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綠色生活向前行

綠色生活向前行

張玉圓

科技

工業技術與資訊、達志影像

2022-12-21 16:47

淨零是攸關人類生存的一役,不止能源、產業要轉型,生活與社會也要轉型。

國際能源總署指出,2050年前行為改變的減碳量可占總減碳的16%,聯合國氣候變遷委員會表示,需求端的減碳可減少40%到70%溫室氣體,從源頭減少使用,讓永續走入生活,你我同行、達標淨零!

綠色生活 你我同行

從消費行為帶動綠色生活轉型

 

工研院年度論壇「眺望2023產業發展趨勢研討會」,開幕首日以「淨零永續 x 產業趨勢」為主軸,邀請多位臺灣淨零永續的倡議者共同參與,包括循環台灣基金會董事長黃育徵、九典聯合建築師事務所主持建築師郭英釗等多位產業代表,分享在各自領域的推動策略。

 

工研院年度研究專刊IEK Topics,今年以《樂淨零:綠色生活 你我同行》為題,首度調查國人減碳行為,盼能引導產業與民眾共同實踐低碳轉型,早日達成淨零目標。

 

輕推理論 鼓勵綠色生活轉型

 

工研院院長劉文雄表示,淨零排放趨勢下,產業面臨前所未見的考驗,卻也提供一個非常大的新興科技及產業發展的機會。工研院2021年回應產業需求,成立「淨零永續策略辦公室」,作為產官學研溝通橋樑,並提出跨領域整合技術解方;今年更擴大與產業溝通面向,提出淨零排放跨域創新和實際的減碳技術,提供企業一站式購足的解方。他也特別提及推動民間的淨零永續行為,可運用輕推理論(Nudge Theory),未來朝適度誘因或鼓勵、提醒等方式,藉由社會相互影響,並提出容易落實的方法,更有效地落實淨零永續行為。

 

經濟部技術處處長邱求慧表示,因應2050年全球淨零排放目標,經濟部在2021年10月提出「低碳—零碳」與「能源—產業」2×2淨零轉型架構,短期優先推動成熟的綠能及減碳技術,讓能源和產業轉向低碳,長期則投入氫能、循環經濟、與碳捕捉利用封存(CCUS)等前瞻技術的研發。技術處自明(2023)年起4年將投入超過百億科研經費進行淨零排放技術研發,讓產業在轉型升級過程中獲得減碳、增產、高附加價值等多重效益,與產業一起努力掌握未來的市場機會。

 

淨零的進步 發生在舒適圈之外

 

黃育徵首先強調,淨零的「進步」只會發生在舒適圈外,不會發生在舒適圈內。他也重新詮釋了本次活動的主題。他指出,「樂淨零」指的是「樂觀其成的世代責任」(Generational Responsibility),而「綠色生活」則與循環經濟中的「淨零生活」息息相關。他建議大家要不時提醒自己,在設計、想像和推動「2050淨零生活」的過程中,要以終為始,要歸零思考,要把5個關鍵的「生」,包括生活的方式、生計的需求、生產的模式、生態的平衡,以及生命的價值串連起來,融入「淨零生活」,缺一不可!

 

黃育徵進一步指出,「你我同行」非常關鍵,因為這4個字展現出推動循環經濟的兩個關鍵價值和信念:第一,沒有任何單一的國家、產業和企業可以達到淨零,正符合「加速循環合作,才能共解氣候危機」的意旨;第二, 在邁向循環經濟的這條道路上,不要遺漏、遺忘任何人。一個進步的國家與社會,會不時的回頭,關心沒有跟上的人,也會適時的拉他們一把。「你我同行,才能有所成就;你我同行」,才能確保進步!」

 

九典聯合建築師事務所主持建築師郭英釗則分享,打造全臺第一座循環住宅「台糖沙崙智慧綠能循環聚落」的經驗,解析如何從循環經濟的角度推動建築的永續創新模式,他建議臺灣產業可與國際品牌和供應鏈進行對話,促進資源循環的生產和消費。

 

減碳認同度高 宣傳或鼓勵帶動生活轉型

 

IEK Topics年度專刊《樂淨零:綠色生活 你我同行》,探討消費者真實需求與行為,以利減排作法快速普及。工研院資深副總暨協理蘇孟宗指出,今年工研院首次應用行為經濟學的概念,針對18〜64歲國人淨零永續的生活行為進行調查。結果發現國人「淨零永續行為」的形成比率普遍偏低,尤其是18〜24歲的年輕人,但在未來兩年內願意落實淨零永續行為的可能性是高的,但在落實上則可能遭遇了不同的困境,必須透過商業機制的設計與協助,來排除可能的障礙。

 

透過本次研究,工研院歸納出需求端減碳的三大結論:一是政府協助與創造需求,從法規及民眾接受度著手,建構市場環境,加速永續商品的滲透率;二是企業配合政策,推出引導民眾行為的永續商品,促成行為改變;三是掌握容易執行性(Easy)、具備吸引力(Attractive)、社交性(Social)與即時性(Timely)的EAST原則,讓商品和技術更符合民眾需求,才能正本清源、抑制碳排不斷增長,早日達成2050淨零排放的目標。

 

 

布局綠電節能技術的好時機

 

「淨零排放」是全球共識,至今已有近140個國家宣示淨零排放目標與時程,涵蓋全球91%的GDP與83%的碳排量。根據能源研調機構彭博新能源財經(BNEF)統計,到2050年,全球淨零永續新投資最高可達197兆美元,即便是保留石化、火力發電,輔以碳捕捉技術,投資額也近100兆美元,永續商機的龐大可見一斑。

 

風、光、儲能 引領全球綠電成長

 

在低碳再生能源產業方面,工研院產業科技國際策略發展所資深研究經理王孟傑指出,全球再生能源穩定成長並普及,以風、光、儲能三者引領綠電向前,2022年全球太陽光電、風力發電及儲能等的市場規模將達到3,896億美元,年增19.6%。在臺灣,由於政策的積極鼓勵,太陽光電與離岸風電的產值也快速成長,今年可望突破新臺幣2,000億元大關,達2,023億元,年增2.2%。

 

氫能發展愈來愈受各國重視,紛紛依據自身條件,導入氫能作為穩定電網的來源之一。

 

「再生能源電力極大化,是淨零永續的起始動力;儲能及氫氣可補再生能源的不足,減緩用電的需求壓力。」王孟傑分析,從成本面來看,再生能源中以太陽光電及陸域風電最為成熟,發電及設置成本均較10年前明顯改善;離岸風電則仍有改進空間;水力、地熱及海洋能,受限地理條件,規模成長有限;氫能與生質能則有料源的限制。

 

王孟傑指出,2022年太陽光電前三大安裝國為中國大陸、美國、印度,其因各自有政策的支持,例如美國近期推出的「降低通膨法案」便可望帶動明年太陽光電成長;印度也已設定2022年100GW的裝置量目標。在風力發電方面,中美兩國仍是全球最大市場,然中國大陸在中央補助結束後,市場明顯下滑。

 

為了搭配再生能源的間歇特性,儲能也連帶快速普及,全球安裝量於2022年顯著提升。第一名的美國,因電網儲能模式已成熟,近兩年儲能需求快速爆發;中國以政策鼓勵發電自用,建置力道不亞於美國;德國因應天然氣飆漲,近期免除再生能源附加費的徵收,將促使用戶端積極建置表後儲能。

 

 

氫能為明日之星 德澳日積極開發

 

氫能的發展也愈來愈受各國重視,紛紛依據自身條件,導入氫能作為穩定電網的來源之一。如德國利用離岸風電製氫,在北海風場發展大型的國家級氫能計畫;澳洲擁有大量褐煤可製造藍氫,幅員廣大的未開發土地上也可建置再生能源並以低成本生產綠氫,未來可輸出至日本、韓國、新加坡等亞洲國家,取代澳洲目前極大宗的化石燃料出口。日本三菱重工於高砂市打造氫氣園區,從開發、驗證、產氫、儲存到氫氣渦輪發電,可望形成一條龍的氫能體系。

 

王孟傑指出,近期的戰爭與通膨,對綠能產業帶來全新契機,在大國擁有豐沛資源、小國具備技術能量之下,彼此互補、掌握多元減碳技術的整合運用,將是臺灣發展低碳再生能源產業的強項與優勢。

 

聰明用能有效減碳 仰賴電氣化智慧化

 

要做到淨零與能源轉型,能源供需樣貌將大幅改變。工研院產業科技國際策略發展所能源組組長謝志強指出,分散式的再生能源與智慧化電網,是從供給端減碳,但需求端的節能與用能電氣化,在淨零轉型中同樣重要。

 

「智慧化,有助用電端的效率提升,還能改變能源使用行為,減少碳足跡;所取得相關大數據,更可作為決策及營運改善的依據。」謝志強分析,歐盟歐盟智慧就緒指標、建築智慧化與淨零建築政策已奠基未來電力供需彈性基礎,預期將帶動智慧照明、聯網空調與能源管理系統市場穩定成長。

 

藉由數位化與智慧化,政府、企業、電力公司、民眾等利害關係者,都能獲得充分資訊來提升決策品質、改變用電行為,從日常中減碳。舉例來說,工廠產線的數位化,可收集耗能數據,作為未來制定減碳策略的參考;數位化還能在設備出現異常時即時示警,優化資產管理。建築的數位化及智慧化,可分析居住者的能源使用習慣,將空調、照明等耗能設備自動調整為最佳運轉模式。電力公司則可從用電端數位化所得到的數據,了解需求面狀態,作為電力調度的依據,並鼓勵用戶參與需量反應,平衡電網供需。從更宏觀的政策面來看,用電數位化產生的短中長期用電趨勢,也足以作為政府打造能源政策的最佳參考。

 

為了搭配再生能源的間歇特性,儲能連帶快速普及,全球安裝量於2022年顯著提升。

 

據調查,2050年全球淨零永續新投資最高可達197兆美元,輔以碳捕捉技術,投資額也近100兆美元,可見其商機龐大。

 

產業領導廠商積極推動製程電氣化 

 

布局零碳技術先機

 

電氣化應用指的是原本仰賴化石燃料的製程或用能設備,改用電力取代,例如建築的供暖供熱導入熱泵,工廠的傳統鍋爐改用電磁或電弧加熱。電氣化具有能減少溫室氣體排放、加熱精準可提高製程品質、減少人力操作更易實現自動化生產等優點。

 

電氣化雖然有優點,但也仍有需要克服的挑戰,尤其是在工業場域,第一個主因是產業設備的生命週期較長,廠商汰換意願低;第二,則是因部分電氣化技術仍待驗證,例如鋼鐵及水泥業的超高溫加工製程,還須發展更成熟的技術來支援。

 

產業領導廠商為能在零碳趨勢下維持領先地位,積極走向製程電氣化,謝志強舉石化產業為例,投入電氣化裂解爐取代傳統的蒸氣裂解爐,如荷蘭殼牌(Royal Dutch Shell)與美國陶氏化學(Dow Chemical Company)合作開發乙烯熱裂解的電氣化技術,擬興建一座MW等級的示範廠,預計2027年完工。德國巴斯夫(BASF)也與合作夥伴攜手打造以再生電力驅動的石油腦裂解製程。

 

電動車充電樁 全球安裝量快速成長

 

電動車是交通電氣化重要的一環,充電樁的建置,則是電動車普及的關鍵。工研院產科國際所分析師黃雅琪表示,目前宣示2035年實現100%零排放車的國家,已達全球乘用車市場的25%,因此各國都在加緊充電樁的建置,估計全球公共充電樁2022年新增安裝量達61.1萬槍,年增31.8%,成長動能強勁。各大車廠爭相推出快充車款,也帶動公共快充設備朝向大功率發展。

 

私人充電樁的新增幅度更是可觀,遠超越公共充電樁,2022年安裝量達469.4萬槍,較2021年成長1倍。以地區來看,歐美住宅多以獨棟建築為主,設置私人充電樁相對容易;中國的電動車多集中於大城市,居住環境以集合住宅為主,在家中設置充電樁相對不易。

 

V1G智慧充電 平衡用戶端負載

 

隨著電動汽車和充電站快速普及,且功率輸出更高,電網可能超載,投入龐大資金讓電網升級,避免影響供電穩定是解決之方法之一。不過,還有一個較具經濟效益的選項:發展智慧充電。

 

黃雅琪指出,「智慧充電從最簡單的V1G到最複雜的V2X,對於用戶端的負載平衡、供電端的統合管理,都有不同程度的效益。」V1G(Managed Charge)可單向從電網取電至電動車、遠端控制充電時間與速度;V2X(Vehicle-to-Everything)則可從電動車回送電力至建築與電網,也就是讓電動車化身分散式電源,成為電網大架構下的供電來源之一。

 

近年在各國政策推動下,V1G已成為充電樁的標準配備;隨著通訊標準ISO 15118-20 V2X功能就緒,以及更多V2X的車款推出,V2X距離商業化更進一步,但若要全面普及,仍有市場及法規面的諸多問題待解決,預期5年內難有爆發性成長。

 

逾7成國內車主 願回送電力至住宅

 

國內的充電樁需求也在逐年增加,為找出適合臺灣的充電服務模式,工研院調查223位電動車車主的充電行為,發現:62.8%車主居住在集合式住宅,僅44.4%安裝家用充電樁;車主偏好的充電時間為夜間10點到早上9點,可能成為未來充電尖峰;61.3%車主不能接受充電樁被充電營運商或電力公司控制,主要顧慮包含臨時無電可用、成本增加、隱私外洩;76.8%願意接受將電動車電力回送至住宅作為備援,但擔心影響電池壽命與保固。

 

上述調查顯示,國內居住型態以集合式住宅為主,未來由社區設置「共同線路」並導入充電管理將呈主流。V1G技術可望在公共快充站、車隊充電站(如公車)率先普及,將有利充電營運商跨入成為能源服務業。

 

能源占全球碳排放量的7成以上,從能源的供給到能源的使用,低碳是最大的公約數。透過能源轉型、資通訊技術輔助節能、電動車充電樁的基礎建設,我們離淨零排放的距離又更近了!

 

 

 

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