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傳統能源的華麗退場

 

台灣在能源轉型之路上左右支絀,同時面臨了2020年減碳至2005年水準的目標、福島核災後大眾對核安的疑慮,以及依舊低迷的再生能源發電占比。根據能源局能源統計月報,2017年上半年發電結構變化劇烈且趨於集中。主因為核能電廠進行歲修,較去年同期減少近一半,僅佔7.44%;同時,火力發電則大幅提升至86.63%。然而,過度集中的發電結構容易因單一意外,在用電尖峰的時期釀成供電的危機,815全台大停電便是此況的案例。因此,在以發展再生能源作為政策主軸的情況下,如何以不同的傳統能源建立起穩定、安全的發電結構,是短期內最關鍵的一環。

 

2016與2017年上半年發電結構變化/資料來源:能源統計月報

2016與2017年上半年發電結構變化/資料來源:能源統計月報

 

筆者將先檢視再生能源現況,以及仍須傳統能源的原因;並在考量台灣現況下,以創造價值的角度分析傳統能源的配置並給予建議。

 

發展再生能源是共識,但需要時間

 

再生能源具有取之不盡,用之不竭的特性,是世界各國都在極力發展的能源。2016年全球再生能源發電容量較2015年增加了9%,為增加幅度最大的一年;值得注意的是再生能源的新增發電容量佔該年度的62%,因而提高再生能源發電量的佔比至24.5%的新高。相較之下,非再生能源的新增佔比減少,使得非再生能源的發電比例下降1.04%。

 

然而目前再生能源仍具低密度、高成本以及季節性的特性,需要電業法、智慧電網與儲能設備等軟硬體基礎設施,才能更加廣泛的應用再生能源。以最關鍵的智慧電網而言,目前主要問題在於前置作業曠日費時。致力於發展再生能源的歐盟早於2005年便已擬定智慧電網的發展方向,並預期2020年完成80%的替換率,耗費約15至20年的時間完成智慧電網的普及。相較而言,台灣於2011年才開始規劃智慧電網,並規劃於20年後才能達到廣泛應用的階段。而在2015年效益評估之結果不佳,顯示基礎建設與技術的進度都不如預期下,再生能源導入全國的用電並達到一定的規模恐怕還有一段路要走。

 

傳統能源能為再生能源創造機會

 

鑑此,過渡期內傳統能源的選擇是否得宜,將影響台灣發電的穩定性以及競爭力。目前最多人討論的是火力發電與核能發電的取捨,討論的面向則以安全、成本以及環境污染等角度為主。筆者認為在發展再生能源的同時,傳統能源的選擇策略應與再生能源的發展策略穩合,以下就探討傳統能源能為再生能源創造價值的角度切入,作為短期內選擇發電結構的依據。

 

在長期減碳並建立非核家園的前提下,為維持供電的穩定性並達到減碳的目的,應採漸進式的策略來選擇發電資源。筆者認為以燃氣取代燃煤,並維持核能的發電,直到再生能源達到一定的規模效益後再慢慢去核是目前的最佳方法,並提出以下緣由。

 

天然氣的互補性可作為過渡性能源

 

燃煤廠為基載發電廠,提供長期且穩定的發電,若為減少排碳而大幅度地降低發電,則可能影響供電的穩定性。因此考量以排碳量較低、啟動彈性高的天然氣取代煤作為過渡性的發電,不僅可以降低排碳,也可以維持供電的穩定。此外,天然氣在許多方面的互補性可以為再生能源創造價值並降低風險。美國全國經濟研究所(National Bureau of Economic Research, NBER)的研究指出,在26個OECD國家樣本內,長期而言每增加1%的天然氣發電產能,會使再生能源發電產能增加0.88%。兩者在三個方面產生綜效:

 

  1. 燃料成本的波動:天然氣面臨未來燃料價格波動的風險,再生能源則不需燃料且發電成本相對穩定的特性能降低整體的發電成本。
  2. 財務投資:再生能源初期資本支出與研發費用高,尤其經驗與技術上的不足會額外增加財務風險,反之天然氣發電的初期成本低且技術相對純熟,因此提供減輕資金運用壓力效果。
  3. 供電穩定性:短期內再生能源無法有效儲存而導致供電變化大,天然氣穩定發電的特性則能保障供電安全。

 

筆者整理天然氣、風力與太陽能之發電特性與現況,以供讀者比較。其中風力與太陽能為台灣最具潛力之再生能源。

 

天然氣與再生能源之互補性

 

綜合以上特性,使用天然氣作為過渡期的發電能源,短期內可以達到減碳的效果並與再生能源相輔相成;長期而言,當再生能源逐漸穩定能成為基載發電廠時,天然氣發電廠有轉為中尖載發電廠的彈性。因此天然氣發電之於再生能源發電有戰略上的輔助地位

 

核能短期內確保供電穩定

 

然而,台灣的天然氣仰賴進口,並只能透過海運將液化天然氣運至兩處接收站。目前兩處接收站的儲量僅約16天,雖然第三處接收站已著手規劃並預計於2023年逐步供氣,容易缺氣的難題恐怕是短時間無法紓解的。除了天候不佳會造成供給不易之外,若不幸戰事發生,海域遭遇敵方封鎖時,嚴重的國安問題更可能產生。因此筆者認為,在再生能源達成一定規模之前,使用安全有效的核能發電維持供電安全恐怕是必要的。此外,台灣再生能源屬於發展的早期,急需政府、民間穩定的投資與研發。使用穩定且效率高的核能以避免限電的可能,提供台灣一個良好的經濟環境,使其能全力投入再生能源的發展,是及早實現非核家園的方法。

 

結論

 

低碳無污染社會是我們的終極目標,火力與核能等傳統能源終將面臨退場。但與其斷然結束傳統能源的發電,本文以為再生能源創造價值的角度去探討傳統能源在發電結構裡的定位,期許用循序漸進地的退場模式維持供電穩定、安全以及再生能源的投資與研發環境,加速能源的轉型並最終完成減碳無核的目的。

 

 

資料來源

 

  1. 能源月報,經濟部能源局
  2. Capital Cost Estimates for Utility Scale Electricity Generating Plants 2016, EIA
  3. Global Trends in Renewable Energy Investment 2017, UNEP
  4. Renewables 2017 Global Status Report, REN21
  5. Bridging the Gap:
Do Fast Reacting Fuel Technology Facilitate Renewable Energy Diffusion , NBER

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