107年度「住宅部門能源效率探討及住商部門抑低尖峰措施研析計畫」 

摘要:

一、年度計畫目的 

我國住商部門電力消費量約占整體部門電力消費量比率約40%，且依民國104年7月2日電力系統數據，系統尖峰負載有超過5成來自低壓用戶，故推動節能和讓小用戶參與抑低尖峰負載為一重要方向。其次，為瞭解住宅部門特徵及政策工具對住宅部門能源效率與能源耗用量之影響，擬藉由計畫執行成果，瞭解家庭特徵條件對住宅部門能源效率及能源需求量之影響，以及電價調整對於不同所得級距家庭之節能成效。再者，隨著再生能源發電占比逐年提高，需要透過儲能設施作為緩衝，惟儲能系統僅作為備援用途時較不易推動，若能藉由電力的流動創造出離尖峰的經濟效益，使儲能電池進一步創造經濟價值，則相對更具誘因。另一方面，我國正致力於推動電動車輛發展，而在電動車輛滲透率提高下可能增加整體電力需求量，兼且參照先進國家抑低尖峰用電經驗，將電動車整合於電力系統中進行充、放電的控制，有助於因應電網平衡。是故，本研究將透過各項議題分析，完成住宅部門能源效率探討及住商部門抑低尖峰措施，並提出政策建議。 

二、年度計畫目標 

1. 依我國家計部門家庭特徵條件，衡量其對能源效率、能源使用量之影響。 

2. 分析家庭設備普及程度與能源耗用之影響。 

3. 評估我國家計部門節約能源潛力。 

4. 分析我國不同家戶用電級距之能源效率及電價調整影響，提出政策建議。 

5. 分析政策工具（如電價調整）對不同家戶所得級距之電力需求、用電效率及物價影響。 

6. 分析我國電動車推動政策與目標對住宅及服務業部門用電量之影響。 

7. 彙整先進國家抑低尖峰相關措施作法、實施成本及效益（至少需包含儲能電池、燃料電池）。 

8. 評估我國住商部門採取抑抵尖峰措施（如儲能電池、燃料電池）之成本與效益，提出推動策略建議。 

9. 召開一場專家諮詢會。 

10. 產出論文2篇，投稿於國內或國外之期刊、研討會論文集中。 

11. 針對本計畫所使用的方法及資料處理過程，在計畫執行期間對委辦單位進行教育訓練（至少4小時）。 12. 配合委辦單位臨時性議題之需求及交辦事項。 三、年度計畫內容架構 三、年度計畫內容架構 四、計畫成果摘要 本計畫已完成1.依我國家計部門家庭特徵條件，衡量其對能源效率、能源使用量之影響；2.分析家庭設備普及程度與能源耗用之影響；3.評估我國家計部門節約能源潛力；4.分析我國不同家戶用電級距之能源效率及電價調整影響，提出政策建議；5.分析政策工具（如電價調整）對不同家戶所得級距之電力需求、用電效率及物價影響；6. 分析我國電動車推動政策與目標對住宅及服務業部門用電量之影響；7.彙整先進國家抑低尖峰相關措施作法、實施成本及效益；8. 評估我國住商部門採取抑低尖峰措施之成本與效益，提出推動策略建議。根據本計畫評估結果，可得下列主要結論。 1. 依我國家計部門家庭特徵條件，衡量其對能源效率、能源使用量之影響 蒐集1986-2016年家庭收支調查之各項變數年平均值，並以隨機邊界法方法評估電力使用效率與家庭特徵條件之關係，結果顯示，時間變數與電力使用效率呈現正相關，能源使用效率隨時間增加，惟冷氣數量增加將降低能 源使用效率。 2. 分析家庭設備普及程度與能源耗用之影響 參考林素琴與林志勳（2017）、家用電器普及報告以及各年份家庭收支調查資料，彙整重要家庭設備之普及率、每百戶持有量與年耗電量，並依據不同家庭設備之特性加以分類。考量家庭收支調查中家庭設備之完備性，歸類冷暖氣機、電冰箱、彩色電視機、家用電腦、洗衣機為主要家庭設備，與能源耗用量應有高度相關，本研究運用斯皮爾曼等級相關係數(Spearmans rank correlation coefficient)進行驗證，結果顯示冷暖空調、洗衣機和電腦之普及率增加，對電力需求具顯著影響；此外，家戶對冷暖空調、彩色電視機、洗衣機和電腦之持有量增加，亦是驅動能源需求增加之主因。 3. 評估我國家計部門節約能源潛力 本研究參考Grösche（2009）設定電力需求量為投入項；戶內人口、冷氣、電視機、電腦、除濕機、飲水機、洗衣機、住宅面積為產出項；以家庭收支調查資料為數據基礎，計算2016年之電力使用效率。其次，若家戶間差異過大或存在極端值將對估計結果產生影響，因此本研究將資料樣本點家戶依據台電表燈用戶用電級距和主計總處5等分位進行分群，再刪除各群中的極端值，並分別計算能源使用效率，結果顯示目前家戶之能源效率與效率前緣相比，家計部門之電力相對節約率為25%。 4. 分析我國不同家戶用電級距之能源效率及電價調整影響，提出政策建議 2018年4月份依循電價計價公式反映燃料成本變化，進而調漲國內電價3%，依據估計當電價上漲3%時對不同家戶用電級距可產生能源消費減量效果，6類家戶級距之能源消費量將減少0.260%至0.287%之間，用電級距越高用戶之減幅越大，表示價格上揚有助於抑低能源消費量。 5. 分析政策工具（如電價調整）對不同家戶所得級距之電力需求、用電效率及物價影響 本研究運用1990-2016年之家庭收支調查資料，同時參考主計總處對家戶所得之5等分位組分類方式，將每個家庭依其所得收入由小到大排序，進而分為低所得家庭、中低所得家庭、中所得家庭、中高所得家庭及高所得家庭等5個群體。 同樣估計平均電價漲幅約為3%時，對不同家戶所得級距之能源消費量變動影響，根據計算，不同家戶所得級距之能源消費量約將下降0.267%-0.272%，其中以最高所得級距之能源消費減量幅度最小。 

6. 分析我國電動車推動政策與目標對住宅及服務業部門用電量之影響 本研究估算國內未來電動車用電情況，設定兩種情境，情境一：國內現有汽、柴油車輛全面轉換為電動車輛，且駕駛行為不變，每年平均行駛里程不變。情境二：根據我國各年度電動車政策目標換算未來電動車可能增加數量，推算未來逐年用電需求。 

計算結果顯示，在情境一中，現有車輛全數更換為電動自小客車、電動機車之用電需求約為139.94億度，約占2017年住商部門總用電量14.59%。情境二估算結果，電動自小客車車輛數將從2017年1,236輛成長至2035年282.9萬輛，電動機車車輛數則將從2017年11.4萬輛成長至2035年393.5萬輛。用電需求部分，將自2017年約0.13億度成長至2035年約51.1億度，約占2017年住商部門總用電量5.38%。 

7. 彙整先進國家抑低尖峰相關措施作法、實施成本及效益 本研究綜合分析比較國外儲能電池、燃料電池於抑低尖峰之運用案例，並彙整實施成本效益分析。針對國外案例之成本效益分析比較結果發現，由於技術成本差異，燃料電池安裝總成本較儲能電池高。 

儲能電池系統仍須仰賴其他發電裝置提供之電能，其所能抑低尖峰用電量之效果有限，成本回收期亦因而普遍較長，約為15年至20年，而燃料電池發電機由於可自產電能，在技術成熟之假設前提下，成本回收期預計可降為3年至9年。國外一般住宅及商店採用之抑低尖峰措施仍以儲能電池系統搭配太陽能板為主，燃料電池實際投入住商部門抑低尖峰用電之相關應用較少見。 

8. 評估我國住商部門採取抑低尖峰措施之成本與效益，提出推動策略建議。 

我國住宅部門運用儲能電池抑低尖峰成本效益，由於成本回收期過長，並不具裝設誘因，本研究建議需待技術成本降低，並適時搭配政策補助方有機會導入，此外，根據國外文獻可知，將儲能系統與再生能源發電搭配，有機會縮短成本回收期。 

我國服務業部門運用儲能電池抑低尖峰成本效益，若尖峰每小時用電需量大於10瓩時，由於具備可節約契約容量、透過尖離峰時間電價價差節省電費支出，並可做為緊急備用電力可降低缺電營業損失等效益，在成本回收期低於使用年限下，對商家而言應具裝設誘因。 

儲能系統做為抑低尖峰措施之成本回收概念建立在採用尖離峰時間電價價差之假設前提之上，需待國內住商部門智慧電表裝設普及，方有助於提升國內家戶、商家進入節電市場之機會。