电业过去是“数十年如一日”的稳定产业，如今在供给与消费端，电业都正进行急速的演变，全球各国许多官方或民间调研机构察觉此一大变化趋势，纷纷发表相关研究报告，麻省理工学院（MIT）也跟上潮流，2016 年底发表《未来电业》（Utility of the Future）报告，期望能成为国家与产业的能源政策指引。
《未来电业》报告出自麻省理工学院能源研究计划（MIT Energy Initiative，MITEI），期望能成为能源领域关键议题的平衡客观与分析导向报告，作做为政府决策者、能源管理部门、电力公司、民间既有企业与新创公司、能源企业投资者的决策指引，让世人能更了解目前引领全球电力系统发展的重要因素。研究报告由 23 个能源领域组织共襄盛举，基础资料搜集长达 2 年，并建立量化模型与分析。麻省理工学院能源研究计划表示，这份报告并非要预测未来，而是要促进未来的发展。
报告开宗明义阐述，更多分散式技术的发展，包括弹性供给、分散式发电、能源储存，以及先进的电力电子与控制装置，对电力的供需提供新的选项，在许多案例中，这些新发展，来自于电力系统逐渐数字化发展，使得电力系统相关的资讯与通讯技术越来越廉价且普及。因此，《未来电业》报告打算检视未来 10 至 15 年电力供需在全球不同区域与不同管理机制下将如何发展，主要专研欧美部分。
《未来电业》报告指出，欧美与其他低区的电力系统，正受到几项关键趋势影响：电力系统逐渐去中心化、分散式能源包括近来的能源储存成长、用电户日益主动对电力价格产生反应、资通讯技术进步使用电更智慧化且在任何不同规模都能更有效率、具变动性的可再生能源如风能与太阳能的成长、受全球减碳努力影响而必须进行电力来源减碳、电力系统日益与通讯和交通等其他基础建设系统结合，提升了电力在现代社会中的重要性。
以上关键趋势，都指向报告所专注的中心主题：今日主要以集中式电网、由上而下结构组成的电力服务，在未来将改变为如何提供？
▲《未来电业》报告（Source：MITEI）
《未来电业》认为将是分散式能源的崛起。虽然当前大多数电力系统中分散式能源都还只占极少部分，但成长的速度相当快速，许多分散式能源装置不见得是太阳能电池，或是电池储能这样专为供电存在的装置，还包括原本是其他用途，而能结合到电力应用的装置，包括电动车、冷藏设施（可用于储冷储能）、大楼建筑的储热或储冷设施等。
可再生能源如太阳能，可集中式应用，也可做为分散式能源，但分散式能源的发展与太阳能有密切相关，在德国，98% 太阳能电池发电系统，总发电容量达 40 吉瓦（gigawatt），都连接中、低压输配电网，85% 德国太阳能发电容量来自小于 1 百万瓦（megawatt）容量的分散式系统。
在美国，2015 年，分散式太阳能占所有新增发电容量的 11%，虽然美国全国的太阳能渗透率仍低，但加州与夏威夷发展快速，在加州有十分之一家户拥有屋顶太阳能，夏威夷则五分之一家户拥有屋顶太阳能；除了分散式太阳能以外，热电共生与燃料电池占了美国 2015 年发电容量 8%，并且持续成长中；美国 75% 备援电力设备是柴油发电机与小型燃气发电，也都是分散式能源；而陆上风力发电也有许多是连接到中、低压输配电网。
能源储存方面，2015年美国抽蓄水力发电以外的能源储存技术成长超过 240%，其中不论锂电池或液流电池等储能设备，经常是分散式设置，大多贴近用户，且平均容量为 2.8 百万瓦，美东 PJM 输配区域中有 80% 需求反应资源来自于空调系统、热水器，以及电池储能系统。
分散式能源的发展，与智慧电网的资通讯科技发展，可说相辅相成，例如相关技术进步支持了需求反应的发展，美东 PJM 输配区域为其中的领先者，在 2015 年，PJM 区域的弹性需求反应提供商总共赚进约 8.25 亿美元营收，而 PJM 已经核准 2019 至 2020 年将有 11 吉瓦的需求反应资源加入。而纽约独立电网（NYISO）则有超过 1 吉瓦需求反应资源。
电网数字化发展也体现在智慧电表的普及上，美国目前已有 5,900 万个智慧电表，相当于 4 成电表总数，欧盟则预计 2020 年时达到智慧电表安装率 72%。这些数字化基础建设普及，成为无数新创事业诞生的温床，提供各种监控用电到控制整合服务，也同时让主动式电网管理技术从过去的理论有机会落实，电力公司因而规划利用需求反应与分散式能源资源，来免除昂贵的电网基础设施升级工程。
《未来电业》也体认到可再生能源的快速发展，将使得未来电力供应可再生能源比例提升，2015 年全球可再生能源发出 2,130 亿度电，差不多相当于 2015 年的电力需求增量，2015 年全球投资 2,860 亿美元，安装约 134 吉瓦发电容量水力发电以外的可再生能源，相当于全球新增发电容量的 54%，全世界各大电力市场，包括欧美、中国、印度、巴西、墨西哥都正计划在近几十年内大幅增加可再生能源。
电价计费方式不该全电网统一定价
可再生能源的快速成长，与全球减碳的努力息息相关，自从 2015 年 12 月的巴黎峰会之后，全球各国积极减少温室气体排放量，许多国家都订下积极的减碳目标。预期电力领域使用的化石燃料量，在 2025 年即将达到高点反转，此后逐年下降，这个时间点距离现在已经不到 10 年。
电力系统正与其他基础建设与关键领域连结越来越密切，最显著的领域是天然气，美国过去 25 年来天然气占电力来源从 4% 提升到 33%，并于 2016 年正式超过燃煤发电，除此之外，许多分散式能源也采用天然气，包括热电共生、天然气燃料电池，据美国能源部统计，《财富》杂志评选百大企业中，有 25% 使用燃料电池来提供洁净、高效能与可靠的电力来源，供电资料中心、电信基地台、企业大楼、通路店面，以及堆高机等设施。电力系统对天然气的依赖，使得电力与天然气基础设施的关联性提高。
相对的，天然气基础设施包括压缩站、阀门、调控中心等关键环节都需要电力启动，某些使用天然气的分散式能源系统也需要以电力启动才能开始运转。电力与天然气的彼此双向需求，导致 2011 年时美国因为异常寒冷气候，引发恶性循环，天然气设施过冷故障，导致缺电恶化，丧失电力又使得天然气设施无法启动。
过去公路交通一向独立于电力系统以外，不过随着电动车的发展，如今也产生密切关连，电动车充电的需求可能为电网造成相当大负荷，但若管理得当，电动车有潜力成为分散式能源供应、调控装置，为电网的稳定做出贡献。2015 年全球电动车年成长达 80%，预期到 2030 年时可望达到新车销售量的 20%，2040 年时则可望达到 35%。而电动车发展最快的国家挪威，2015 年时电动车已经达到新车注册数的 25%。以美国而言，2030 年时，电动车销售量将达所有轻型车的 25%，总计将有 1,600 万辆电动车，总电池储存容量将达 10 亿度。
智慧电网相关资通讯技术的蓬勃发展与平价化，则让分散式能源资源更能整合至电网发挥各种应用，不过，《未来电业》报告认为，现有的电网电价计算方式，无法配合分散式能源普及的趋势，随着相关资通讯技术能呈现更多电网资讯，电价计价方式，应该不再是全电网统一定价，而是更细分为不同区域、不同时段，确实反映电力的边际成本，如此可促进分散式能源服务商依价格资讯随时调整，而提升整体电网的效率，解除输配拥塞问题，免除昂贵的基础输配设施升级，也可避免动用昂贵的尖载资源。
另一方面，许多国家的电价结构设计是为了政府税收，或是为了弥补许多公共政策例如绿能政策的开支，《未来电业》报告认为，这些政策性因素干扰电价公式，将会妨碍价格自动调控市场的功能，必须多加注意。电业市场价格机制若能设计得当，不仅能释放分散式能源资源的潜力，让电网更有效率，从中也会促进许多新创事业诞生，产生无数新的服务，将人类的电力产业带往下一个阶段。
- Utility of the Future
（首图来源：Flickr/Roy Luck CC BY 2.0）
延伸阅读：
- 31% 美国电业高层：分散式能源最有发展机会
- 英国新创事业应用区块链技术协助电表瓦斯表转换
- 打不赢就买掉，欧洲大电力公司积极投资新创对手
- 川普扬言复苏燃煤产业的同时，加拿大打算在 2030 年前全面脱煤
