第二章 文獻回顧
2.5 能源結構多目標規劃
隨著潔淨能源技術之成熟，將降低該項能源供應之成本，屆時取代 傳統化石能源則成為必然之趨勢，而溫室氣體減量之目標亦可能隨之達 成。然而，管理者在進行決策時，必須由多面向進行考量，因此常希望 政策之推動可同時達成多項目標，使得能源模型預測結果之選擇性與明 確性受到很大的挑戰。
多目標規劃是系統方法 (System Approach) 概念下發展出來的規劃 技術，以線性規劃法為基礎，將單一目標函數擴大至多個目標函數，是 一種明確並可同時考量多個決策目標的數學規劃法，其目的在協助決策 者於有限的資源及目標衝突的限制下，尋求一個最佳的行動方案，其特 性如下 (陳啟進，2006；廖國維，2005)：
1. 多目標規劃強調選擇的彈性與可行方案彼此間之替代性，即由分析 者先規劃出一個或數個解，然後經由決策者進行比較與選擇最佳方 案，可避免單一目標規劃經常出現分析者與決策者角色混淆的問題。
2. 多目標規劃可以同時處理多種不同單位之目標，而無單位換算主觀
性標準之問題產生。
3. 多目標規劃可處理多個目標衝突與矛盾的問題。
4. 多目標規劃可處理優先次序不同的問題，決策者排定其重要性或優 先順序，分析者能根據此次序，求出最滿意的解。
在能源配置之相關研究中，常藉助多目標規劃，考慮多重目標間對 於能源結構之錯綜複雜之關係，並且儘可能的多方衡量，以獲得最滿意 之結果，Mezher et al., (1998) 即利用多目標分配模型，將能量分配過程 分成經濟和環境兩種觀點，經濟目標包括成本，效率，節約能源，並創 造就業機會，而環境目標則考慮環保因素。Koroneos et al., (2004) 說明能 源決策過程是在各式各樣可能的答案之間進行選擇，其困難點在於存在 多種的判斷準則。多目標規劃即適合應用於需要在多種目標之間進行最 終的決策，同時滿足環境、程序和資源等限制的情況。此研究以希臘萊 斯沃斯島為研究對象，以多目標最佳化規劃島上各種再生能源的利用，
並滿足環境、需求、成本和資源的限制之多重標準。Becerra-López and Golding, (2008) 利用多目標最佳化技術，以經濟成本及環境衝擊為主要 參考因數，進行區域性產能系統擴展，規劃天然氣及再生能源轉換之最 佳 容 量 。Rena et al., (2010) 利 用 多 目 標 優 化 模 型 分 析 分 散 式 能 源 (Distributed Energy Resource, DER) 的最佳經營策略，同時結合能源成本 和溫室氣體排放最小化。選定日本某生態校園為案例，所考慮的分散式 技術包含太陽能光電、燃料電池和汽油發電機，提供所需要的電力和熱 能。結果顯示：提高經濟目標的滿意度將導致二氧化碳排放量增加，若 考慮電力回購、碳稅，以及燃料改用沼氣則或多或少會影響 DER 的操
作。Alarcon-Rodriguez et al., (2010) 對於現今的能源和環境問題，DER 已 被視為一種可能的解決方案。最佳整合的DER 分散網絡是不可或缺的，
以確保最佳的資源運用，如減少二氧化碳的排放量，減少網絡的能量損 失，並盡量減少投資和運營成本。然而，此種利害相互矛盾的多目標問 題，需要同時進行優化。因此，多目標規劃方法即適合應用在此，考慮 技術、環境和經濟影響，於不同的觀點下進行妥協。Lixin, (2011) 說明中 國的能源策略由能源系統的供需平衡逐漸轉變為能源、經濟和環境之間 的協調，將涉及到技術，成本，財務，環境等問題。因此，該研究採用 多目標決策模型，以經濟發展和環境為目標，進行中國未來十年的能源 結構最佳化分析。結果顯示，目前以煤炭為主的能源結構，到2020 年將 轉換為煤炭和石油並重，且電力作為一種替代能源類型也將發揮重要的 作用，意味著中國未來的能源發展必須依靠技術創新，提高能源效率，
加快水力和核能發電建設，同時強調新興和再生能源的開發利用。
Unsihuay-Vila et al., (2011) 提出一種新穎的多目標，多區域和多層級為一 體的模型，結合生產、傳輸、投資規劃，並納入能源永續發展的準則。
該模型用來決定最佳的電廠位址和發電和供電時段的選擇之多層級規 劃。所採用的能源永續發展準則包含：(1) 盡量減少發電和供電之經營與 擴張成本；(2) 減少溫室氣體排放；(3) 最大化的多元化發電結構。結果 顯示：碳捕獲技術對於永續發展是有益的，可與能源效率形成互補作用。
然而，以長期來看，能源多元化才是發展的重點，如生質能和風能技術 等潔淨能源，均具備很高的減碳效益。Oliveira et al., (2011) 則基於投入 產出分析的多目標線性規劃模型，發展多部門間，經濟-能源-環境相互作
用的前瞻性評估，以分析經濟結構和能源系統的變化，以及相應的環境 影響，提供決策支援。