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擁抱全球綠能趨勢 用風、光讓臺灣更風光

擁抱全球綠能趨勢 用風、光讓臺灣更風光

經濟部

焦點新聞

2018-12-12 14:25

近年因氣候變遷現象造成環境逐漸惡化,因應國際政經情勢及能源環境快速變遷與挑戰,全球處於轉型的關鍵世代,社會民眾對環境永續的意識逐漸提升,減少溫室氣體排放、推動綠色產業、發展低碳循環經濟亦漸成為各國在經濟與環境政策上的主流趨勢。「能源」不僅是推升經濟發展的動力來源,綠能科技與節能發展亦成為諸多國家創造新興產業與綠色就的重要引擎。在能源轉型過程中,如何確保穩定供應下,同時兼顧經濟發展與環境永續,已儼然成為全球共同關注的課題。

 

近年因氣候變遷現象造成環境逐漸惡化,因應國際政經情勢及能源環境快速變遷與挑戰,全球處於轉型的關鍵世代,社會民眾對環境永續的意識逐漸提升,減少溫室氣體排放、推動綠色產業、發展低碳循環經濟亦漸成為各國在經濟與環境政策上的主流趨勢。

 

「能源」不僅是推升經濟發展的動力來源,綠能科技與節能發展亦成為諸多國家創造新興產業與綠色就的重要引擎。在能源轉型過程中,如何確保穩定供應下,同時兼顧經濟發展與環境永續,已儼然成為全球共同關注的課題。

 

自2002年的京都議定書到2016年的巴黎協定,均代表了各國在對抗全球暖化所做出的承諾;本(2018)年度之聯合國伯恩氣候變遷會議(Bonn Climate Change Conference)亦依循2017年底之相關談判進程,提出行動方案作為實踐之架構,進而拓展各領域之合作夥伴關係,透過促進性對話機制;6月於阿根廷舉行之G20能源部長會議則聚焦全球能源轉型,以探索各國建立更加潔淨能源系統之可行策略;世界銀行9月26日於美國紐約召開的「一個星球高峰會」(One Planet Summit)亦由各方代表分享解決方案、承諾持續投資低碳經濟,同時保護易受氣候變遷影響之族群;12月於波蘭召開的COP24會議,預計則將訂定落實巴黎協定的包裹方案(Katowice Rules),以系統性的解決方案取代過去的個別目標,並透過巴黎協定的對話機制,討論如何協力達成巴黎協定之目標。

 

在此全球趨勢之下,近年來如荷蘭、法國、德國、加拿大、挪威、日本等國亦相繼推出能源轉型政策與行動方案,積極朝向低碳能源社會的目標努力。而國際總署也持續發布朝向低碳能源社會的目標努力。

 

根據國際總署發布之2017年世界能源展望 (World Energy Outlook, 2017)、數位化與能源 (Digitalization & Energy, 2017)、2016能源技術展望(Energy Technology Perspective, 2016)等報告,可歸納出以下之國際能源重點發展趨勢:

  1. 主要國家增設清潔能源,驅動產業發展與成本下降
  2. 能源使用電氣化,最終能源需求中電力占比逐漸升高
  3. 能源數位化,利於調節電力供需
  4. 中央與地方政府合作,區域能源管理為落實能源轉型之關鍵項目
  5. 民間參與能源轉型趨勢普遍,重視多元溝通與在地行動

 

 

拯救地球行動開跑

 

隨著聯合國積極推動「永續發展目標」(sustainable development goals, SDGs),各國政府也加速投入開發再生能源、提升能源使用效率,以改善碳密集度,並透過推動新興能源及節能減碳技術之開發,強化能源安全與社會公平,冀以綠能技術創新,奠定永續經濟發展之基礎,於經濟發展的同時也兼顧環境永續,進一步深化產業與經濟之結構性轉變。由財務投資的角度來看再生能源發展,2010年以降,每年全球對再生能源與燃料之投資均超過2,000億美元,2017年全球再生能源投資(不含大型水力發電)亦高達2,798億美元[1],較2016年成長了2%。

 

以世界銀行為例,其早在2010年4月就曾提供給南非37.5億美元貸款,用來發展大型太陽能、風能項目; 2012年則與多個捐助國參與的“能源部門管理援助計畫”(ESMAP)聯合增加對發展中國家可再生能源和能效專案的支持,每年為能源專案和計畫提供約80億美元的融資,用來支持如非洲等地區之地熱開發專案、可再生能源資源繪圖、小島嶼國家清潔能源開發以及擴大城市能效專案的規模;2013年世界銀行則鎖定多達42個較貧窮之國家提供其發電經費(不包含核電),希望於2030年達成全世界的人類都得以享有電力、倍增能源效率,以及倍增再生能源比例等目標;據估計,世界銀行每年至少須投入6千億到8千億美元。

 

儘管近幾年全球景氣不佳,但世界銀行並未放緩腳步,其在2015至2016年間,為印度提供了48億美元的各項資金,協助再生能源發展;2016年世界銀行更為印度的「國際太陽能協會」(International Solar Alliance,ISA),提供了10億美金的貸款資金,協助印度用於發展屋頂型太陽能、大型太陽能園區、太陽能與其應用結合的混和式用途、電網傳輸等技術。世界銀行也開始研究建立太陽能融資機制,推廣太陽能發電設備的開發與使用。世界銀行除慷慨解囊付給印度10億美元外,也與印度政府簽署了6.25億美元的「屋頂型太陽能併網專案」,為印度全境至少400MW的屋頂型太陽能系統提供安裝所需的融資資金。而世界銀行的旗下的國際金融機構(IFC)也將協助中央邦在Rewa開發750MW的大型電站,可望吸引7.5億美元投資。

 

2017年世界銀行董事會宣布通過第二能源部門計畫(Second Energy Sector Project),啟動5.44億美元的融資計畫,用來幫助蒙古發展電力系統,同時建造一座10MW的太陽能發電廠,其中的4.2億美元的貸款將用於建置更完善的電網建設。

 

今(2018)年世界銀行於美國紐約「一個星球高峰會」(One Planet Summit)上承諾,將投入10億美元的融資,加速開發中國家和中等收入國家於電池儲能系統之建設,此項投資預計可在槓桿40億美元之民間資金,期於2025年時新增17.5兆瓦小時之儲能電池能量,解由催化電池儲能之新市場行程,協助開發中國家提升電力普及度、改善能源安全、提高電網穩定性,進一步推展下世代能源科技。

 

在國際機構與各國政府的努力之下,再生能源的概念已逐步擴散到全世界,據REN21分析,截至2017年底止,全球共有179個國家制定了再生能源相關推動目標,有57國規劃百分百再生能源電能目標,113國施行FIT獎勵機制,33國施行RPS機制,84國施行過再生能源招標措施,逾90國設定2025年再生能源供電比例目標達5成以上,逾50國設定2025年再生能源供電比例目標要百分百達成,顯示推動再生能源已是全球趨勢,而且是不論國力強弱,都一致地朝此方向前進。

 

 

太陽光電產業成熟 裝置量成長快速

 

在世界共識的支持下,全球再生能源的佔比也在穩定成長中,以太陽光電為例,2017年全球新增的太陽光電裝置容量超過任何其他類型的發電技術,也超過了化石燃料發電和核電淨增容量的總和。在中國、印度、日本和美國等國家,太陽光電在新增裝置容量中佔據首位。全球範圍內,併網和離網的新增太陽光電裝置容量約為98 GW (直流),較創紀錄的2016年又增長了約29 %,2017年底累計裝置容量達到約402 GW,平均每小時安裝的太陽能板超過40,000塊。

 

 

相較於太陽光電的邁大步成長,風電發展則顯得相對溫和,在2017年的全球新增裝置容量達到52 GW,累計裝置容量成長了近11%,約達到539 GW,雖不比太陽能的29 %,但和2015和2016年相比,2017年風電仍是發展第三快的一年。主要原因出在2016年中國新增裝置容量雖明顯下降,但靠著歐洲、印度等其他幾個市場撐場,新增裝置量依然創下了新高紀錄。全球風力發電裝置容量仍以陸域風機佔絕大多數,約有96%以上,但在2017年有9個國家共新增4.3 GW離岸風電之裝置容量,其增量領先國家有英國、德國、中國及比利時,使全球離岸風電裝置容量成長30%,達到累計18.8 GW。

 

至於水力,2017年全球水電裝置容量增加19 GW,總裝置容量達到 1,114 GW,看起來數字還算不錯,但卻是近五年來最小的年度增量,與過去幾年一樣,中國、巴西、美國、加拿大、俄羅斯、印度和挪威仍舊是水力發電大國,合計佔據全球63%的裝置容量。

 

除了太陽能、風力和水力發電外,生質能、地熱能、海洋能也都屬再生能源的一部分。在2017年,全球生質能發電裝置容量成長7%,達到122 GW,生質能發電量則成長了約11%,預計達到555 TWh,合計全球生物燃料產量增加了約2%,來到1,430億升(相當於3.5 EJ)。為倡導及促進生質能發展,2017年也推動了涵蓋20個國家的生物未來平台 (BioFuture Platform),以及22個國家參與的可持續生物燃料創新挑戰賽 ( Sustainable Biofuels Innovation Challenge)。

 

地熱能也是深具潛力的再生能源,截至 2017年底,地熱發電裝置容量按規模排名依序為美國、菲律賓、印尼、土耳其、紐西蘭、墨西哥、義大利、冰島、肯尼亞和日本,其中前四名國家之地熱發電裝置容量已超過1 GW。據估計2017年有0.7 GW的新建地熱發電裝置容量上線,全球總裝置容量拉升至12.8 GW。

 

相較於其他五種再生能源在最近幾年都有或多或少的成長,海洋能仍然算是一塊處女地,截至2017年底止,全球仍在運轉的裝置容量約為529 MW,其中超過90 %由兩個分別位於法國和韓國之潮汐堰壩所佔據。新的潮流能和波浪能項目雖也投入運行,但其中大部分都位於蘇格蘭海域;初估2017年淨增容量至少為4 MW,而來自潮流能及波浪能的裝置容量將分別達到17 MW及8 MW。

 

 

穩定供電是臺灣經濟的基石

 

降低碳排、發展再生能源成全球趨勢,臺灣自然不能置身事外,但電力是國家發展之所需,對天然資源匱乏、經濟倚重科技產業的臺灣來說,電力的穩定至為重要,因此確保供電穩定,正是政府推動能源轉型的重要目標之一。

 

目前臺灣推動再生能源的規劃以太陽光電、風力發電為主,主要是考量地處亞熱帶的臺灣,具有日照充足且日照時間長的條件,太陽光電可在夏季尖峰用電量大時,提供大量電力並分擔電網負荷;而依據國際機構4C Offshore最新統計數據,全球前20處離岸風電潛能最佳場址中,就有16處位於我國海域,足見臺灣具有發展風力發電的先天優勢,風力發電在秋冬季節可逐漸取代燃煤機組,藉此大大改善中南部空污問題;且再生能源也不需要進口燃料,可減少因燃料價格波動引起的電價起伏。

 

但由於再生能源為間歇性及分散式能源,許多民眾憂心會造成供電不穩,若搭配可儲存電力的儲能設備,例如化學電池、抽蓄水力電廠等,即可提供電力系統進行調度,再加上可快速提升發電量的燃氣機組、調整電力調度等多項應對措施,即可避免因為單一電廠發生故障,而導致電力系統供應出現大量缺口。

 

除此之外,加強電網管理、引入需量管理與儲能技術,也能協助解決再生能源的併網問題,幫助穩定電力系統。為此,政府亦要求台電公司逐步落實相關政策及做法,將臺灣電力系統轉型成為符合高再生能源占比的體系,未來若能依照氣象預報預測再生能源可能發電情況,對發電量可能變化情形預留適當備轉容量因應,更有助於台電進行電力調度。

 

 

規劃明確能源政策,尋求「經濟、環境、能源」三贏

 

為確保能源轉型過程兼顧我國能源安全、綠色經濟、環境永續及社會公平之均衡發展,政府於2017年 4月完成「能源發展綱領」修正,以作為國家上位綱要原則,與各部門配合能源轉型相關政策計畫、準則及行動方案訂定政策方針。透過全面推動包含節能、創能、儲能及智慧系統整合與電業改革等面向之政策措施,達成以綠能科技驅動經濟發展、完成產業轉型之目標。

 

以太陽光電為例,政府自2016年7月推動「太陽光電2年推動計畫」,以屋頂型與地面型為設置目標,屋頂型設置目標包含中央公有屋頂、工廠屋頂、農業設施與其他屋頂,地面型太陽光電設置目標則包含鹽業用地、嚴重地層下陷區域、水域空間、掩埋場等各類型場域。迄今(2018)年10月併聯量已達到1,612 MW,成功達成計畫目標1,520 MW。

 

此外,政府也積極推動「綠能屋頂全民參與方案」,目標是在2020年達成住宅屋頂設置2 GW目標,另透過「產業園區擴大設置」,促成2020年達成工廠屋頂設置1 GW目標,只要上述二個方案按進度達標,臺灣就可望提前5年達成3 GW屋頂型太陽光電的既定設置目標。

 

地面型太陽光電現亦已具體掌握約2.5萬公頃土地面積,其中廢棄的農地以及因地層下陷而不利耕作農地,可轉為種電,讓產電更具效率。更值得一提的是,經濟部更與農委會合作建立綠能推動制度,以農地農用為原則,在農地上附加設置太陽光電,形成「農電共生」;而合法禽畜舍甚至漁塭,在維持畜牧、養殖或農業生產的前提下,也可依據相關規定申請設置綠能設施,形成「畜電共生」和「漁電共生」,讓農民、養雞戶和漁民可以多一份外快。

 

 

破解傳言,凝聚共識再出擊

 

儘管太陽光電屬潔淨能源眾所皆知,然因種電在台仍屬創舉,許多農民對種電存有疑慮,甚至有人以訛傳訛,繪聲繪影地表示「水面型太陽能板上的塗料有毒,將隨雨水流到水庫影響生態及飲水。」

 

為此,能源局已特別澄清,強調太陽光電模組主要的材料是玻璃、矽砂、金屬及極少量塑膠,外層玻璃僅需使用高壓水柱清洗,無需使用任何化學藥劑,不會造成汙染。而且,在台銷售的太陽能板都必須符合歐盟RoHS(危害性物質限制指令)規定,完全沒有毒性疑慮,而且全世界使用以矽為基礎材料的太陽能光電模組板,迄今已超過60年,累積裝置片數達15億片以上,至今尚未出現有毒性的案例。

 

台電亦表示,水面型太陽能板之浮台及太陽能模組皆須依照國家認證標準確實執行,更何況水面型太陽光電只有浮台會接觸到水,依規定浮台須採耐酸、耐鹼與抗溶出材質製造,完全不用擔心毒物逸出。此外模組在出廠前都要經過漏電測試,水面型太陽能光電設備在日本、歐洲及中國均大量採用,從未發生漏電事件,更遑論毒死魚或電死人案例。

 

為了破解民眾的迷思,國內太陽能大廠元晶太陽能科技,今年還特別進行太陽能模組毒物檢測,將太陽能模組浸泡於水中7日,再委託行政院環保署認可之第三方公正單位進行取樣與檢測。測試項目包含常見有害重金屬及揮發性有機化合物(VOCs) 共計25項,測試結果顯示,不但光電功率無異常,就連所有測試項目也都符合環保署飲用水標準值。

 

 

至於架設太陽能板對生態及景觀環境的影響,由於覆蓋率通常只有土地面積五成,甚至更低,亦無其他突兀設施,影響有限。以阿公店水庫為例,仍可見鷺鷥跟水鳥在太陽能模組上休息及覓食,或是屏東林邊光采濕地,亦可見鳥類在太陽能板下築巢。

 

而對於離岸風電,亦常見夏颱風會損壞離岸風機之謠傳,事實上苗栗外海2架離岸風力示範機組,於2017年4月完工併聯後,歷經尼莎、海棠颱風,都沒有造成實質影響,已證明抗颱實績。且離岸風電示範機組採用國際電工委員會IEC Class IA為標準,標檢局也將抗颱耐震納入國家標準,制定10分鐘平均颱風基準風速為每秒57 公尺的規範,相較於早期相對舊型的陸域風機,離岸風機的確具有更高的安全性。

 

 

再生能源產業效益顯著

 

除了有步驟的在台推動太陽光電外,為了讓離岸風電也在台生根,政府也分三階段來推動離岸風電開發,第一階段是於2017年4月完成臺灣第一、二座離岸風電示範機組,總裝置容量8 MW。緊跟著推動第二階段計畫,在2018年4月完成3.8 GW遴選作業,確定10個風場開發,將促成於2024年完工併聯發電,第三階段也已於2018年6月施行,計畫完成1.7 GW競價作業,確定4個風場開發,將促成於2025年完工併聯發電,預計要達到5.5 GW的總裝置量目標。

 

不單只太陽光電的發展效益光可鑑人,離岸風電日後可以為臺灣帶來的效益也不容小覷,以離岸風電2025年目標5.5 GW來說,年發電量可達 198億度,相當於540萬戶家庭年用電量;年減碳量達1,185萬噸,相當於2萬6,000座大安森林公園;也可幫助減緩秋冬季節空氣污染及PM2.5所造成之健康問題。

 

不過因為臺灣從來沒有過離岸風場開發的經驗,自然缺乏規劃設計能力,也沒有完整的產業供應鏈(風機、塔架及水下基礎等)、海事工程施作技術,相關基礎建設能量也尚在積極建設中,要推行風電,臺灣沒有本錢土法煉鋼,必須敞開心胸,連結國際,與有經驗、有能力的外商一起攜手往前走,才有機會發展國內的離岸風電產業,未來也才能帶著國內廠商站穩臺灣放眼國際。

 

用現實的角度來評估,開放外資來台投資離岸風電,預期到2025年達成5.5 GW裝置目標,就可望吸引近1兆元國內外廠商投資額,換算成就業機會,就多達2萬個,這還不算因離岸風電產業成熟,開產出風力機組、水下基礎、電力設備及海事工程等四大產業,迄2025年可望為臺灣創造6,363億元累計製造業產值,而且往後20年營運期還可持續為臺灣賺進外匯,初估可創造的運維產值多達6,309億元新台幣。

 

再生能源是全球的趨勢已是不爭的事實,目前全世界195個國家中(主要政治實體有249個)已有179個國家制定了再生能源相關推動目標,亦即全球逾九成的國家都認同了再生能源是未來的趨勢,面對再生能源,臺灣應勇往直前。

 

 

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