親愛的網友:
為確保您享有最佳的瀏覽體驗,建議您提升您的 IE 瀏覽器至最新版本,感謝您的配合。
最新

安樂死難題:許一個善終,完成人生旅途的《天堂計畫》

趙家緯、蔡卉荀/節能加三接——才是台灣的非核減煤路徑

觀塘液化天然氣接收站(三接),連結外推碼頭的道路。 圖/聯合報系資料照片
觀塘液化天然氣接收站(三接),連結外推碼頭的道路。 圖/聯合報系資料照片

(※文:趙家緯,台大氣候變遷與永續發展學程兼任助理教授。蔡卉荀,地球公民基金會主任。)

面對氣候緊急,全球各國多以「2050淨零排放」為目標,提出短中長期的減碳路徑,台灣也不能例外。為了全面加速淘汰化石燃料,必須同時推動節能與綠能,並輔以天然氣作為橋接能源,才能兼顧環保與發展需求,更快達到減碳效果。

總能源負成長,但不執著於電力零成長

為了協助各國擬定減碳策略,國際能源總署(International Energy Agency,簡稱為IEA)提出全球能源部門2050淨零路徑圖(圖一),指出2040年全球每發一度電的碳排應該是零的階段目標。在圖一中可以看到,為了達到電力排碳為零,2020年至2040年必須快速削減燃煤發電至零,同時大量發展風力與太陽光電等再生能源。

天然氣雖也是一種化石燃料,但因其汙染與溫室氣體排放量都比燃煤少很多,又可搭配再生能源快速升降載,因此國際能源總署建議,在未來十年內仍需增加天然氣,以便快速取代燃煤、輔助再生能源發展,2030年達到階段性目標後,開始在全球加速削減。換言之,現階段天然氣在全球電力系統中必須扮演橋接的角色。未來五年間,全球燃氣發電量也須增加26%以上,併同綠電增加,才可使總燃煤發電量削減三成。未裝置碳捕捉封存的燃氣發電量在2030年時回到2020年的水準,然後在2030年到2040年間大幅減少九成。

圖一、全球能源部門淨零路徑圖(「燃氣橋接」為筆者所加註)。 圖/IEA(2021)
圖一、全球能源部門淨零路徑圖(「燃氣橋接」為筆者所加註)。 圖/IEA(2021)

那麼在這個淨零路徑中,整體的能源與電力消費型態如何呢?國際能源總署預測,2020年起全球整體能源消費將逐年減少至2050年削減17%,這其中包含石油消費年減4.2%、煤炭年減5.4%、電力的消費則是年增2.5%(圖二)。若併同提供發電用的天然氣,則2025年時的全球天然氣供應量是成長9%達到高峰後,再進一步下降,呈現先增後減的趨勢。

圖二、全球淨零路徑下最終能源消費變化圖。 圖/IEA(2021)
圖二、全球淨零路徑下最終能源消費變化圖。 圖/IEA(2021)

大家或許會問,若要達到減碳,為何不是電力零成長呢?這是因為製造業及交通部門在減碳過程中,除了提升能源效率、減少能源消耗之外,也需將原本直接燃燒化石燃料的過程轉為以電力驅動,因此造成用電量增加。例如,電動車增加用電,大幅減少石油用量;石化業將煤油製程改為用電以減少污染。要注意的是,用電增加並不代表排碳也會增加,因為只要電力來源是低碳的再生能源,就能在電氣化過程中達到減碳效果,若再加上製造業節能、私人載具轉為大眾運輸等作為,就可以讓減碳效益再加成。

先進國家的淨零路徑與IEA同步

能源轉型先驅的德國,其擘劃的淨零路徑包含三個目標:2022非核、2030淘汰燃煤發電、2045達到淨零排放。新政府上台後,提出2030年的目標是再生能源佔比達到80%,而天然氣作為能源轉型的橋接能源,則將從現在的11%翻倍增加到20%。重工業減碳製程則以氫能替代,在產氫過程中則會增加電力消費。

全球減碳模範的英國,在很多情境預估都指出,未來英國同樣會因為電氣化過程導致用電增加,2050年的電力需求甚至較2020年時倍增,但總體能源消費與排碳量都會下降。(圖三)

英國氣候變遷委員會淨零路徑下的電力需求預估。 圖/氣候變遷委員會(2020)
英國氣候變遷委員會淨零路徑下的電力需求預估。 圖/氣候變遷委員會(2020)

簡言之,國際談淨零路徑,追求的是整體能源消耗的減量,尤其化石燃料的削減,但並不執著於電力零成長,以免忽略整個電氣化過程的減碳效益。

台灣的淨零路徑也需要天然氣橋接

那麼台灣的淨零路徑又該如何呢?根據筆者與美國西北太平洋國家實驗室的研究團隊應用IPCC認可之全球變遷評估模型(Global Change Assessment Model)推估,為了達到2050淨零,台灣的整體能源需求量在未來30年要削減25%,用電成長幅度要壓到每年1.3%以內。在這樣的水準之下,台灣淨零路徑中除了全力提升綠能、大幅削減燃煤與石油之外,天然氣在未來15年內會先增加,到2035年後才開始削減(圖四)。

圖四、台灣淨零路徑推估模型。 圖/趙家緯(2020)
圖四、台灣淨零路徑推估模型。 圖/趙家緯(2020)

有人說「因為台積電擴廠、外商回流,導致我們用電成長率大於2.5%,才會需要這麼多天然氣。台灣應該先追求用電零成長,而不是先增加天然氣」,但此詮釋與主張應須再商榷。

首先,經濟部所提出的每年2.5%用電成長預測,對於關注整體氣候政策與能源轉型進程的學者與團體,亦不能接受。雖然今年因為景氣大好,在GDP成長率破6%的狀況下,導致用電成長幅度超過4%,但後續若可全面強化工業用電管理,要求其應大舉增加節能投資,充分實踐節電潛力,達到每年電力密集度進步2%時,則可在未來GDP成長率維持在3%時,將用電成長率抑制在1.3%左右。

再者,筆者在2013年提出「用電需求零成長」作為政策目標建議時,所參酌的國際研究,是由於當時尚未考量到為了要達成淨零,而需要高度電氣化所衍生的電力需求;且對接台灣的現況,因為台積電等電子業的擴張,加上製造業與交通部門為了減碳的電氣化,用電需求成長為達成能源消費負成長的必備要素。因此比較合宜的能源轉型路徑規劃,應是以用電成長率控制在1.3%以內為目標,提出電子業、製造業、交通、建築及住商部門的節能政策。

最後,縱使我們要以用電零成長為目標,還是需要增加天然氣,因為只靠節能無法快速消減燃煤,理想且可行的路徑是節能、綠能,再加上天然氣作為能源轉型過渡期的橋接能源,才能讓減煤、減污、減碳的速度更快。

2025年後,核能就不會是台灣的減碳工具,因為核一廠已經開始除役拆廠,不可能再發出任何一度電。核二廠一號機因為燃料池爆滿而無法再發電,核三廠依法必須在2020年前提出延役申請,此時已超過期限,必須在2025年如期除役,核四廠則要等至少15年還不一定能發電。因此,如果我們要大幅削減煤炭與石油,不可能靠核能,必須發展再生能源,並以天然氣作為過渡。

少了三接將拖累台灣減碳與淨零目標

那麼台灣需要多少天然氣呢?依據2019年「能源局公投後能源政策重新評估資料」,在國內提升燃氣發電、工業區鍋爐煤轉氣的兩大趨力下,2025年全國天然氣需求將達到2,490萬噸。目前高雄永安與台中天然氣接收站都已經超過負載,縱使擴建工程如期進行,屆時也只能增加到2,050萬噸,必須興建新的天然氣接收站,才能增加台灣的天然氣供應量。

目前的規劃是興建桃園大潭第三接收站、基隆協和第四接收站、台中台電第五接收站,透過北中南接收站的建設,滿足天然氣需求量,同時分散供氣風險,確保供氣安全。

但如果今年第20案公投通過,第三接收站必須遷離桃園大潭,將導致2025年供氣不足,縱使四接、五接完工供氣,永安與台中接收站犧牲供應安全來超量接收,仍會短缺150萬噸氣源,換算約為一百億度燃氣電力。

在核能無用、再生能源增量不足下,就會需要靠增加燃煤來彌補,將使台灣增加450萬噸排碳量,整體減碳進度延誤21%。更令人擔心的是連鎖效應也可能導致四接、五接的計畫難以進行,導致2025增氣受阻,全台天然氣供應不足使燃氣電力佔比將只能增加到42%,燃煤只能降到36%,雖仍有減煤,但效果大打折扣,更難達到淨零目標。(圖五)

圖五、缺乏三接導致一百億度氣電缺口,連鎖效應更使燃煤只能減到36%。 圖/趙家緯製圖
圖五、缺乏三接導致一百億度氣電缺口,連鎖效應更使燃煤只能減到36%。 圖/趙家緯製圖

細緻來看,少了三接,會使原本可以在2025年除役的麥寮燃煤電廠無法如期除役,或使全台最老舊的興達燃煤電廠無法如高雄人期待提前於2025年除役,台中火力電廠也可能有二至三個燃煤機組無法如預期提前除役。少了三接,台電預估備轉容量率將降至7至8%,這也會使原本可以停機備用的興達電廠必須加入啟動發電,讓中南部的減汙減碳更加困難。(圖六)

圖六、少了天然氣,台中、興達、麥寮燃煤電廠需多發電。 圖/趙家緯製表
圖六、少了天然氣,台中、興達、麥寮燃煤電廠需多發電。 圖/趙家緯製表

節能加三接,非核減煤更順利

綜合前述,台灣必須達到淨零排放,但必須提出切合實際可行的路徑。節能、發展再生能源都是我們要努力的,但並非一蹴可幾,必須將各部門減碳需求、經濟與國安需求、環境與社會條件限制綜合考量,不能偏廢任何一方,應容納多元解方的協調與時程規劃。

現階段台灣需要天然氣作為轉型的過渡能源,目前政府順應民意所提出的再外推方案是相對其他任何主張都更能兼顧保育最大化、減煤減碳最小化的方案,呼籲大家對第20案公投投下不同意。

中油三接工程進度約36%,由於外推方案三接天然氣供氣延到2025年。 圖/聯合報系資料照片
中油三接工程進度約36%,由於外推方案三接天然氣供氣延到2025年。 圖/聯合報系資料照片

留言區
TOP