變身國王 自己決定電要怎麼發

「讓一條公路上的汽車都使用生質能源！」

「讓建築大樓用電的10%靠再生能源，自己的用電自己發！」

如果讓你掌管一座城市，擔任呼風喚雨的國王，可以隨心所欲在滑鼠彈指間蓋一座核電廠或廢除它、豎立起幾座離岸風力發電機、多種植幾十公頃生質燃料要用的田──當然各種選擇都必須付出相應的代價，你的大臣、NGO也會叨叨絮絮的告訴你──這是你專屬的城市，你會怎麼選擇生活方式、分配發電組合？

「2050能源供需模擬器」（2050 MyCalculator）便由此而生！點入介面，便一腳踏進能源界的模擬城市，自己發想策略，設法維持城市的能源供需。英國「能源及氣候變遷部」（Department of Energy & Climate Change）率先在2009研發能源模擬器，以情境分析為基礎，讓大家身歷其境，自己考量要如何行動。類似RPG遊戲，遊戲中有各種狀況、限制、要付出的代價（能源風險、成本、排碳量、電費），玩家可以任意改變各種發電組合與生活方式，能源模擬器會計算並告知，在該情境之下，能源供需是否達成平衡，同時能源安全、碳排與其他項目會發生什麼變化。

工研院綠能所隨即跟進，2013完成台灣版的能源供需模擬器，並改良設計為更平易近人的遊戲。英國「能源及氣候變遷部」首席科學顧問、劍橋大學教授大衛˙馬凱（David MacKay）、工研院綠能所所長胡耀祖分別為英台兩款能源模擬器的主導者，他們在二月的「2050能源供需情境模擬器國際研討會」相聚，聊聊「建城」的過程與心得。

 

 

 

 

 

 

 

 

從桌遊紙卡到風靡各國的模擬城市

這款「能源模擬器」由英國吹向世界各地，比利時、日本、韓國、中國、巴西、印度、印尼、越南、南非……包含台灣在內，目前全世界共有18個國家依自身狀況，建設各自的能源模擬器。

英國是全球第一個將節能減碳目標賦予法律意義的國家，2008年英國制定「能源法」（Energy Act 2008）與「氣候變遷法」（Climate Change Act），明定減碳目標與時程，預定在2020年前達成15%能源來自再生能源、在2050年將二氧化碳排放量減至1990基準的20%，並建立碳預算系統，提供排放交易機制的基礎。

英國「能源及氣候變遷部」首席科學顧問、劍橋大學教授大衛˙馬凱（David MacKay）說，美好的想望得加上可靠的計算，才不會產生不切實際、設計不良的政策。面對盤根錯節的能源議題也是，必須同時考量供需兩端的現實需求與限制，再作判斷。

馬凱演講時提到，其實這款能源模擬器的最初原型只是紙卡遊戲，他的學生艾蜜莉亞˙麥爾維爾（Emilia Melville）重視互動，她設計了一款紙卡，上面標示各種發電資訊，參與者拿著紙卡拼貼發電組合、討論影響與後果。後來這紙卡遊戲放上網路，又覺得單只有圖表資訊太枯燥，繼續一代代改良，並加入能源成本等更多資訊，才變成現在這帥氣模樣。

馬凱說，要模擬各種能源搭配、計算該情境會帶來什麼影響，必須取得龐大資料作為支撐，過程中與政府各部門溝通、取得信任和共識是最困難的，DECC還曾經認為模擬器的地圖顯示了太多資訊，有國安顧慮。不過，模擬器開發完成後，英國已用這項工具蒐集數萬筆資料作為制定能源政策的依據。

影響能源供需的許多因素會不時波動，馬凱說，接下來英國團隊計畫加強視覺化，並將資料庫更新的時程縮短，讓模擬器能更切合地反映能源供需變化。

入境隨俗到台灣

工研院從過去四五十年累積的環境與能源資料提取，並納入台灣自有的130項低碳能源技術、整合為34個情境。他國模擬器大多無遊戲互動版本，比起原本的英國模擬器樣貌，台灣還加入了經濟成長率的連動性、碳排放量估算、限電代價等指標，這些都是變動條件，每三個月至半年要更新一次，胡耀祖開玩笑說：「經濟學家給我的GDP一年變動五六次，我們學工程的人真不習慣。」而在核能取捨的選項，模擬器也列出核一至核三是否延役、核四是否商轉的排列組合。

能源政策與氣候變遷、科技發展、國家環境相互牽動，減碳的必要性帶出了再生能源發展議題，長期而言，再生能源有利減碳，但站在供應端的立場，就必須注意電力充足與穩定性，若有任何時刻供應不足，就必須用傳統燃煤燃氣補充，而這又回到成本與政策討論，大家願意付出多大的代價維持供電條件。

當然，降低成本的渴望也會促使科技研發往前推進，胡耀祖說：「現在看太陽能發電成本就與3年前差了一半！」但另一方面，科技也有其限制，例如台灣研究碳捕捉與封存技術（CCS）已有十年經驗，可抓下電廠煙囪的二氧化碳，甚至獲得素有科技界奧斯卡獎之稱的「R&D 100 Awards」。但胡耀祖認為，20年內還無法利用CCS解決碳排問題，因為「捕捉碳之後沒有地方存！一聽要把二氧化碳打入地底，在當地幾乎沒獲得任何人支持。」工研院轉而找水泥廠合作「碳迴路」，將二氧化碳100%回收、液化重新使用，多的還可以賣給乾冰、碳酸飲料等民生二氧化碳需求。胡耀祖說，IEA提到CCS可貢獻3%至17%的減碳量，前提是有地方存，否則作到如工研院現在的進展後就會停滯了。

模擬器的選擇分成「Level 1」至「Level 4」四種等級，像光譜的兩端，靠向Level 1的一端是放任、不刻意作改變；Level 2是國家的政策現狀；Level 4則是「理論上可行就定下了」，必須極有魄力地改變社會，有時甚至顯得極端。

胡耀祖說，四個等級的每個參數都有所本，都是經過學者討論、共識決而定下的。他舉例，估算地熱的發電量有許多不同的意見，循環量、土地的加熱狀況、溫度維持等各種條件充滿假設與計算，各方計算的數據可達十倍差異，團隊便邀集學者溝通、論辯，取各專家協商之後公認的可接受值；對於口號響亮的「陽光屋頂百萬座」計畫，綠能所團隊花了快一年半的時間才敲定面積計算方式，自己人就「吵半天」，不斷計算、對照各處數據才公布；土地面積是建設規模的侷限，若為了保護白海豚，不在牠們的棲地建置離岸風機，反映成數據便必須將200支風機移往更深水處，這又牽動工程難度、成本與地質考察，加上政府希望帶動台灣發展離岸風機產業，重新計算後，總裝置容量達6.2GM的離岸風機時程便要往後延五年。其他發電方式的參數也比照處理，胡耀祖說，公布的數值不一定可如實執行，但那些數據都是經過縝密精算的潛能。

淬鍊民意　不再雞同鴨講或「西瓜偎大邊」

胡耀祖說：「這款模擬器是為了幫助大眾在事實認定的基礎上作價值判斷。」有了開放平台、有了具公信力的數據資料，便能促進有效溝通，開放的數據也方便大家相互確認各方的論證；馬凱亦抱持類似觀點，他強調，他們並不推行特定解決方案，方案要自己想，模擬器的用意在於提供論證、充分告知各種能源搭配的影響後果。

路徑反映著玩家的選擇，匯聚起來便成民意所趨，可能從中解讀大眾對能源發展的意見。台灣的能源模擬器自2013年上線，工研院會定期向經濟部報告模擬器的成果與意見，目前累積七千多筆有效路徑，胡耀祖說，目前的路徑數還不足以分析出具統計意義的結論，未來會繼續分析這些路徑背後的意義。

胡耀祖說，根據調查，能源局的節能標章已達80%的認知度，「但這花了十年的時間才達成，期間經過兩次計畫補助。」工研院計畫從學校切入，對大學生與高中生開設講座與工作坊推廣能源模擬器，從教育著手，知識會擴散較快。

回到本文首段的兩個問題，馬凱說，如果把生質燃料所需的植物就種在路旁，假設公路為雙線道、車輛時速為60英哩、行駛30英哩便要用掉一加侖燃料、車間距為80公尺，一年一平方公里的田地可產生1200公升的生質燃料，計算之後，公路旁邊的田要綿延8公里寬的面積才足以供應所需；讓建築物自己發電供應10%的方案是大倫敦市政廳（the Greater London Authority）於2005提出，「Strata SE1」落實了這想法，它是倫敦最高的住宅大樓，特殊之處在於頂部嵌入三座9米高的風機，設計者估算那3支19KW的風機能為該建築物提供8%的能源，但馬凱指出，若真如照該設計運作，成本會比使用低碳能源高十倍。

價值選擇須以知識基礎作為支撐，正如馬凱演講時說的：「美好的想望得加上可靠的計算，才不會產生不切實際、設計不良的政策。」而模擬器的存在意義正是提供數據、論證與知識，充分告知每個抉擇在各層面掀起的影響，讓個人有穩固的資訊後盾作最終決定。