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在台灣，去年風光水瞬間占比最高紀錄為20.34%，今年兒童節連假期間則創下28.23%的紀錄。保持這樣的趨勢，應該能在2030年前後出現負殘餘負載。這代表10年左右，台灣也將迎來這個新的時代。

如同我之前的文章《過去、現在、與未來：能源轉型中的三種調度思維》所言，當電力系統中綠能佔比日益提高之後，過渡階段的調度思維將圍繞在殘餘負載上；然而再生能源發展到了一定階段後，慣常性的負殘餘負載將會讓供給端的邊際發電成本頻繁降至零，此時便需要新的調度思維（需求追隨綠能發電量）。

在我之前另外一篇文章《再生能源太多會成為零利潤的「垃圾電」？論綠能與彈性資源的共生關係》中，有提到這種調度思維背後的基礎原理－因為有儲能系統和彈性需求，綠能的發電不會完全變成零邊際價值的「垃圾電」。在那篇文章中，我以系統成本的角度分析負殘餘負載狀態下再生能源的邊際價值，今天讓我們以電力市場的角度來仔細說明這個概念。

假設有一儲能系統欲藉由削峰填谷，在批售電力市場中賺取利潤，同時假設市場價格為已知。如果儲能系統的最大發電功率為\( P_{dc} \)、最大充電功率為\( P_{ch} \)，充電效率為\( \eta_{ch} \)、放電效率為\( \eta_{dc} \)，則其做為供給端的邊際成本\( mc(q_{dc}) \)將滿足

其中\( T_1(p_0) \)代表批售電價小於\(p_0\)的總時數。

另一方面，其做為需求端的邊際效益\( mb(q_{ch}) \)則需滿足

其中\( T_2(p_0) \)代表批售電價大於\(p_0\)的總時數。

最後，儲能系統放電量\( q_{dc} \)和充電量\( q_{ch} \)可能還會有能量守恆限制\( q_{dc} = \eta_{ch} \eta_{dc} q_{ch} \)（確保儲能系統最後回歸初始狀態）¹。由此便可以推出儲能系統作為供給（放電）的最低競標價格\( p_S^* \)，與做為需求（充電）的最高競標價格\( p_D^* \)（見下圖）。

本圖中，虛線為遞增或者遞減的電價歷線，黃色實線為儲能放電的邊際成本（遞增電價歷線除上轉換效率），黃色實線為儲能充電的邊際效益（遞減電價歷線乘上轉換效率）。

同樣的分析也適用彈性需求。假設在接下來T個時段中一彈性需求用戶只需要用電k個時段，則在批售電價已知的前提下，該用戶會競標接下來T個時段中第k低的電價\(p_k\)。如此一來，只有電價低於\(p_k\)時，彈性需求才會在電力市場上得標。而對於完全彈性的需求而言，其競標價格就純粹是單位用電的邊際效益；以綠氫電解廠為例，這可能是扣除其他變動成本後，販售氫能的利潤。

不過，巨觀而言如果批售電力市場上有很多儲能系統或彈性需求時，這樣對供給和需求兩端的競價順位曲線會有何影響？

我們可以先想像一個極端的情境做為基準：市場上需求端維持現狀，完全由非彈性需求組成，而供給端則完全由再生能源組成。因此，每當再生能源發電量大於需求時，批售電價將等於零；反過來說，當再生能源發電量小於需求時，批售電價會上漲至市場最高價格。

一個儲能系統或彈性需求在這樣的市場中，會起到弭平市場價格的作用。以儲能系統為例，由於有能量轉換效率要考慮，其做為需求時的競標價格必定低於市場最高價格；而完全彈性需求的用戶僅會根據用電產生的邊際效益（而非市場條件）競價。如此一來在需求端競價順位曲線右側便會有更大的緩衝空間，讓價格不至於劇烈變化。

本圖中，如果沒有儲能或彈性需求，批售電價將在零元和市場最高價格兩個極端之間來回變動。儲能或彈性需求的加入，會彌平市場成交價格。

講到這裡，也許你會發現一個明顯的問題：對個別市場參與者來說，必須先知道批售電價才能給出競標價格；另一方面，批售電力市場的成交價格，卻也是所有市場參與者的競標價格所決定的。「到底是雞生蛋，還是蛋生雞？」是準平衡態經濟學的一大罩門；一般均衡模型基本上不會處理這個問題。但我們可以這麼說：在能源轉型過程中，新興的能源業者會透過實戰演練，慢慢學會準確地預估市場動態並且據而制定決策。這種演化經濟學的視角，是更適合論述能源轉型的方式。