低耗電技術降低整體用電量…咁有影？

作者: Bill Schweber, EE Times/EDN/Planet Analog資深技術編輯

儘管技術演進使得各種從小型到大型的電子設備更省電，但這是否能抵銷整體電子設備數量的增加？

美國《華爾街日報》(The Wall Street Journal)最近有一篇文章引起我的注意，題為「感謝LED燈泡──美國人再也不是吃電怪獸了！」(Americans Are No Longer Gluttons for Electricity—Thank the LED Bulb) ；文中指出，根據美國能源部(the US Department of Energy)的統計數字，自2010年以來，美國民眾平均每戶用電量逐年下滑，如下圖。

但是等一下…該文還提到了一個無法忽視的警訊：「去年，因為炎夏與寒冬，每戶平均用電量飆升到10.97 megawatt-hours (mWh)，但整體趨勢仍然是下降。」(與說法不符的資料點幾乎都是因為天氣！)

所以從2010年到2017年這一段長時間呈現用電量下滑趨勢，但2018年出現反常？又或許是情況其實是反過來的，分析師只看到他們想看到的數字？顯然很清楚的事實是：從白熾燈泡到LED燈的轉換，對家戶用電量產生了一定的影響。不過照明僅佔據家戶用電量的10~20%，如果因為改用LED而節省其中80%的耗電，其實算來只有個位數百分點的整體能源節省幅度－－這當然還是有意義，只是並非全貌。

當然，還存在一些此消彼漲的消費趨勢，會使得用電量提高的同時也降低。上述文章指出，在1950年代，空調才剛剛出現在美國家庭中，而當時只有9%的美國家庭擁有電視機；如今有87%的美國家庭擁有空調系統，而幾乎家家都有電視機，其中還有39%擁有三台以上。另一方面，這些家電越來越省電－－1950年代的14吋映像管電視機(耗電量約500W)與現代尺寸更大的平面電視(耗電量與200W)，在耗電量上就有很大差距。

不過我們確實擁有更多數量的這些家電，儘管單看它們每一台提供的功能，其耗電表現是相當低的，你得把它們全部加總。

我還想知道的是那些數字的準確度(accuracy)－－不是精確度(precision)－－有多高。首先，身為一個工程師，我總是會發現「平均值」是一種方便、但是運用風險很高的數字，因為它的基本特性就是抹除了許多重要的頂層顆粒度(granularity)；此外雖然我假設資料分析師們固定會使用許多校正因數(就像許多其他大規模統計數字那樣，例如國內生產總值-GDP)，這些校正因數通常是基於歷史趨勢，很可能不再有效。

而統計數字中的能源量是否涵蓋了不在電網中的能源量？也就是部分家庭的自有發電量(利用太陽能發電或是風力發電)；這部分比例非常小，但或許是重要的數據。我們真的知道那些自己發電又將多餘電量回售給電網的家戶實際上用了多少電嗎？

至少可以用兩種方法來檢視上述文章提供資料的可靠度。或許最後是因為隱藏了許多較小的誤差，結果還是接近正確(但我們怎麼會知道正不正確)，又或者他們主要偏向某一種誤差，因此產生的結果也是偏斜的；而且無論你能不能接受，這些數字用來預測以及政策制定，無論哪一方都有所謂的「專家學者」－－有人認為「這是好消息、我們取得了進步；」也會有人說「這不夠好，我們還需要做得更好。」

更讓我憂心的是，我們會傾向於用這些數字推算未來5年甚至10年的情況，但我們都知道這種預測是容易出錯的，特別是當起始基數接近那些小誤差，就可能導致那種預測數字出現更大的誤差。

我還煩惱，所謂的「專家」或是不用功的媒體會做出「根據這種速率，在未來幾年將會發生這樣那樣的事情…」之類的分析，也就是認為某個趨勢速度會在整個預測期間內持續存在，沒考慮到現實世界的非線性(nonlinearities)、飽和度(saturations)與極限(limits)。

就算讀者們並非美國當地居民，你認為像上面的統計趨勢預測是可信的嗎？儘管技術演進使得各種從小型到大型的電子設備更省電，但這是否能抵銷整體電子設備數量的增加？還有當電動車更普及，是否也會對家戶用電量帶來影響？歡迎與我們分享你的高見！

編譯：Judith Cheng

(參考原文： US power usage is declining, or is it?，by Bill Schweber)