臺灣能源轉型 打造綠能島國


日前鴻海創辦人郭台銘拋出包括高雄市半屏山蓋核電站的主張,在政壇上掀起一陣討論,本集節目我們就來探討臺灣的能源轉型的問題。



▌臺灣能源目標
臺灣身為一個島國,面對能源缺乏的問題,再加上必須符合國內目標的「2025 非核家園」與國外目標的「2050 淨零排放」,因此臺灣的能源轉型迫在眉睫,然而對於臺灣人來說單要討論的不只是能源來源的問題,更要把天災人禍納入考量,舉凡颱風可能讓能源供應鏈鍛鍊、中共武力犯臺可能會讓能源無法進口、環太平洋地震帶的地層因素等。

去年 3 月中央政府公布的「臺灣2050淨零排放」,臺灣在 2050 年再生能源占比須提升至 60~70%,並發展地熱、氫能與生質能等相關零碳綠能。並預計在 2025 年後,太陽能發電每年要達 2GW 、離岸風電每年提供 1.5GW ,2050 年時達成太陽能達 40~80GW 、離岸風電達 40~500GW 的發電目標。臺灣自 2016 年蔡英文總統上台後便積極推動臺灣能源轉型相關政策,除了本身的能源轉型外,也預估著朝向電業改革與自主綠能產業三個大方向發展,中期目標便是在 2025 年達成非核家園(預計延後一年),在將綠能發電擴大的同時,也須利用這一波的能源轉型,將臺灣的能源產業與人才一併提升。

臺灣能源未來著重在國內外雙目標 @The Carbon Trust

臺灣目前能源轉型以減煤、增氣、展綠、非核之潔淨能源發展方向為規劃原則,2025 年發電能源占比目標為「532」(50%天然氣、30%燃煤、20%再生能源),並以長短期策略相互搭配,在確保電力供應穩定同時也兼顧降低空污及減碳,沒有一種能源是完美的,身為能源進口國的臺灣該做出哪些選擇呢?


▌非核
自日本福島事件後,核能議題再次引發關注。臺灣核電廠部分,核一廠於 2019 年停止商轉後,現在正在辦理除役、核二廠於今年 3 月除役、核三廠預計 2025 年 5 月除役,而最爭議的核四廠在馬英九任內的 2014 年開始封存,政黨輪替後,2018 年蔡英文將過期的燃料棒運回美國存放,最後一批核四燃料棒於 2020年 10 月 22 日凌晨運離廠區,國內擁核人士大動肝火,於是在 2021 年舉辦公投,但公投失敗,也讓擁核四派的人斷了殘念。

核能也非沒有優點,低排碳、小體積能產生巨大的能量,因此被歐盟視為是綠能,核能在發電、原料運輸上但相較其他能源較為有效率,但能源的發電不能只從單一面向來看,核能在使用的初期或許會帶來良好的利益,但在發電的過程中與最終的核廢料處置,變成棘手的問題。

臺灣相對其他核能大國比較,臺灣跟日本一樣位處地震帶上,即使事前做了許多地質探勘,也難保日後不會發現新斷層,車籠埔斷層也是在 921 後才被發現,有些挺核人士認為,核電廠都經過很多專家評估即使發生地震,核電廠停車也來得及,但我們要記得,歷史上每一座發生事故的核電廠都曾經過專家認證,這種風險都是百年的災害,更別說後續核廢料的處置,臺灣面積不大萬一發生災難等於將國土棄置,更別說後續的災民安排與經濟危機。

核能從 1980 年代佔臺灣發電量 50 % ,不過卻是逐年降低,1990 年代核能發電量佔比為 30%,迄今只剩 10% 左右,臺灣去核已經成為未來的趨勢,過去民進黨政府推動的長短期策略相互搭配,在無核的未來是必須將其他能源銜接上核能的缺口。

而最近郭台銘提出縣縣有小核電廠,先別說在國家公園的半屏山興建的愚蠢想法,光在技術上就是政策風暴。小核電廠又名小型模組化反應爐(small modular reactors,SMR),在 2021 年德國聯邦核廢料管理安全辦公室委託德國應用生態研究所、柏林理工大學及布萊梅物理學會研究 SMR 安全應用及風險評估,該報告內容指出, SMR 存在核擴散問題,且有巨大風險,且永遠不可能像擁核方說的一樣便宜。台電總經理王耀庭表示,SMR 仍涉及到技術與核廢料問題,且技術仍在發展中,目前已實際建廠的機組也相當少,以美國為例,也仍在核准設計階段,距離商轉有一段時間。

SMR並無想像中美好 John Wiley & Sons 


綠色公民行動聯盟則提出:破解 SMR 的迷思。首先,SMR 興建緩慢昂貴,無法解決氣候危機,即相同的時間下,綠能設施已經完成發電,而 SMR 可能還在興建;第二,SMR 產生核廢料將更多、更難處理,美國核能管理委員會(Nuclear Regulatory Commission,NRC)的前主席麥克法蘭(Allison M. Macfarlane)等人共同在《美國國家科學院院刊》發表的研究期刊並指出:「SMR 每產生一單位電力會產生更多的核廢料,會比傳統反應爐高出30倍」、「是 SMR 的設計者通常不太關心核廢料,因為他們是靠反應爐來賺錢」;第三,SMR 無法促進能源自主,因為 SMR 的燃料棒是高純度低濃縮鈾(HALEU),目前全球僅有俄羅斯生產它們壟斷了這個市場。小核能目前是不成熟技術,臺灣更不可能讓郭台銘在各個縣市開放成為實驗基地,臺灣不應該把這樣無法預知的能源技術放到各地方。


▌增氣
天然氣為低碳的乾淨能源之一,國內許多工廠的大型鍋爐已經從重油改用天然氣,預估用量將大幅成長,為達成能源轉型目標,未來天然氣發電占比將達 50%(目前為 43%),天然氣向其他能源一樣,需要從國外進口,為確保天然氣供應穩定,經濟部已實施部分因應措施,同時也要因應颱風或戰爭封鎖等風險,因此規劃將安全存量及儲槽容積擴增。目前天然氣約 80% 用於發電、14% 用於工業客戶,以及 6% 用於商業及家庭用戶。

臺灣未來天然氣發電預估佔比 50% @臺灣中油


經濟部對於燃氣的規劃:

一、中油已經在臺中進行永安接收站擴建及第三接收站興建計畫,預計 2026 年可以完工。而台電亦規劃新建協和接收站與臺中港接收站,以滿足國內天然氣增加需求,目前協和接收站卡在環團認為的海岸問題,需要電廠、居民與環團進行討論。

二、臺灣 2018 年增訂天然氣安全存量,因應未來各項可能狀況,國內將逐步提高自備儲槽容積及安全存量。現行儲槽容積天數至少為 15 天,安全存量為 7 天,預計在 2027 年時,儲槽容積天數提升到至少 24 天(提升 60%),安全存量天數至少為 14 天(提升 100%)。

三、臺灣的天然氣進口比例高達 99% ,為提供穩定貨源及分散風險,臺灣自 2019 年從 16 國進口液化天然氣,目前主要取得氣源的國家依序為卡達(28%)、澳洲(27%)、馬來西亞(15%)、巴紐(9%)與俄羅斯(9%)等。


▌減煤
我國最大同時也是世界大三的臺中火力發電廠,過去十座機組都在國民黨執政下興建完成,然而卻成為國民黨拿來打民進黨的政治工具,更別說盧秀燕、顏寬恒、江啟臣三人不斷地向中火索討地方回饋金。

先前的臺中市長林佳龍在 2015 年要求中火在空汙季時需要降載、 2016 年臺中成為全國第一個通過生煤自治條例的縣市、2017 年已經將中火核準用量大砍 500 萬公噸,這是史上首是減煤。但燃煤始終是空汙的重要原因之一,因此中央在 2025 年前,在全國並無規劃新擴建任何燃煤機組,既有的燃煤機組規劃汰舊換新為超超臨界高效率發電機組,老舊機組除役後,改建為燃氣機組。


▌展綠
臺灣在推動綠電發展過程中,已於 2016 年通過「太陽能光電 2 年計畫」、2017 年通過「風力發電 4 年推動計畫」、2019年再修正《再生能源發展條例》,在法規面與經濟面加速臺灣綠電發展,往國內外兩大目標前進。2022 年台灣全年發電量約 2880 億度,用電量約 2353 億度,其中綠能總裝置容量已達1413萬瓩,2022年為238.43億度,占整體發電量比例達8.27%。綠電方式較為多元,如常見的太陽能、風力發電、潮汐發電、地熱發電、水力發電等。因為項目太多,因此我們選擇兩大主要綠能來說明。

離岸風電潛力驚人 @ 經濟部


一、風力發電
根據國際工程顧問公司4C Offshore在 2014 年針對全球「23年平均風速觀測」的研究發現,全球風力最強的 20 處離岸風場,臺灣海峽就佔了 16 處,而且絕大多數在彰化外海。2013年工研院研究發現,臺灣離岸風電可安裝總面積達 5640 平方公里,總裝置容量達29GW(290億瓦),這樣龐大的電量足足撐起 2000 萬戶一年的用電量。

風力發電可以根據風力發電機裝設位置來加以區分,在陸域上的機組稱為「陸域風機」,以及在海域上的稱為「離岸風機」,陸域風機在技術較為成熟,而離岸風機仍處於發展階段,尚存有需要克服不少困難技術,但這也可能因為離岸風電的發展,為臺灣提供新技術與人才開發。「離岸風力」之所以會成為討論焦點,是因為它比起陸域風力發電,更具有發展潛力與優勢,主因是海上風力資源比陸路龐大且風向較為穩定,相同的時間內,離岸風力發電可以比陸上風力發電更具發電效率。除此之外,由於風力發電的扇葉轉動會產生噪音,當離岸風機設置在海上遠離人口,對於人民生活較無困擾( 2016 年苗栗因為陸域風機,在地人民組織成「苑裡反瘋車自救會」抗議)。

臺灣風力發電裝置容量持續成長,特別在離岸風電加入後,至去年底止,風力發電裝置容量為 158.1 萬瓩(陸域 83.6 萬瓩,離岸 74.5 萬瓩),2022年實際發電量 為35.43 億度,占整體發電量比例為 1.23%。2023 年預定併網風場包含 CIP 彰芳西島風場約 57 支風機、沃旭大彰化東南及西南第一階段風場去年未施工完成約 31 支風機、海能風場去年未施工完成約 3 支風機,以及天豐新能源允能風場剩餘 64 支風機,新增裝置容量達 1.3 GW。

臺灣離岸風電除了具有潛在的能源開發外,最大的優勢在於提供國內充沛的商機與人才庫,根據能源局計算,離岸風電商機可帶動兆元商機。離岸風場本身須由離岸風機、海底基樁、連結件、海上變電站、海底電纜、陸上電纜以及陸上變電站等組成。離岸風場所產生的電力,透過海上變電站收集且升壓之後,再透過海底電纜傳輸至陸上電纜,最後併聯至各地的陸上變電站,僅僅是電力的傳輸流程,就能帶動相關產業鏈。而風機本身由機艙、輪軸、葉片、塔架、平台及水下支撐基礎結構所構成,一臺離岸風機的扇葉已可跟一臺 A380 噴射客機一樣大,僅憑風機本身的製造投資額就達 3753.75 億,將風機打入海底的安裝費也高達 866.25 億,發展潛力驚人,而政府透過資源投資帶動人才發展,規定國內外相關離岸風電廠商在投資時需相當比例使用在地廠商產品與在地人力。


二、太陽能
根據能源局統計,臺灣太陽能光電在 2016 年裝置容量為 124.5 萬瓩,在 2022 年 11 月已成長至 925.1 萬瓩, 6 年間成長 6.81 倍。 2022 年發電量為 106.75 億度, 占整體發電量比例為3.7%。對於區域用電而言,臺灣多數電力集中南部發電,傳輸到北部使用,南部變成辛苦揮汗的電力廚房,北部變成漂亮的櫥窗,然而因為北部人口密度高,因此不得已有這樣的發電分配,目前太陽能的主要落在屏東、嘉義、臺南與高雄一帶,除了日照常,也因為土地使用面積成本低,因此成為優勢選擇。

因此太陽能在許多地層下陷的地方、廢棄的魚塭、休耕的農田,或經濟樹林區成為第一首選,目前為了追上 2025 年綠能 20% 的目標進度,大面積的使用既有農漁土地空地等,連許多家戶的屋頂、校園體育館、公共建築屋頂都沒放過。

但因為大面積的種電,讓些使商業利益介入,導致部分弊案產生,但這對於太陽能整體只能算是花邊新聞,但國民黨的政治人物卻想藉由這樣的破口切入,最近國民黨臺南市議員林燕祝、蔡育輝、蔡宗豪、李中岑認為太陽能光電板會導致高溫,使得高溫導致臺南長達 600 多天沒有降雨,藍營所採用是美國馬里蘭大學(University of Maryland)農業與自然資源學院由帕佛歐.祖克曼博士(Mitchell Pavao-Zuckerman)在 2016 年於《科學報告》(Scientific Reports)期刊上所發表的《太陽能熱島效應:大型太陽能廠將使溫度提升》(The Photovoltaic Heat Island Effect: Larger solar power plants increase local temperatures)一文。國民黨議員表示,臺南市今年 5 月是史上最高溫的 38.8 度,且長達 20 個月沒下雨,加上期刊的研究,因此國民黨議員推論太陽光電會導致高溫進而影響下雨。


帕佛歐.祖克曼博士研究,測驗地點在半沙漠地區與臺灣地形有很大的落差,該研究不適用臺灣。


國民黨議員此番言論立即遭到多位專家打臉。臺大大氣科學系陳正平教授、成大規劃與設計學院林子平副院長、中研院環境變遷研究中心林傳堯研究員專家解釋,「反照率與降雨間的關係非常微弱,熱島效應受到周圍環境影響的差異很大,該期刊量測地點為沙漠荒地,因沙漠日夜溫差大,夜間降溫非常快,因此容易觀察到熱島效應,但臺灣地表環境不同,沒有沙漠荒地,兩者不能類比,且我國太陽能板總面積相對於國土面積比例太小且分散,現階段數量不足以改變臺灣上空氣溫的條件。」彭啟明專家彭啟明說:「未來太陽能全臺灣到 20 GW,約將使用 280 平方公里的面積,不到臺灣 1 %的面積!這是可以關心的問題,但等到 2 %以上再來關心都來得及啊!」

就在國民黨議員講不到三天,臺南便下起大雨,預估到八月底前用水無虞,國民黨議員這種沒有科學的造謠,就像中國清朝時期,李鴻章推動洋務運動時,就有清國人民痛批蓋鐵路或破壞龍脈風水一樣的可笑。

經能源局盤點,太陽光電目前施工中且預計年底併網大型太陽能場,包含臺南七股日運案 42.8 MW、臺南將軍新和案 120 MW、臺南七股南旭及新日泰一期案 102.1 MW、嘉義義竹向陽集團案 79.5MW 等漁電共生專案、臺糖雲林口湖茂正及茂信案 178.2 MW,工業局在彰化鹿港彰濱崙尾東華暄及聯合再生案 192.3 MW專案等等,合計約 715 MW。

太陽能讓人家詬病的除了使用面積大可能排擠農漁業用地發展,另外還有一項就是廢棄的太陽能板處理,在法規方面環保署已完備廢棄太陽能板機制,目前國內有 2 家合法處理機構可處理外,也與日本與德國的廠商取得收受處理意願,因應可能突發的大量廢太陽能板。國內目前廢太陽能板回收處理方式,現階段廢太陽能板回收費用 1000元 / KW,用來建立回收機制,模組回收費用為每度新臺幣 0.0656 元,該筆費用由經濟部能源局代徵費用,並先行保管,環保署以委辦方式委託太陽光電產業協會辦理廢太陽能板清除處理工作等前置作業。

國內市面主流的矽晶太陽能板主要成分為玻璃 74.2%、鋁框架 10.3%、電池 4% 等,組成方式則由電池與玻璃間的醋酸乙烯酯聚合物(EVA)黏著,鋁框緊密封裝太陽能電池,太陽能板雖並不會溶解或滲出液體造成環境污染,屬於一般事業廢棄物,但仍不可隨意丟棄。民眾或業者要回收太陽能板時,需要在「廢太陽能板回收服務管理資訊系統」自行登錄,由專案管理小組協助媒合合法清除處理機構清理,另外家戶甚至是露營車等民眾少量使用者,也可委由該縣市清潔隊協助清理,若任意棄置廢棄太陽光電板,或透過不合法的管道清除處理,違者將依廢清法,最高處 300 萬元罰鍰。

綜觀風光發電滲透率(風力與太陽能光瞬間供電量比)一度超過20%,讓臺灣能源轉型打下一劑強心針,臺電表示隨著更多離岸風機完工併網,秋冬有機會穩定維持30%以上滲透率。


▌臺灣會缺電嗎?
臺灣、日本與新加坡等都是能源進口國,對國外能源依賴度偏高,若該國能源不以核能為主力能源,在燃氣與燃煤方占比相對要加重,因此對於島國的人來說,提升自有能源變得非常關鍵,若再考量戰爭因素海岸線可能被封鎖,那麼自主絕對是影響國家命脈的關鍵,因此臺灣積極布局自有能源的比重。

臺灣一般情況下不會缺電,有些惡意的政治人物會將小地區的停電操作成臺灣缺電,「供電不足」與「供電壅塞」是兩個不同的問題。「供電不足」是電力不足缺電的問題,影響市政個電網;「供電壅塞」是區域問題,過去台北市松湖變電廠卡關 15 年,導致變電廠對外供電不穩造成跳電或停電,這種問題就算把核能蓋到核十都沒辦法解決,就像插頭壞掉就算有電也沒辦法用


臺灣長年備載容量率大於 10% 以上


國民黨議員徐巧芯腦袋不清,扭曲民進黨許淑華的變電所會變出電,所以不需要核電;但許淑華的意思是,蓋變電所才能順利將電力輸送到家戶,穩固電網才會有穩定電力輸送。臺灣過去五年的備轉容量率小於 6% 的天數每年平均為 6.8 天,換句話說,臺灣一年有 98 % 天的備轉容量率電力都在 6% 以上。但以年來計算,法定備轉容量率為 10% ,臺灣自 1999 年後就沒有低於 10% ,顯見臺灣缺定的機率並不高。臺灣不缺電,並不代表能浪費電,因為我們不知道未來的狀況會如何,將能源保持彈性才能應對未來的生活








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