發表於 2024 年 1 月
筆者來自美國德州，2021 年 2 月名為 Uri 的北美冬季風暴造成德州許多天然氣發電廠及風力發電設施無法運作，導致德州整個電網崩潰。超過500萬戶居民長達數天無水電可用，200多人因此喪生。
其實德州的電力供應是相當充足的。德州有豐富的天然氣資源，超過一半的電廠是天然氣發電廠，德州的風力及太陽能發電量也是全美最多的州。之所以發生這麼大的災難是因為冬季風暴來臨時錯誤的預防降載措施，導致天然氣廠無法供應發電廠所需的天然氣，才導致整個電網崩潰。
德州的教訓讓全美各州意識到，除了增加潔淨或低碳的能源供給外，整個供電網絡的優化、虛擬電廠 (VPP)、分布式能源 (DER) 等區域型小型網絡的基礎建設也刻不容緩。能源轉型主要分成2個部分。能源供給以及供電網絡的進化。Pitchbook 2023 年第三季潔淨能源投資報告指出，電網基礎設施領域在 2023 年第三季獲得的風險投資佔該季總交易金額的 41.5%。由此可知基礎建設受到投資人的重視。
能源供給
隨著全世界對於減碳的推展陸續展開，包含減少化石燃料的使用、大量建置潔淨的綠色能源、企業及交通運輸工具的全面電氣化，對於電力的需求只會越來越高。此外，全球所有地區惡劣氣候發生的頻率越來越高，這意味著所有的公共事業未來都將面臨巨大壓力，即使在部分發電機組或輸配線路因人為或天災因素故障時，也必須確保能穩定供電。因此必須要有足夠的備載容量及優化的供電網絡，並儘可能使這些新電力來源是綠色的。
電力來源需要根據在地資源建立投資組合，綠色之水力、風力、太陽能、地熱甚至核能發電，其他能夠整合資源的設施，例如 VPP (虛擬電廠)、V2X (電動車電池作為儲能/供電來源)、DER (分散式能源)等都應列為建置標的。這些技術比大多數人意識到的更接近現實，對於電池可能因頻繁充電 -放電週期可能降低電池壽命的擔憂現在已經消失。
儲能設備在能源轉型上的角色也至關重要，目前電網最大的儲存介質是水力發電 (抽蓄水力發電)。除此之外，壓縮空氣儲能、重力儲能等技術也日漸被採用。拜電動車發展之賜，基於電池的儲能設備，未來將在電力調節上扮演重大的角色。德州已開始使用 Tesla 的 Powerwall 進行聚合分散式能源 (ADER，Aggregated Distributed Energy Resource) 試點，加州也有，試點一年後可能就會開放大眾參與。ADER 能讓用戶儲能裝置上的儲電在必要時反饋到電網上，作為電網中任何突發事件的緊急備用。
供電網絡的進化
能源轉型中最大的挑戰可能是支援一切電氣化轉型的基礎設施。新基礎設施建設除了興建及連接新綠能電廠、輸配線路、前述各類型分散式能源外，還包括電網之外的其他要素 — 數據、管理、社區、融資、投資組合建構和整合等等。
很多能源轉型機會都與效率與整合有關，因為目前的電網效率非常低。能源配置是一項重大的課題，舉個例子， 2023 年 4 月加州就有 70 萬 MWH 的可再生能源被浪費掉。如果能使用這些過剩的能源來製造氫氣或合成燃料等，可以增加整體效率。供電網絡的優化需要軟硬體搭配大數據及演算法來讓整個電網能夠以最有效能的方式來調配、管理及供應電力。
市場機會與投資選項
對於市場機會，投入電池新材料研究的人已經太多且需極長時間才能量產，直接從空氣中捕獲碳效率太低，從排放源頭補碳比較可行。我們認為提高電網及建築物或工廠能源效率、智慧電表與先進的感測器、微電網、分散式能源相關科技、氫能源儲存運輸、以及新儲能技術與製造等等的機會更多。任何挑戰都是機會，例如一家以色列新創，以光纎監測大型基礎設施，看上德州的電網優化需求，到德州首府奧斯丁落腳。台灣公司若有相關優勢技術，我們在德州可以協助洽談合作，建立 Demo/Pilot 與募資 (註); 另外，德州許多國際大廠擁有先進的減碳技術 (含新創投資)，台灣公司可以探討適當的合作或投資機會。
能源轉型的大趨勢正在開展，人類花了 140 年的時間建造了歷史上最大的系統 (能源網)，為了因應電力除碳、全面電氣化、以及惡劣氣候帶來的衝擊，我們必需對其進行改造並添加大量新技術。政府、電力公司、系統廠商、設備製造商、新創、研究機構及用戶都參與其中，為能源轉型做出貢獻。
註: 我們在 Austin 可提供共享實體辦公室、虛擬辦公室、短期居住安置等，介紹潛在合作夥伴、投資人，現在並有實體空間作為綠建材、低碳建築與智慧能源技術的展示場域。
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