用能源资通讯科技(EnergyInformationandCommunicationTechnology,EICT)集合个别用户群的用电行为，协助用户抑低其需求电量，达到整体节能或提高供电可靠度之绩效。换言之，用户群代表为电力市场的商业模式(businessmodel)带动革新，是当前电力需求端管理重要策略。22伍、结论建筑「智慧化」为当前住宅部门的新趋势，透过AMI广泛布建电能信息管理系统，住宅部门可藉由自动化、实时化、与行动化提升家电能源使用效率。同时，亦可延伸传统狭义需求端管理之范畴，扩大至再生能源与储能系统，让每一位电力用户皆可能成为潜在的分散型供电者，形成「Web2.0」之电力系统。本文实证结果显示：替代方案本身的「有用性」以及用户对于替代方案所持有的「态度」，会对申装替代方案之意图产生影响。因此，在推动住宅部门智慧电能管理系统时，提供替代方案之厂商或用