什麼是分散式能源？
上一篇，Andy 提及 Tesla 將為洛杉磯建置的大容量電池系統，是屬於分散式能源系統的一環，所謂「分散式能源系統」是什麼？又能為國家帶來什麼樣的幫助呢？
首先，我們得先了解傳統「集中式能源網路」是怎麼一回事。
什麼是集中式能源網路？
台灣大部分電網使用的電力，是透過數眾多的火力、核能及再生能源電廠發電輸入電網，再透過輸電、變電、配電等等損耗一路傳遞到家家戶戶的電燈、電腦及手機電池裡，讓你能夠閱讀這篇文章。
圖：歷年發電量佔比（來自台電官網）
這樣由數十公里外的大型電廠發電，經由巨大複雜的電網傳輸到變電中心，最後傳到家家戶戶的發電方式，就是集中式發電的基本藍圖。
由於集中式電廠發電量都是動輒 “百萬至千萬千瓦”， 因此發電效率相對小型分散式發電來說效率更佳。得益於規模經濟及安全控管較為容易，同樣電力產能下投資成本相對低，能夠快速回收發電成本，因此「集中式發電系統」在過去數百年間叱吒風雲，席捲全世界。
但集中式發電也有不少的缺點
首先是選廠位置：
受到環境評估及都市規劃等影響，電廠不易建置在『用電大戶』附近，因此傳輸距離上升，去年台灣輸電損耗將近 6 %，是歷年來最佳表現，目前三座核電廠佔總發電容量的 12.5%，因此這相當於至少一座核電廠的全年發電，都花在全台灣電力傳輸的系統電力耗損上。
圖：去年台灣輸電損耗將近 6 %，是歷年來最佳表現。（資料整理自台電官網）
尖峰用電需求上升反而效率降低：
集中式電網因應用電尖峰提升的方式是建造更多、更大的發電廠，為了夏日短短幾小時的尖峰用電，其餘時間這些電廠卻只能擺著積灰塵。從台電公布的數據做成下表（節錄自），可以清楚看出台灣一直以來電廠的使用率都在 60% 左右，這意味著接近 40% 的台灣電廠是為了尖峰用電而存在。
圖：台灣一直以來電廠的使用率都在 60% 左右，這意味著接近 40% 的台灣電廠是為了尖峰用電而存在。（資料來源：台電官網）
穩定性不足：
集中式發電以大規模輸配網路分送時，一旦區域輸配線路受損，發電廠再怎麼「穩定」發電，你家也是沒電可用。這在都市問題通常能在數日內解決，但郊區或深山就完全是一樁悲劇。
在美國，一場天災，讓許多美國人明白什麼叫真正的「穩定」。
當珊迪颱風侵襲美東，輸電網路遭到強風破壞，800萬戶停電，電力直到2個禮拜以後才逐漸恢復，當時，在紐約曼哈頓中城區的一片黑暗之中，紐約大學成了一片「亮島」，各建築不但有燈光，還有暖氣與熱水。
紐約大學當初為了節能減碳，決定自建一個分散式能源的微型電網，買了一座天然氣汽電共生系統，同時提供電力與熱，熱能在冬天可直接供應暖房使用，在夏天則可驅動吸熱式空調裝置來吹冷氣。建立的時候，只是為了搏一個環保的美名，沒想到在風災中發揮奇效。
不過，同屬於紐約大學，紐約大學郎格尼醫學中心(NYU Langone Medical Center)可就丟了大臉，因為仰賴集中式電網的電力，只準備了備用發電機，結果當風災掃掉集中式電力來源時，開啟備用發電機，之後卻發生故障，不得不狼狽的將所有病人全面轉院，引起許多抨擊。
節錄自藍戈丰「能源思考題 “什麼叫做穩定？”」
過去 100 年間，人類文明的發展幾乎完全仰賴「集中式發電系統」提供充足廉價的能源，可以說是人類文明發展的重大功臣。
「集中式能源系統」目前固然值得信賴；然而，這樣的發電方式是否能夠安全穩定的供應下一個世紀人類的用電需求？而這是否是最好、最有效率的發電方式呢？
在現代這個大數據大放異彩、效率優先的年代，傳統的發電方式是否夠負責任？是不是有更好的方式，讓大眾能夠在風雨交加的日子裡，穩定用電、減少浪費呢？
有。
分散式能源系統
「分散式能源」，顧名思義，相對於「集中式能源」，是將發電或儲存電力的地方分散於各個社區或家家戶戶，體積小、反應快、能夠發電或儲能的技術或系統，透過減少與供電區距離，大幅降低長程電力傳輸損耗。簡而言之，就是透過用電區的在地資源產出能源，並供應當地。
這種能源系統設計的好處在於當電網因故斷電時（風災、地震），用戶仍有一套自給自足的系統可以使用，前面講的紐約大學就是最好的例子。除了相對穩定外，若是產出的電直接使用，則僅有電力轉換的損耗而已（更狠一點把家電全數換成直流電，就有一套極度高效率的供電系統了！），幾乎沒有浪費！
如果將高低峰用電的差距 — 40% 的建廠、維護經費投資，用在投資分散式能源系統，也許能夠大幅降低用電尖峰、拉平用電曲線，降低國家對集中式能源的依賴性。
這就是眾多國家對分散式能源興致勃勃的原因：降低電網系統供不應求以及天災的風險、同時減少對電網線路的投資成本（因為投資成本在用戶身上）。政府省錢又省力，何樂不為？
另外，集中式能源網路的主要成本在於輸電和分銷，我們以加州最大電力公司 PG&E 為例，在 2011 年每度電的發電成本只占約 22%，然而輸電和分銷的成本占到 78%。無可否認的是發電成本因爲頁岩氣革命出現大幅下降，但昂貴、長期看漲的輸電費用將會持續提高電價。
雖然「分散式能源系統」這個概念的初衷並非要取代「集中式能源」；然而，它註定會取代「集中式能源」。
舉個桑迪颱風肆虐美國的例子：
2012 年 10 月，桑迪颱風肆虐美國，紐澤西州沿岸受損嚴重，一年後房屋都已重建完成，獨缺電話線。原來 AT&T 和 Verizon 有志一同的決定施行「剪線計劃」，將不再新接電話銅線，並預計在 2020 年以前，終結所有電話銅線。
為什麼他們要這樣做呢？
原來因為電話銅線使用量的減少，造成惡性循環：當使用者越來越少，電話通訊以及其相關基礎設施維護的成本，分散到每個用戶就越來越高，然而電話費一上漲，取消傳統電話銅線的用戶就越多，到最後，許多大型基礎設施這顯得毫無用處，所以最後只有面臨消失一途。
除了傳統線路服務商開始轉型外，許多未開發及開發中國家，是跳過有線電話，直接進入手機時代。原因就在於有線基礎設施的建立過於昂貴，不如直接發展無線通訊設備，成本較低、風險也較低。
電信業如此，同樣仰賴電線傳輸的能源產業又何嘗不是呢？
當越來越多人使用「分散式能源系統」，脫離了電網，屬於資本密集的「集中式能源系統」就會開始崩潰：基礎建設沒有減少，用戶卻越來越少，剩下用戶的分攤金額就越大。受到價格上揚的壓力，剩下的用戶就會盡量減少使用電網的電力，盡可能在自家安裝「分散式能源系統」。
在這樣 “良性循環” 下，電網最後勢必走向「剪線」一途。
或許你會說，這樣的日子還很遙遠。
擁有 10 億人口的印度，有大約 44% 的人口沒有連接到電網。有公司利用米糠發酵，產生生質天然氣用以燃氣發電，他們建立了超過 80 個分散式電網，提供電力給超過 200,000 人使用。這些居民可能從沒見過高壓電纜，他們只知道社區就有自己的發電設備，不論天災如何肆虐，造成發電廠停機或電網被摧毀，幾乎都不會影響他們用電。
目光轉到美國，僅僅 Solarcity 的所有用戶屋頂，單日發電量即超過 800 萬度電 — 足以將售出超過 107,000 部的 Tesla 充飽一次電。在美國，這樣龐大數量的用戶已經加入「分散式能源系統」的行列，同時「集中式能源系統」開始崩盤。
這樣的轉變何嘗不是現在進行式呢？
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我們來談談 Tesla 在分散式能源的實際作為。