杜紫宸觀點:蔡政府應以產業角度解決能源不足問題

2016-08-08 07:00

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以產業角度解決能源不足問題,創造新能源的同時,儲能也非常重要。(資料照,風傳媒)

以產業角度解決能源不足問題,創造新能源的同時,儲能也非常重要。(資料照,風傳媒)

蔡政府綠能政策3個主軸:節能、減碳外,還強調非核。蔡政府還排定優先順序:非核、綠能、減碳,2025年全面不使用核電,蔡英文政府不同層級包括院長跟部長等,多次闡明這是一個很明確且不會改變的政策。

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在非核的前提下,必須把現有的核一、核二、核三廠分次全數在2025年除役。按照原先設置年限,核三本來就打算在2025年除役,核一廠的兩個機組按照原先的設計是在2020年跟2021年會除役,核二廠的兩個機組會分別在2022跟2023年會除役。在國際普遍作法中,核能電廠經過適當的維修跟重整,可以繼續延役10年、20年;但是政策上已經決定2025年之後不再繼續使用核能,所以在這個前提底下,就要去尋找到能夠讓我們使用的能源。核能發電大概占我國整個發電容量的14%到18%不等,政府應思考核電廢除後,比例上可用什麼其他能源來替代,或者是現況能不能夠節省,還有工商業是不是可以做到節電等。

核二廠-取自核能看透透網站
核二廠的兩個機組會分別預定在2022、2023 年除役。(取自核能看透透網站)

碳排放及核電不延役等議題都屬於國家能源政策,可是國家能源產業政策指的是以產業角度解決能源不足的問題。例如進口能源或是發展自身能源產業。從產業發展的角度來看,很多產業技術或產業規模如果從頭到尾只提供給台灣使用,也許沒有辦法達到經濟規模,所以國家能源產業政策還必須考慮到外銷,像是未來找得到出海口與否,是否考慮到最佳經濟規模、成本效益,資本的回收等,所以能源政策跟能源產業政策兩者常常被搞混,事實上是不一樣的東西。

政府在推動國家能源產業時,與國家能源政策當然希望兩者能夠相輔相成,可是各有各的發展目標,不應混為一談。以國家能源政策來談,非常清楚的目標是2025年非核,所以基本上核一、核二、核三不會延役,但不延役不代表臨時出問題的機組經過維修檢驗之後,不能再重新發電,這個是另外一個議題,有些立法委員對這件事情有爭議,似乎比較嚴格並擴大地解釋了所謂的非核政策,我認為這應該不是蔡英文總統跟林全院長的本意。

(二)談綠能產業發展 - 誰是下一個能源產業明星

在綠能產業發展策略裡面,主要的綠能包括太陽光電、風力發電、地熱和汽電共生等。汽電共生指的是鋼鐵石化水泥等產業在生產過程當中會產生高熱,這些熱可以用適當的技術再轉換成能源,轉換成動能,所以就是工廠自身排放的可以再回收轉換,自然可以節省能源,也增加能源的來源,但成本不見得划得來,添購設備有時比跟台電買電還貴。若反向思考,工廠自己能夠轉換回來的電,讓台電購買或者抵銷電費相關額度,也就是說,台電使用重新回收處理的成本再加一部份利潤的條件,讓工廠樂意做汽電共生,回收這個生產當中的熱能來轉換成動能,這也可以算做綠能,因為不另外產生污染。

另外三個綠能包括地熱、太陽光電,與風力發電跟地熱。基本上台灣有一些地熱的儲存量,但是我們常常看到不同的數值,其差異是因為地熱分成淺層的地熱跟深層的地熱,淺層地熱以現在的技術很容易開發出來,但是蘊藏量不大,大概把全台灣的淺層地熱都開發出來,也不夠台灣幾天的使用量,經濟效益相對不是很高。地心是一個高熱熔球,所以如果能夠取出深層地熱,按理說是可以得到源源不絕的能源,可是深層的地熱現在還停留在學術跟科學領域的探討,現有技術程度不足只停留在理論層次,連小規模的開發示範在國際上都還不能真正商業化。所以中長期差不多20年或30年,是有可能把深層地熱當作主要的能源來源,可是最近10年至15年,基本上只能致力相關技術實驗開發,雖屬能源政策一部份,但是幾乎可以把它排除在能源產業政策之外。

地熱能
淺層地熱以現在的技術很容易開發出來,但是蘊藏量不大,大概把全台灣的淺層地熱都開發出來,也不夠台灣幾天的使用量,經濟效益相對不是很高。(取自維基百科)

世界上使用太陽能的經驗也有10年,可是太陽能最主要問題是電的不穩定性,有太陽的時候發電量高,陰天的時候發電量低,晚上則不發電,如果不是即發即用就浪費了,所以太陽光電不是每一度電都用得到,發電來源、時間跟用電的需求無法100%符合,而且可能被雲遮住,瞬間它的量就降低了,在電網上面來講會造成不穩定性,目前針對這樣的不穩定性,電網可以吸收,因為太陽光電比例還不夠高,現在整個太陽能發電佔台灣可能千分之一的百分比都不到;可是當如果太陽能發電量達電網的5%的時候,對電網壽命會有很大影響,在國外也是一個問題,不是在台灣有這問題而已,更何況台灣沒有這方面很充分的管理經驗。

太陽能有2種創電的方法,其一是分散式。分散式是在屋頂上、空地,休耕農地,或者是一些不能夠蓋建築物的荒廢土地上裝置太陽能板,分散式發電期待的是積少成多,可是積少成多的前提是能夠收電收到電網裡,且發電的人售電時還要計算收了多少電,這些電是在什麼時間收的,價錢因為白天晚上可能又不一樣。所以分散式太陽能對於台電來講是極為頭痛的事情,台電的董事長黃重球親口說過,台電內部評估支援全台灣民眾各地自由發電再讓台電負責把它買下來,光是重新佈置收電網這件事至少要1000億台幣才做得到。而且台電經驗不足,拆帳清楚計價等管理問題對台電來講都是挑戰。我個人雖呼籲大家創電,但是事實上也許不符合經濟效益,以上談的收電成本以及管理收電成本都高於我們買得到的電,所以我覺得分散式太陽能必須要仔細評估或先做小區域的實驗,尋找改善管理的方式。

我認為比較可行的是大規模的太陽能電廠,找到一些面積幾百公頃以上甚至於到幾千公頃的土地,土地本身並無周圍建築或者農業,可鋪設幾十萬片的太陽能面板,然後直接引流再進入到電網,解決零散收電的困擾。集中式電廠在國外很多,包括西班牙、美國等,成本還是高於煤炭或者核電很多;太陽能電廠現況無法依靠100%的商業運轉,很多國家為了節能、減碳、綠能,仍願意用補貼的方式來建電廠;如果我們政府把非核跟綠能當成首要目標,勢必就要採用補貼的方式發展太陽能。

另外,有些學者提到,其實太陽能發電也會造成一些對土壤的一些改變,也許未來對農業使用不利,所以我們不應該把真正的農地拿來做種電,屏東種電是因為林邊那一帶地層下陷,所以那時候的曹啟鴻縣長提倡農民種電,此例不能夠推廣到所有的農地,專家是不建議正常的農地用來種電的。

太陽能發電(取自台電網站)
太陽能有2種創電的方法,一種是分散式,一種是大規模的太陽能電廠。前者零散式收電對台電來說問題很大,後者則需要大範圍土地。太陽能發電對土地也會有影響,也許會對未來的農業發展不利。(取自台電網站)

再來談風力發電。台灣現在有兩百多座的陸上風機,台灣海峽的沿岸都可以看得到,那對民眾來講,風機長相並不陌生。可是過去20年推動陸上風機在政策上面雖努力了,但實質上不能算是成功,因為原先設定裝置的數目遠大於現在已裝置的數目。倒不是工程延宕或者是承包公司的問題,主因是當地的民眾不能接受,認為風力機有低頻噪音,造成居民罹癌的風險,醫學上雖無論斷,多屬心理影響,甚至有些人認為破壞風水,諸如此類的民俗觀念使得陸上風機在西部沿海實際上推動效果不佳,也因為200多架的數量未達經濟規模,所以相對的裝置跟維修成本都比較貴。

多年前我國能源單位曾評估過海上風電可行性,在台灣海峽有一段地方是岩礁,可以打樁裝置海上風機,風場偵測也說明了台灣確實有潛力發展海上風電,但因為海上風電容量比陸上風機大上好幾倍,第一個問題就是要把電輸回來陸上;第二個問題是水上作業的高難度,比如打樁到海底、安裝技術跟設備等;第三個問題是碰到颱風、地震的時候的緊急處理。台灣其實到目前為止,很多技術在商業運轉上還不具備,台船、中鋼、台電、東元等已經組織國家隊共同研發海上風機,再過一段時間應該可以突破,但從施工到開始上網,最快可能是7、8年以後的事情,能不能解決綠能政策的非核目標,恐怕是有一段距離。

因此我認為最可行的方法應該是一部份使用海上風機,或者劃定一半的區域引進國外的技術,劃定一個有發電高潛力並可裝置足夠的風機數量的地區,讓國外投資者有興趣,像英國、日本、丹麥等有成熟技術的國家等等來參與;因為國安問題,可能不會考慮讓中國大陸來參與,但資金方面仍可發國際標,讓國際資金引進承包BOT。短期來講,在2025年之前要用大量的電源取代核電,太陽能集中電廠可行,但我認為量不會太大,海上風機產業恐怕才是必要的發展。

新政府目標大力發展離岸風力發電,國內廠商也希望製造風機,然而技轉過程一再卡關,台電2017年底運轉的計畫恐難達成。(取自台電)
海上風電面臨的第一個問題就是要把電輸回來陸上;第二個問題是水上作業的高難度;第三個問題是碰到颱風、地震的時候的緊急處理。(取自台電網站)

(三) 創能之餘,儲能節能同樣重要

現在講的都是創能,就是去找到能源。除此之外,我們還可以發展儲能產業跟節能產業。10年之內比較可行的就是風力發電跟太陽能,再加上節能的技術,LED 和變頻馬達是最常見兩個節能技術,其實已經成熟一段時間了,但以普及性來講,還有相當大的成長空間,如果可以把所有台灣的照明換成 LED,把所有台灣的馬達變成新的變頻節能馬達,對整個節能將有相當大的效果,所以也應放在綠能產業政策裡考量。那更重要且有技術難度就是儲能,太陽能發電與風力發電的電如果不儲存,就要放電放掉,所以必須把它轉換成高壓然後儲存起來,比如白天太陽大的時候照了很多的電,把這些電儲存起來供其他時間使用,這中間過程必須要有一個大型、大容量的儲能技術,坦白講台灣現在技術還是不行,所以有很大的成長空間,如果儲能技術有所突破,對於我們能夠使用各種新形式的再生能源是有關鍵性的幫助。

LED
如果可以把所有台灣的照明換成 LED,對整個節能將有相當大的效果。(取自維基百科)

船艦是海上運輸及海權維護之載體,所以造船業之發展對台灣非常重要。造船產業也現在還有一種短期解決台灣不斷電的辦法叫做「需量管理」,簡單說就是去跟某些耗能工廠買電回來。譬如說本來就賠錢的產業,開工頻率不高,只要價格引誘停工,即可買回電量。需量管理的重點就在於購買價格越具有吸引力,願意停工的大用電戶越可能出現。

話說回來,建設要錢,買電也要錢,綠能發電本身成本就比較高,取代核電中間的差額也要補貼。因此,節能方法首先就是提高電價,我們必須要有心理準備,電價提高其實是國際趨勢,歐洲很多國家,像英國、丹麥、挪威等,油跟電都是台灣的2.5~3倍的價錢,他們自己有產油,可是他們的油跟他們的電卻賣得比我們貴很多倍,並不是這些油電供應商賺走,而是政府在中間抽了一筆稅,也就是能源稅或碳稅等,能源稅跟碳稅是用來補貼綠能的成本在初期比較高的差距,用來反饋給大電量用戶搬遷或者是在尖峰時間臨時停電的補貼。我們不能夠從一度電的發電成本來決定一度電的電價,而是考量轉換電能的過程當中,所有合理會出現的成本都應該由消費者或者是使用電的企業來平均分攤,歐洲節能減碳有此必要條件的認知,但是國內這方面的共識顯然還需要擴大宣傳。

*作者為工研院院長室 資深特别助理

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