2011年5月20日 星期五

再生能源暨節能產業

再生能源暨節能產業

長期以來,環保團體積極鼓吹再生能源的發展可行性與重要性,並強烈抨擊政府政策遲緩、缺乏進取,然而事實上,政府單位(如經濟部能源局等)出版的能

源報告、統計當中,已提供了許多重要訊息,但並不為大眾所習知,無疑將使一般民眾在核能議題上,缺乏足夠的背景知識來形成決斷。若不能完整呈現這些資料,既難具體的掌握現況,對環保團體批評的正確性,及政府目前措施的理解等,都是一種傷害。

因此,藉由環保團體、官方及學者資料的統籌並陳,我們試著整體性地討論兩種最具潛力的再生能源:太陽能與風力發電。文中將試圖勾勒產業的現況,在粗略介紹後,主要將論及成本、目前技術水平、天候條件對產業的影響,以及政府政策,希望能提供一個相對清晰的輪廓,協助讀者形成自己的立場。

另外,尚須討論到環保團體相對缺乏長篇論述的節能產業,文中將闡明目前台灣節能產業中佔重要地位的汽電共生系統,其挾帶的諸多利益,並介紹現況發展與技術水平,再藉由政府政策等相關討論提出未來的展望。

最後將嘗試結合再生能源與節能產業的發展可能性,並批判台灣政府的能源政策,整合成一套完整的論述,提供能源結構新的想像。

風力發電

風力發電:在2008年全世界的風力機組總裝置能量已達120790MW,台灣在2010則有140MW的風力裝置容量,我們認為,由與各地的環境條件與產業結構相異,所以很難從其他國家的資料來評估台灣的可行性,故我們以台灣現有的研究為基礎,分成幾個部分討論:

一、發電成本:

在不考慮對環境的衝擊以及所遭遇的居民的反對等的成本下,陸域風力發電機的成本包括了:機體架設、零組件的專利、維修與運行、電纜的配置等,以民國89年11月台塑麥寮的風力機組為例,當時經濟部能源局公布的「風力發電示範系統補助辦法」(於92年廢止)對審核通過的示範系統給予設置成本百分之五十以內,每千瓦最多16000元的補助,再加上民國92年公布的「再生能源收購作業要點」以每度2.18元收購。台塑投資9000萬元,獲得補助3800萬,折現年利率百分之十,維修費為投資總額之百分之1.5,人事成本每年84萬,風力機組壽命20年,回收年限十年等的條件計算下,其發電成本為每度1.5元(若沒有補助則為2.3~2.4元),其獲利為每度0.68元。與核電(0.67)、燃煤(0.87)、燃油(1.95)、燃氣(2.75)、水利(

2.24)比較起來,已可與之競爭(資料來源:新核家園美麗新世界網)。

二、台灣的風能潛力

風場的選擇須考慮以下幾個因素:

1. 風速大、風向及風力穩

定、風期長、垂直風切小

2. 廠址周遭的建築物

3. 土地取得困難度及利用現況

4. 距民房300M,使噪音降至40分貝

5. 對生態保育的影響(例如:候鳥的播遷路徑)

6. 地質、施工條件與建築成本

7. 線路配置與電力的調度

依工研院與中央大學大氣物理系的台灣風能分布的研究結果顯示,平均風速每秒超過5公尺的土地有2070平方公里,但須在上述條件的考慮下,以及相關法令規定土地的取得等,僅得百分之2.5可供利用;每秒4公尺的土地有8046平方公里,故台灣陸域風力發電土地面積為201平方公里,以03年主流的容量1.8MW商業發電機組為例,約可架設926座,由此而得陸域風潛能為1667MW。同樣的,我們可以計算出5~15公尺水深的離岸式風場共700平方公里,可架設約1296座機組,可產2333MW的電力。

三、台灣的產業結構:

目前為止世界上風力機組的大廠多為丹麥(vestas)、德國(enercon)、美國(enron)、西班牙(gamesa)等大廠,機組的專利也多掌握在他們手中。目前台灣風力機組標案幾乎百分之百由國外大廠進口,只有像塔架與配電箱等組件是由國內廠商製造。雖然國內廠商在零組件例如葉片、齒輪箱、控制系統等方面已具有一般產業技術能力,但是缺乏設計製造能力。在關鍵零組件的發展,

只有少數如東元即將與美國GE公司進行的1.5MW機組的測試,廠商能夠進入這些大廠的生產鏈中。所以,如何發展這些技術,形成一系列完整的生產鏈,將成為風力發電的技術課題之一。

四、結論

近幾年,以德國Enercon為例已經發展出5MW的風力機組,並準備進入量產,隨著這樣大規模機組的產生,前項所推導而得的風能潛力勢必上修,風力發電成本也可以下降,這樣看來風力發電似乎更具潛力與吸引力。自2002年台電公布的「風力十年發展計劃以來」,至今為止總共設置了總裝置容量160MW的風力發電機組,並預計在民國107年以前陸續興建50.48MW的陸域風電機組,除了陸域風力機組的跨展,根據20112月台電公布的簡報,從03年開始著手評估離岸風力計畫,預計在彰化、雲林、澎湖等沿岸設置機組,終期裝置容量預估為800600120MW

只是,在上述風廠選擇條件中提及,好的風廠必須有穩定的風期,做為好的能源前提是必須有穩定的供應。麥寮風力運轉紀錄顯示,當月平均發電量、平均風速的高峰都集中在冬季,反觀夏季的平均風速約在4~5上下,發電量明顯少於前者;在與台灣的各月份用電分布做對照,用電高峰集中於夏季。若我們在考慮在日平均電量與時平均電量,便可發現風力發電其實是一個不穩定的來源。

風力發電並非如想像對環境是零汙染的,的確它在污染物的產率幾近於零,但是由巨型葉片運轉推動渦輪發電,背風面會產生巨大的紊流,影響生物的飛行,台灣是多種候鳥遷移的中繼站,島內也有紫斑

蝶在西岸的南北遷移,大量的機組群勢必會對這些生物產生劇烈的影響。離岸機組也會因為葉片的震動,放出類似於聲納的波動,干擾像海豚等以聲納為主要感官的生物活動。雖然風力機組有不穩定與干擾生態等的疑慮,但在考慮台灣近岸多風的環境,且機組近乎零污染物產出,風潛能達2333MW,它仍然是一個具有吸引力且值得開發的替代能源。

太陽能發電

太陽能簡介

太陽能發電是利用太陽電池(Solar Cell)吸收太陽光能,再直接將之轉換成電能,其於應用時並無環境污染物排出,是便利且低污染、無噪音、安全性高、操作簡單、分散式之再生能源電力系統。可裝置在任何地方,任何大小,可獨立使用,也可以併網使用。

目前商品化的太陽能電池元件型態的產品包括:

(1)矽晶片(silicon bulk):包含單晶矽、多晶矽。

(2)非晶矽薄膜(thin film)

(3)II-VI族晶片(CIGS,也是多層薄膜組合而成):其中3~5族包括砷化鎵、磷化銦、

磷化鎵;2~6族包括碲

化鎘、硒化銦銅等。

台灣現況

民國98年底止,台灣地區總發電裝置容量為4,804.6萬瓩,其中核能為514.4萬瓩,10.7%再生能源(含慣常水力電廠)為294.8萬瓩,約占5.5%,當中太陽能容量僅2.35萬瓩。

目前世界使用太陽能電池的類型仍多以矽製程為主,2007年使用單晶矽晶片製作之太陽電池市場占有率為42.2%、使用多晶矽晶片製作之太陽電池市場占有率為45.2%銅銦鎵硒CIGS太陽電池則是2009年以後最被看好的薄膜太陽電池。台灣以晶矽製程及非晶矽薄膜製程為太陽能產業主體。

太陽光電模組

太陽電池封裝主要目的為保護模組內部的電池與連結之線路,若選用良好的封裝材料,

不但使電池內部不受外界的污染並可延長模板之使用壽命。

台灣目前各種太陽電池、光電模組及太陽能系統的技術水平與技術先進國都尚有一定程度的差距。

台灣發展優劣勢

優勢:

台灣擁有全球第二大的太陽能產業,且半導體技術成熟,由此觀之,無疑是太陽能發電發展的溫床。

劣勢:

1. 原料無法自給,如矽材料仍完全依賴進口,其供應與價格變動將使整個產業擴展受限。

2. 國內太陽光電廠商,太快以太陽電池的T u r n k e y技術切入,技術缺乏差異化;且T u r n k e y技術門檻低,效率不高,缺乏長期競爭優勢。如國內廠商以半導體及面板產業基礎的技術優勢,快速以Turnkey投入次世代的薄膜太陽電池生產,但缺乏像日本廠商在薄膜領域的專利佈局,在面對近期市場價格大幅下滑,即大受影響。由此亦可知國內廠商缺乏長程的戰略佈局。

3. 太陽電池轉換效率仍低於國際先進水準,即競爭力不足。

因此,自長遠的角度考量,若要深耕太陽光電產業,第一需擴充生產設備與關鍵材料自给,第二要加強培育研發人才及研發具專利性的技術,這需要政府政策支持,和產業界的自覺。否則,國內產業仍將面對極大的發展危機。

發電成本

項 目

99

98

97

96

95

家庭用每度電平均售價
(
新台幣元)

2.76

2.73

2.58

2.59

2.57

消費者物價指數(95=100)

105.48

104.47

105.39

101.80

100.00

平均每戶家庭每月用電量()

304

306

308

319

322

平均每戶家庭每月電費支出(新台幣元)

838

836

796

824

826

每戶家庭電費支出佔消費支出比率(%)

*1.43

1.42

1.38

1.40

1.43

此際主要從家戶用電的面向觀察,根據台電資料,民國95年到99年的每度平均電價在2.57~2.76元之間,趨勢上呈現微幅成長。

而目前太陽能光電系統的裝設,kW裝置容量的成本約在17~20萬元間,目前對光電系統的使用年限估計約為20,則省略維修費用、離峰期生產電力的浪費等,簡單計算每kW裝置容量可提供電量:

年均日照(hr)4hr×裝置容量(kw)1kwX365×2029200 kWh(度)

(備註:光電系統裝置的功率單位為峰瓩(kWp),此指大約是正中午時的陽光照射量下的太陽電池輸出功率。即約在攝氏25度時,以1,000W/m2強度的陽光,光譜為AM1.5的照射,可輸出1瓩電力之太陽電池容量,稱為1峰瓩。此際假設了裝置接收太陽能皆處於峰值,完全發揮效能,中央氣象局年平均日照統計,北部3.5hr/day,中部4hr/day,南部4.5 hr/day。本表以中部4hr/day為推算基準。)

因此,每度電成本為17~20萬元除以29200 kWh(度),每度電價格約為5.82~6.85元。

以這種方法估計(已較許多估算方式樂觀),雖然光電系統設置完畢後即不再需要支付電費,但因為建置成本過高,所以每度平均成本,仍較現況下的電價高了兩倍多,人民因此往往缺乏誘因使用太陽能發電。況且,目前要供應一家每日所需電力,約需4kW裝置容量設備,對此,有多少家戶能短時間支付金額數十萬的太陽能系統? 對此,政府實施相關鼓勵措施,100年度新設再生能源發電設備所生產電能,按公告躉購費率收購20年。以增加人民使用太陽能發電的誘因。對人民來說,可獲利的部份在於非尖峰用電期所多生產的電能,可賣予政府賺取利潤。如圖

此外尚有「再生能源發電設備示範獎勵辦法」,依規定此時可對每峰瓩申請八到十萬不等的補助額。然而補助辦法排除屋頂型、地面型,限於整合型光電系統,對於已建成的房屋可能難以適用。且十峰瓩規格超過一般家戶所需電量,探其本意,補助對象的設定,僅在於大型建商的建材及電力系統選擇,因此,補助對於市場需求的幫助,效果尚待觀察。

而且,探究太陽能發電的成本居高不下的原由,除卻前已討論的技術水平、原料問題外,是否還有其他因素?

以現況的技術水平所維持的成本為背景討論,如台北大學自然資源與環境管理研究所教授張四立指出,真正的問題在於用電價格,便宜的用電影響產業發展的方向。台灣的電價並未反映台電發電的真實成本,如民國99年台電平均每售電1度,即虧損0.15元,售價竟低於成本。換句話說,台灣過於低廉的電價造成了再生能源與傳統用電之間的差距,比實際成本差距更大的狀況。進一步惡化再生能源的劣勢。

因此,在電價結構無法提供民眾改變用電模式的積極誘因之下,市場目前仍習慣選擇傳統發電方式,內需市場難有效的拓展,連帶使得國內產業規模無法擴展,產量無法突破,這又將進一步助長成本無法壓低的困境,所以產業自然無法提供一般家戶使用成本更低廉的太陽能光電設備。

所以,縱觀太陽能的成本問題,不僅只有技術水平因素,現況的價格結構亦是成因。此時非常需要政府的介入來阻斷這種惡性循環。

電力市場本質上非常接近獨占性市場,台灣的脈絡下尤甚,而獨占性市場的特色即在,新進產業與原存於市場中的獨占產業在規模上懸殊差距,將反映在兩者的成本上,新進產業往往因成本高於原產業過多,而在巨大的市場門檻下,不得其門而入。因此,若政府不採取積極的補貼政策,太陽能產業本就難以憑自身之力,彌補發展初期的規模劣勢,但從上面的討論可以發現,政府現行的政策,並不能積極而有效的帶動市場需求成長。由此觀之,過高的成本及龜步的產業成長並不意外。甚至,技術的進步緩慢,也正因為孱弱的產業規模不能提供足夠的資金挹注所招致。

天候條件

暫且撇開技術水平及發電成本的問題,假設台灣已有一定比例穩定發展的太陽能產業,然而,天候卻也是另一個無奈的干擾因素。如前述,台灣目前的平均日照時數只在4小時左右,這還不包括雨季來臨時,若干地區將面臨長期缺乏陽光的環境,這都將影響太陽能發電的效果。

目前的太陽光電系統共分三種

1.獨立型(Stand-Alone)太陽光電系統

2.市電併聯型(Grid- Connected)太陽光電系統

3.緊急防災型(獨立/併聯混合型)太陽光電系統:

這幾種設計多為當日儲存能源,於無法產電時轉而使用蓄電池,或直接與台電供電系統併聯。在遭遇長期陰、雨日,例如基隆曾連續三十天綿雨不絕,恆春亦曾連續二十天下雨,此時因為沒有可供系統充電的區間,太陽能供電系統將無法發揮作用,只能依靠其他形式的供電系統。

而目前的解決辦法不外乎以下兩者。

1. 太陽能電池當作補充電力:只讓太陽能電池在日間提供服務,電力網的尖峰負載

2. 把白天的太陽光能轉成其他的能量形式加以儲存,例如蓄電池、飛輪裝置、壓縮空氣、抽蓄發電廠等,到黑夜的時候再把儲存的能量釋放出來。

第一個方案直接放棄太陽能作為穩定供電來源的可能性,而第二方案其實也就是現行的狀態,以蓄電池等形式來儲存多餘能源,供應夜間或雨日之需,但也意味著將受到氣候左右。第三個方案可以完全解決氣候問題,但此技術至今處於研究階段,成效未定,且台灣是否擁有美日的太空科技,也尚有疑慮。

政府政策

「再生能源發展條例」

明訂再生能源發電設備獎勵總量為總裝置容量六百五十萬瓩至一千萬瓩。

2015年應達到設置使用十萬戶(合計容量320MWp),2025年達到1,000MWp

永續能源政策綱領」─「淨源節流」

積極發展無碳再生能源,運用再生能源開發潛力,2025年占發電系統的 8%以上。

投資經費部分,能源局報告指出德國、日本等先進國家於1970~1980年代即投入發展能源相關科技,我國自1990年代才起步,投入研發時間較晚,研發經費亦低於先進國家。根據2005年的統計,美國投入再生能源領域之研發經費總額為我國的17倍,日本8倍,德國6倍。即使是人口僅有1,600萬的荷蘭,其投入再生能源領域的研發經費也達到我國的2倍,研發經費不足將成為我國節能減碳技術開發取得突破性進展的重大瓶頸。

況且,台灣的電力結構,長期以來由半國營的台電所獨占,而目前負責發展再生能源的主體卻也是台電。若積極發展再生能源,意味著家戶將從使用傳統能源,轉向於房屋上裝置太陽能光電系統,自行生產電能,台電有可能有誘因,積極推動一項將使得自身市佔率不斷下降的產業嗎?退一步來說,若現況的獨占產業結構不變,台電自然有穩定的收入來源,他又何苦投注資金在不確定的未來產業之上?所以,以台電作為主體,本身便是政策上的謬誤。

環團對政府能源政策綱領提出猛烈的批評:

1.政府目標設定保守,步調過慢:

立委田秋堇指出,相較於德國預計2050年再生能源比率將提升至80%;愛爾蘭在2020年時將有36.4%電力經由再生能源供應,台灣的態度顯得太保守。

而王塗發教授認為台灣完全忽視近十年來再生能源的快速發展趨勢,2008年底,德國累計風力裝置容量已達202.87億瓦(約相當於我國7.5座核四廠的裝置容量),台灣的風資源,光平地就足夠設立約3000MW台灣發展太陽能發電的條件與潛力遠優於高緯度的德國與日本(目前發展太陽能發電最積極的國家),將再生能源占發電系統比重由6.0%提高到12%以上(如上述,現況已有5.5%水準),並非不可能,是政府要不要做,以及有無決心與毅力的問題。

2.能源需求預估:綠盟指出,面積和經濟成長率與台灣相當的愛爾蘭,2020年能源需求量僅小幅增加2.8%,但台灣卻大幅增長31%。一方面是因為能源局在規劃未來10年的能源發展綱領時,將目前尚有爭議的開發案都列入考慮,另一方面則是因為能源局並沒有積極提升能源效率,導致能源都被浪費了。

3. 政府刻意打壓再生能源發展2010 8 16 日行政院討論再生能源發展目標與配比問題,認為太陽能發電裝置申請已過多將會衝擊電價,不僅調降躉購價格,並修訂「再生能源發電設備認定辦法」添加許多光電申請程序、各類施工及測試報告等。
然環團認為,2009年太陽光電的發電量800萬度,僅為總發電量的百萬分之35。如果躉購價是平均發電成本的10倍,太陽光電擴張10倍,對電價影響也僅百分之0.35,況且隨著規模擴張,成本將會降低,影響會顯的更小。所以,藉此作為壓抑再生能源成長的政策理由,並不妥當。

結論

台灣的技術水平,雖然具有原料依賴、技術缺乏差異化、專利化等劣勢,但因為半導體產業的成熟發達,特別在新世代的太陽電池、高效率光電模組等部份已有世界一流水準,2008年台灣太陽電池產量達850MWp,佔全球12%,其實具有高度發展潛力。然而此尚需政府政策支持,台灣目前再生能源資金投注遠低於許多國家,連帶影響內需市場茁壯及技術突破,產業鏈建置等,政府必須扮演更積極角色。

台灣的發電成本一如目前各國所遭遇的情形,即便樂觀估計,仍高過一般發電成本,且在太陽能系統一次購置昂貴,且能源來源不穩定情況下,民眾安於傳統用電方式,是合理的結果。而不合理的電價結構助燃了這項劣勢。在國內市場無法擴展之下,產業規模無法擴增,成本則難以壓低,這又導致,甚至即是技術突破缺乏資金的原因,成為一個相扣的惡性循環。對此,本該維護產業發展的政府,雖提出購電的配套措施,但一方面限制裝設裝置申請量,一方面並未提出真正具有實效的補助政策,將不利於太陽能產業正常的市場化。

於台灣天候限制部分,台灣的平均日照僅約為四小時,且尚須考慮長期陰雨問題,太陽能發電本質上並不適合作為基載電力,因此,是否能以再生能源完全取代基載電力,如燃煤、核能等,或提高低碳潔淨能源(如天然氣等)的使用,需要反對者提出進一步論述,否則,單自太陽能角度切入觀之,台灣尚難完全擺脫對於燃煤、核能的依賴。

無論環保團體,亦或政府報告,都已點出台灣政府對再生能源產業有關注不足、甚或深層心態上,傾向限制發展,若政府不能積極輔助產業發展,促使民眾轉而使用太陽能,以台灣目前發展環境及用電結構,實難取得突破性的進步,這不僅有違當前能源發展趨勢,也浪費台灣的發展優勢。

節能產業

在討論再生能源之餘,尚需對台灣的節能產業發展做簡單的介紹。

台灣目前正在發展的節能技術,可分為五大領域,包括:

1. 冷凍空調技術:中小型、中央空調設備與系統、冷凍冷藏、冷媒等

2. 照明系統技術:高效率照明電控與燈具、LED照明系統等

3. 區域能源系統技術:汽電共生、高效率燃燒、鍋爐系統、廢熱回收再利用等

4. 建築節能技術:建築外殼節能建材、建築節能設計/評估技術等

5. 能源技術服務產業

這五大領域涵蓋範圍從產業界到一般家戶生活,面向及發展相當複雜,且有鑒於汽電共生系統目前於台灣已成火侯,且能在短期內提升發電比例。因此,以下將集中介紹區域能源系統技術中的汽電共生系統,並將試圖以此對其他領域進行粗略的趨勢評估,推測其未來於能源結構中所能帶來的幫助。

汽電共生 Cogeneration (combined heat and power, CHP) 為一種工業製程技巧,主要指涉兩種型態的能源利用。第一為將發電後的廢熱用於工業製造,或是利用工業製造的廢熱來發電,目的皆在達到能量的效率最大化。

優點

1. 與再生能源效用雷同,汽電共生系統可減少15%到35%的燃料,因大幅提高能源使用效率,可以減少能源投入的數量,進而降低我國的進口能源依賴度

2. 降低國內廠商、業者的能源成本,多餘的電力又可以賣給台電公司,提高廠商的獲利率,且亦能降低台電發電負荷

3. 裝置汽電共生設備便能擁有雙重電力來源,提高業者的用電自主性,降低停電、限電的壓力陰影。不因台電跳電、限電而造成生產停擺。

4. 汽電共生廠往往在使用對象附近建造,不需大型電廠長途送電的高輸配電成本,此將減輕公用電力事業的電源開發成本。

5. 美國能源部(DOE)研究報告,燃煤機組效率每提升1%,則減少0.01kg/kwhCO2排放量,若以汽電共生系統總裝置容量1,200萬瓩(2025年目標)取代傳統燃煤機組,推估每年可減少1800萬噸CO2排放量。

現況

台灣的汽電共生系統裝置容量,在民國99年已達758.3萬瓩裝置容量,佔總裝置容量達15.6%且單與台電本身所提供的裝置容量相比,甚至達23.1%

若再觀察核能的裝置容量比,其僅佔總額的10.1%。另外,尚未營運的核四裝置容量為270萬瓩,更僅佔不到5%的比例。

我國使用量最高的蒸汽渦輪系統,總熱效率雖美國的技術差距雖不大,但仍有進一步突破空間。且對於本文而言較為重要的在發電效率部份,目前遠低於美國,若針對提供電能來看,我國若能積極研發,或向美方取得更新穎的技術,以目前的數據看來,同樣數量的機組廠房,可帶來加倍的電能產出。由此可知,汽電共生系統的電能產出,仍具有高度的成長潛力。

政策

了解汽電共生系統的益處、現況發展及技術潛力後,再來觀察政府政策對產業帶來何種影響。經濟部能源局在電源開發規劃報告中,根據「永續能源政策綱領」,設定民國 109 年汽電共生系統提高至 1,000 萬瓩裝置容量的目標。而全國能源會議亦將提高能源效率列為推動重點。

根據台灣汽電共生協會的報告指出,目前因缺乏優惠獎勵措施,且餘電收購價格不合理,部分汽電共生業者因經營困難而關廠,自2005~2008年僅增加27萬瓩,呈現成長停滯現象,已如前述。政府於「汽電共生系統實施辦法」中取消了優惠購電的措施,並於2006年的修訂中,改變大型合格機組之餘電購電費率,然而是否真如汽電共生業者所述,則有待商榷。如2007年國內電業法修正後,汽電共生業者不再只能將剩餘發電躉售給台電,可自由售電給一般用電戶或就近賣給工業區內客戶,此措施解決過去常為躉售電力價格合理與否、有無圖利業者的爭議,可見政府措施並未一昧傾向壓制汽電共生的發展。

展望

汽電共生系統的應用一般可概分為產業用與商業用(或民生用)兩大類。前面已論及產業用系統的發展,並已是政府政策目標之一,故以下試著推測商業用系統的發展可能性。

商業用系統指需要供應大量熱水或冷暖氣空調的行業,諸如旅館、百貨公司、飯店、醫院、辦公大樓及學校等。在歐美國家商業用氣電共生系統發展相當蓬勃,但台灣並不像歐美國家,設置的主要功用可能只限於夏季的冷氣需求,此外,台灣缺乏主要能源汽油的自給,加上電價相較於歐洲國家明顯偏低,人民沒有積極的誘因轉而使用以節能為特色的汽電共生系統。

因此,要期待商業用系統如日本晚近的顯著成長,仍需回歸台灣的電價結構,必須適度的反應真實的發電成本,才能讓民眾感受電價成長對生活帶來的影響,進而產生尋找節能途徑的誘因,此際,商業用汽電共生系統或許能如日本一般,在產業用系統面臨成長趨緩問題時,成為市場成長的主流。

總評

從上述中可以得知,目前的汽電共生系統,裝置容量比例早已超越核能,且若照預估之成長量,於九年後,裝置容量的成長比例,幾乎便是一座核四廠的裝置容量,此際還不包括前述的商業用系統成長,或是藉由調整產業結構等可能所帶來汽電共生系統設置的新誘因,甚至是各種類型的再生能源成長。

再生能源是幾乎潔淨的能源;而汽電共生系統,除了有遠高於現行火力發電的能源效率、減碳效果、還有許多附帶的利益,且更重要的是,發電上,汽電共生近似於能提供穩定電源的基載形式,這個層面上,它比再生能源更適合作為取代核能的產業。若是能肯認以上的論述,那麼,為什麼政府仍堅持維持引起諸多爭議的核能產業,乃至於核四的營運?

我們試著從政府的報告中尋找答案,根據經濟部能源局「長期負載預測與能源開發規劃摘要報告」中的推估,我國的尖峰負載率從民國 99 年的 3,599.0 萬瓩升至民國118 年的 5,803.3 萬瓩,漲幅高達六成,這正如於太陽能部分論及的環盟批評,當許多國家的能源需求只呈現微幅成長時,我國政府的預測卻不斷上揚而無止境。此際,核四廠的營運,在無法遏止的能源需求漲幅下,便成為維持尖峰負載率重要的一部分,這也正是政府始終堅持核四運轉的理由。

然後,我們再看看政府對於維持長期負載的政策,於同一份報告中,列出下面四點政策目標:

1.積極發展無碳再生能源,有效運用再生能源開發潛力,於 2025年占發電系統的 8%以上。

2.國內天然氣未來使用目標:預估天然氣進口量民國 114 年達到1,600 萬公噸,其中 1,198 萬公噸用於發電;2025 年燃氣占發電系統比重的目標為 25%以上。

3.將核能作為無碳能源的選項。

4.擴大推廣汽電共生系統,預計民國 109 年提高至 1,000 萬瓩。

在這之中,我們沒有發現任何有關節能,提升能源效率的政策目標,只有一昧的開發新的能源來源,從再生能源、低碳天然氣乃至於核能,然而,在各國都以提升效率、節省能源做為重要政策之際,台灣難道沒有任何一點可能,從這條途徑中尋得減低能源需求、降低尖峰負載率的契機?而是放任著無效率的能源使用,坐觀其不斷上探?

於是我們試圖從這個角度切入,試圖推論一個可能性,台灣的能源需求不該是消極的滿足成長,相反的,我們應該,也具有能力翻轉這個局面,藉由提升能源效率及節約能源,來維持一定的用電水平,此際,核四乃至於整個核能產業的存續便是可以被挑戰的。

與許多歐洲國家相較,台灣的用電效率低落,也少有節約能源的習慣。這一點或許正源自台灣的電價長期未反映真正的用電成本,比起歐洲國家人民,因為電價對民生具有影響力,因此有積極的誘因尋求節能途徑。以時間電價為例,各國普遍都有時間電價的制度設計,電價在尖離峰期有不同的價格,在台灣,甚少聽說民眾積極利用較便宜的電價期儲電,在尖峰期使用以避開高電價期;然而在歐洲國家,儲存低電價期電力供應高電價期的用電卻是常態。

這有幾個重要的意義,第一是,用電尖峰期往往電價高,一般來說,尖峰負載率的計算是以高於尖峰期的備載容量為標準,如果人民普遍有儲存低電價期的電能來供應高電價尖峰用電的習慣,代表尖峰用電量將會被稀釋,向一般用電量靠攏,此時,絲毫不需增加發電機組,就能夠結構性的增加備載容量率。第二則是,從這樣的生態中可以發現,歐洲國家人民在乎電價,進而產生尋找省電方法的積極動機,這連帶著能帶給節能產業、再生能源產業需求面的刺激。

諸如前面推論的能自行產出電能的商業型汽電共生系統、以及太陽能光電系統等的需求俱會提高,並能協助相關產業的規模成長,再進一步降低其供給成本,產生一種良性循環,而高效率的用電則意味著裝置容量、原料需求的相對降低,可以遏止電力需求的惡性膨脹,並增加潔淨能源在電力結構中的比例。

  然而此際尚有另一個因素須考量,假設台灣的電力結構受到台電的壟斷,特別是運輸電力的電力網、及配電管線的獨占,也將阻礙產業界以及家戶產生追求效率的動機。因為家戶只能消極接受台電的供電,即使某家汽電共生廠藉由較低的成本產出剩餘電力,也僅能藉由售與台電而由其配置一般家戶,而非一般家戶能直接取得低成本高效率的汽電共生產電。縱使家戶採用太陽能系統,餘電亦只能賣給台電,簡而言之,前述因為電價而生的經濟誘因,在受限的市場之中,因為無法自由作出對自身最有利的選擇,人民無法尋找最具效率的電力來源,而產業積極提升效率,提供更好的電力品質,並不能吸引更多顧客,獲得相對應的市場報酬,故開放電力市場自由化,是另一項需配合的條件,此際交由市場的運作,某種程度上將能將產業結構帶至效率化、節能化的方向。

  我國的電業法在民國100126通過了修正草案,全面開放綜合電業、發電業、輸電業及配電業。且用戶擁有購電選擇權,可自行選擇向綜合電業、發電業或配電業購電等,可說是正式進入了電力市場自由化的時代。其實從前述資料可以發現,目前台電的發電裝置容量,只佔六成多的比例,已有相當程度的比例掌握在產業界及民營電廠手中,故開放了輸電與配電的經營權後,可以期待在未來台灣將有一定活絡程度的電力市場。

  不過除了政府採逐步開放市場,短期內電力市場化的成效難以彰顯外,前述因電價反映成本而生的誘因尚未在台灣體現。另外,台電長期的獨占心態於實務上不利於再生能源以及節能產業進入市場,而因為規模懸殊而生的成本劣勢,於進入市場初期,需要政府介入扶助,以上幾點,皆需要政府扮演積極角色,提供產業及民眾提升效率的誘因,扶助產業進入市場,並遏止台電繼續存在著消極壟斷心態,阻礙產業結構的效率化、潔淨化。

  以上的推論,有許多在實務面都還困厄重重,然而,大陸社並不是政府的精算師,我們不必負起為了將核能退場,市場到底該效率化到什麼程度,而節能產業、再生能源該佔多少比例的舉證責任。相對的,我們所要做的,是在可探查、透明化的資料中,尋求一種可能,而這個可能是,只要產業結構作簡單的微調,無論起因是輕微誘因的刺激、政府的補助增加等,我們發現,台灣的能源需求不盡然得無限上綱,而人民不見得總是對再生能源卻步、產業並非對於效率化所帶來的成本降低沒有興趣。

  在這種趨勢下,小至民眾所使用的節能設備,大至氣電共生系統的成長,我們不認為充滿問題的核四,是維持備載容量率的必要之惡,它的存在可以輕易的被同樣適合做為基載的汽電共生系統所取代,而且甚至,我們根本不需要增加它的裝置容量,因用電習慣改變而和緩下來的尖峰用電,自然就能提供多餘的備載容量,以不變動、不增加任何汙染的方法將充滿風險的核四退場,政府該如何抉擇,應是顯而易見的。

  更長遠的來看,若循著一貫的邏輯,核能產業能被相對更不具污染性及風險的能源形式所取代,所有核電廠的除役,並非不可期待,且俱備充足的正當性。

  

  以上是就再生能源及節能產業的觀點探討核能存廢時,我們要提供給各位的訊息。

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