397期2025年07月號
出版日期:2025/07/15

觀念探索 Insights & Trends
電力轉型的夢想與現實
撰文/布魯姆(Andrew Blum) 翻譯/連育德
本刊取得美國麻省理工學院Technology Review期刊圖文授權。
創新科技、再生能源進展、資料中心電力需求成為全美關注焦點之際,內布拉斯加州林肯市讓各界看到,扛起能源轉型重任的,其實是在地電力公司。
3月中旬某天早上,一場春季暴風雪滯留在內布拉斯加州東部上空,移動速度緩慢,猛烈吹襲著首都林肯市(Lincoln),時速高達60哩的強風夾帶雨雪,降雪量最高達8吋。當地電力公司林肯電力系統(Lincoln Electric System)的用戶約有15萬人,中午已有將近一成陷入停電。電線上累積了冰雪重量,彼此拍打,導致電路鎖死。陣陣強風持續不斷,林肯機場甚至一度測到風速高達74哩,導致市區北緣一整排電線桿應聲斷裂,倒在空曠田野上。
安彥伍(Emeka Anyanwu)將斷電分布圖打開在螢幕上,差不多每隔10分鐘就重新整理一次。同時,實地現場派出18組維修小組,一共約75到80名線路工程人員正在全力搶修,設法要縮小螢幕上的橘色圈圈,每一圈就代表數千名斷電用戶。安彥伍在2024年1月出任林肯電力執行長,這是他第二次遇到的大風暴,此刻坐在溫暖乾燥的辦公室裡,心中掛念著員工面臨的處境。安彥伍初入職場時,曾在堪薩斯市電力公司(Kansas City Power & Light,現稱Evergy)工作,負責設計配電系統、監督團隊、參與風災應變等事項。「作為電力從業人員,風災應變已經成了我的DNA。」他說。在這種天氣下,「光是抵抗強風和移動身體,體力已經很難負荷。」他補充道:「作業速度變慢,有些工作根本無法完成,人就像被高速噴砂一樣。」
林肯電力總公司座落在一棟窗明透亮的新大樓裡,大樓以前任執行長威爾斯(Kevin Wailes)命名,內部設有宛如機棚般的寬敞車庫,讓車輛進出無需倒車。搶修人員返回公司休息,換上乾燥衣物,臉頰因為雨雪與寒風而泛紅刺痛,車輛保險桿的結冰滴落在混凝土地板上。控制室一片昏暗,幾名小組長彙整維修人員打來或無線電通報的損害回報。更上級的部門主管則是擠在走廊對面的小會議室裡,大螢幕顯示著他們自己的斷電分布圖。
安彥伍盡量避免干預現場運作。「我會參與風災會議,提出一點想法,但我盡可能不介入太多細節。」他說:「我不會干擾他們工作。我會等到下班時才下樓,因為我不想讓大家覺得我在監督。但坦白說,我認為大家做得非常好,不需要我也沒關係。」
災情當前,安彥伍選擇團隊合作,而非控制。他抱持的心態是,並非只有他一人能解決問題,而是相信團隊掌握了任務內容,也有達成任務的準備。但對他而言,這場春季暴風雪只是小問題。儘管這類風暴有愈來愈頻繁的跡象,但畢竟是可預測的干擾事件,不久之後的考驗恐怕更加嚴峻,對林肯電力還是全體電力業者都是硬戰。
電力產業稱這個未來的挑戰是「三重困境」:如何在供電穩定、價格可負擔與永續發展之間取得平衡,成為近乎無解的難題。隨著風災與火災更加極端與頻繁、網路攻擊與實體設施破壞的風險升高,再加上政策與法規態度高度不明朗,電力公司必須持續維持供電不中斷,同時還要因應通膨成本而壓低電價。此外,電力公司必須與時俱進,因為電網運作模式已經徹底轉變,發電來源逐漸從化石燃料轉型為太陽能與風能等再生能源。
殊不知,三重困境在過去一年反而變成基本門檻,其他如科技進展與經濟考量亦逐漸形成強大壓力,使得未來的干擾幾乎已成定局。在不久的將來,電網除了面臨無法抵擋的變革力量,還要面對難以撼動的既有局限,眾多因素彼此牽動,卻又互相對立。正因如此,安彥伍冷靜理性的因應態度,讓各界能夠借鏡林肯電力,切實檢視電網即將面對的挑戰。
風暴愈演愈烈
對電力公司而言,最迫切的技術面挑戰在於用電需求攀升,這點有一部分與人工智慧進展有關。回顧電力產業歷史,人口成長每次帶來用電量成長的同時,能源效率也不斷提升(主要是LED照明與家電技術進步的貢獻),因此節能量默默抵銷了用電量增幅。這個平衡如今不復存在。除了新建資料中心與工廠之外,車輛、廚房與居家暖氣的電氣化亦提高用電需求,打破長期平衡模式。自2000年以來,用電負載量年增率原本始終低於1%,如今預計超過3%。2022年,電網原先預估未來5年將新增裝置容量達23吉瓦(GW),如今預計再增加128吉瓦。
至於政治面的考驗,相信全世界都不陌生,那就是川普不惜天下大亂的行政風格。拜登政府時期推出多項重大法案,帶動數十個產業紛紛採用再生能源。拜大規模稅務優惠之賜,潔淨科技製造與再生能源開發得以欣欣向榮;政府政策鼓勵風能與太陽能在聯邦土地興建設施;次世代能源技術如儲能、核能與地熱等,亦能取得資金活水。如今川普政府路線急轉彎,又以氣候相關政策最為明顯。政府一方面減緩、甚至中止離岸與在岸風電設施的核可,一方面又發布行政命令,鼓勵發展煤炭與其他化石燃料(但此舉勢必引起法律訴訟)。川普政府宣布美國進入「能源緊急狀態」,可能嚴重打亂電網錯綜複雜的監管架構,顛覆電力公司的遊戲規則。光是川普的煽動性言論,就足以讓部分社區壯膽,加強反對新建風電與太陽能計畫,導致開發商面臨更高的成本與變數,甚至造成計畫不具開發效益。
儘管如此,能源轉型的動能依舊強勁,甚至已沛然莫之能禦。根據美國能源資訊協會(Energy Information Administration)在2月發表的2025年預測,公用規模的發電容量將增加63吉瓦,其中有93%來自太陽能、風電或儲能。以德州為例,併網互聯等待名單(電廠興建計畫的領先指標)約有92%為太陽能、風電與儲能系統。電力產業未來如何發展,既顯而易見,卻又難以預測,目前局勢混亂交織了許多大型力量,還有一場政治風暴來攪局,形同在三重困境裡再添兩難局面。
現實縮影
難關當前,執行長該怎麼辦?安彥伍接下林肯電力的職位,一部分原因就在於他能正面克服技術挑戰,又能化解政治難題。他的專業背景在輸配電,正是電網的關鍵環節。他曾任職於堪薩斯市政府,加入林肯電力前在西雅圖電力公司(Seattle City Light)主導創新工作,負責解決電氣化、能源市場、資源規劃、網路安全與電網現代化等問題。
新創企業的執行長往往胸懷願景又善於推銷,反觀安彥伍的個人魅力很不一樣,散發出責任感與盡忠職守的氣息,亦即公用事業所重視的素養。身為「第三文化小孩」(third culture kid),他出生於美國愛荷華州阿美斯市(Ames),父母來自奈及利亞,當時赴美進修農業與幼兒教育。他後來隨著父母搬回奈及利亞,童年大多在這裡度過,長大後才返美就讀愛荷華州立大學(Iowa State University)。他今年45歲,身高6呎2吋,育有3名子女,都未滿10歲。無論是出席林肯電力的董事會公開會議、接受播客訪談,甚至拿到產業獎項,安彥伍始終強調,功勞與肯定應該由整個團隊分享。他不吝給予讚賞與肯定,從中凝聚共識。暴風雪過後,他特別感謝林肯市民「一如既往願意共體時艱」。
三重困境對任何一家電力公司都不輕鬆,林肯電力固然不是例外,但也有特別之處。它的規模夠大,足以發揮影響力,但規模又算小,便於管理。以太平洋煤電公司(PG&E)來做比較,其用戶數約是林肯電力的37倍。林肯電力持有3座大型燃煤電廠的部分股權(其中最新一座在2007年啟用),另與風力發電業者簽約,取得302百萬瓦(MW)的供電容量。林肯電力的供電區域內,甚至還有一家龐大的資料中心即將進駐;Google預計年底前在這裡成立全新園區,佔地約580英畝,緊鄰80號州際公路,離市區只有10分鐘車程。從技術面來看,林肯電力正代表了電力業者面臨的挑戰與機會。
同樣值得關注的是,林肯電力並不是營利事業。美國有三分之二的電量來自民營電力公司,公營非營利機構(如林肯電力)或民營非營利合作社則占其餘三分之一。不過,內布拉斯加州是美國唯一百分之百實施「公營電力」的州,州內電力公司皆由地方社區擁有與管理,並由當地董事會治理,完全聚焦在符合客戶的需求與期許。「林肯電力是公營電力公司,以服務公共利益為明確使命。」在當地一家科技公司擔任高階主管、同時是林肯電力無給職董事長的薩巴爾卡(Lucas Sabalka)說:「林肯電力對外非常強調公共利益,並積極爭取民意回饋,力求讓大眾覺得參與其中。」善盡公民責任是它的最高原則。
「我們和大眾沒有利益抵觸的問題。」安彥伍說:「我們不會為了獲利就拚命收購電力設備資產。這不是我們的營運方向,也不是我們存在的理由。」他補充說:「我們身為電力公司的責任在於盡職管理,在社區扮演兢兢業業的守門人。」
政治難題
2020年,林肯電力召開多場公開會議,部分場次甚至吸引超過200人參與。民眾紛紛呼籲董事會通過一項值得關注的決議,要求林肯電力的發電陣容在2040年前達成淨零碳排。林肯電力並非例外,內布拉斯加州另兩家大型電力公司也訂下類似的非強制減碳目標,包括奧馬哈公營電力公司(Omaha Public Power District)與內布拉斯加公營電力公司(Nebraska Public Power District)。
這些目標承襲了已經啟動多年的能源轉型。過去10年,風力發電已經翻轉內布拉斯加州的能源產業,2023年占該州淨發電量的三成。對石油資源明顯不及鄰近幾州的內布拉斯加來說,風電趨勢對經濟是利多發展。
但同時,高聳矗立的風機也淪為爭議焦點,除了外觀讓人詬病,也有人不滿風機取代大片農地──諷刺的是,這些農地原為玉米田,用於生產乙醇燃料。自川普第二次當選以來,爭議愈演愈烈,全州各地的太陽能與風電計畫都遭到在地社區強烈反對。
蘭開斯特郡(Lancaster County)委員會原已一致通過林肯市郊的太陽能電廠案,裝機容量預計達304百萬瓦,將是該州最大的太陽能電廠之一,但後續卻遭到當地反對民眾上訴。該案開發商為總公司位於佛州的能源大廠新紀元能源(NextEra Energy Resources),在今年3月曾經登上新聞版面,因為公司執行長公開讚揚川普政府的能源政策,同時又強調太陽能與儲能仍是擴大能源供給的最快途徑。
畢竟,內布拉斯加州是共和黨的大本營;根據耶魯大學氣候變遷溝通計畫(Yale Program on Climate Change Communication)調查,僅約66%的成年民眾認為全球暖化正在發生。川普總統在全州拿下近六成選票,但在蘭開斯特郡僅有47%的支持率,成為共和黨票倉中的一小點搖擺區。
「這個問題沒有簡單的答案。」安彥伍照常慎重地說:「電力產業有很多人想要贏得意識形態的爭辯,覺得事情非黑即白。但我認為,如果大家願意誠實面對問題,應該都很清楚,凡事都不可能只存在兩種答案。」
技術新關卡
真正存在的,是一連串難題。對林肯電力而言,其中最棘手的問題在2024年4月浮出檯面,亦即如何增加發電容量,又不會提高成本或碳排。和美國絕大多數電力公司一樣,林肯電力必須仰賴獨立的「區域輸電組織」(RTO),由後者平衡電力供需,確保電網供電穩定,同時經營電力交易市場等。這個體系的運作原則在於:所有電力公司共同分擔電網的用電量與發電量時,全體都能受惠,既能達到供電穩定,又有經濟效率。「不妨把市場想成是大家各自準備一道菜聚餐。」安彥伍說:「每個人都應該帶來足夠自己吃的食物,但不代表就要吃自己帶的那份。」也就是說,每家電力公司都必須依照自己的尖峰用電需求,貢獻足夠的發電容量,但所有電力都會共享,供整體系統使用。而電網規模愈大,就愈能吸收小幅波動或突發故障。
但如今,聚餐的人愈來愈餓,烤箱卻不見得正常運作。過去,發電廠的唯一變數只是「開或關」,判斷發電容量相對簡單。一座164百萬瓦的天然氣或燃煤電廠,通常可穩定提供相同的發電量。風電與太陽能雖然沒有燃料成本或碳排,卻打破了這個模式。業界所謂的「資源充足性」(resource adequacy),牽涉到錯綜複雜的平均值與預估值,均是根據電力公司的旺季用電負載高峰計算。遇到破紀錄的用電高峰時,所有電廠必須同時上線供電。但風力與太陽能無法說開就開,夏季尖峰日可能剛好陰天或無風,冬季尖峰日又一定是太陽提早下山的時候。燃煤與天然氣電廠也不是沒有供電穩定的挑戰。這類電廠經常因為維修而停機。到了冬天,輸送天然氣的地下管線還可能結凍,難以同時應付家庭暖氣與大型電廠的龐大需求。
在發電資源組成快速變化的背景下,負責美國大部分地區(包括內布拉斯加州在內)的區域輸電組織「西南電力聯盟」(Southwest Power Pool)決定審慎為上,因此在2024年8月修正「容量認證」標準,亦即各類型電廠在尖峰期預計能穩定貢獻多少電量。所有電力來源依可靠性曲線評分。倘若天然氣發電廠經常故障,認證容量就比較低;如果擁有大量風電,則在冬季(風勢較強)尖峰期的認證容量會高於夏季;太陽能發電廠在夏季的認證容量比冬季高,因為夏天日照長又充足。
依照西南電力聯盟設計的新公式,林肯電力必須貢獻更多電力到電網,這就好比有人自行認定一磅漢堡肉能餵飽的人比一磅豆腐還多。新制明顯偏袒化石燃料發電,懲罰風電與太陽能,因此遭到潔淨電力與環保倡議團體嗤之以鼻。(制度調整是產業遊說、意識形態根深蒂固,或是技術理解不足的結果,尚不得而知。) 然而,「資源充足性」這件事本身難以反駁,沒有人敢小看供電不穩定的問題。
以電力產業的三重困境來看,這形同是手持「可靠性」的棍子,打著「可負擔性」的馬匹,而「永續性」只能在一旁等待出場。政治因素頓時不再是重點,維持穩定供電(包括因應人工智慧資料中心的用電需求)成了新的目標。
尋找出路
接下來怎麼辦?林肯電力可以遊說抗議西南電力聯盟的規則,但還是必須遵守。在地社區可以有自己的期許,但供電不能中斷。艱難的抉擇時刻即將來臨。對於2040年達成淨零的決議,安彥伍說:「我們不會為了追逐這個目標就隨便投資,也不會做出不明智的財務決定。我們不會為了淨零就犧牲供電穩定。但在這些現實條件之下,社區還是能夠做出選擇,表達對淨零的重視。」為了配合營運策略規劃,林肯電力已經啟動多項問卷調查與社區座談。問卷的問題之一,是請受訪者依重要性為「供電穩定」、「價格可負擔」與「永續發展」排序。
問卷讓大家看到,電力公司扮演了管理者的角色,不只經營基礎設施,也守護著在地社區的利益。在各界聚焦於創新技術、再生能源發展、資料中心電力需求之際,實際承擔能源轉型重擔的,正是地方電力公司。這樣的角色常常遭到忽視,原因可能是業者的每季股價表現備受檢視、可能是受到森林大火風險的拖累,也可能是已經成為某區域的產業龍頭,握有龐大的政治影響力,但林肯電力的例子點出了未來的潛力與考驗。
「在地社區總是要有一點夢想吧?」安彥伍說,但他也坦言:「而我們這些技術專家必須當潑冷水的人,提醒大家夢想雖然很美,但我們實際能做到的是這樣,等於是要大家不要期望過高。」
「但你也不希望民眾完全沒有夢想,沒有任何期盼或願景。」他補充道。對安彥伍而言,這就是他想扮演的角色:「我願意帶著公司懷抱一點夢想,有抱負、有雄心、有勇氣。但骨子裡,我還是必須以電力公司的營運為使命。」
布魯姆著有《網路到底在哪裡》(Tubes)與《天氣機器》(The Weather Machine;暫譯),現正撰寫有關能源轉型基礎建設的著作。
Copyright©2025, Technology Review. All Rights Reserved.
下載全文PDF