觀點投書:30年後之全球能源供需情況

2019-11-18 05:30

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未來10年,中國仍將是全球新建燃煤電廠之主要地區,其燃煤發電在2027年達峰值前仍將成長15%;印度之燃煤發電預估將在2038年達峰值。2032年之前,全球風力及太陽能發電量,將可超越全球燃煤電廠之總合發電量。2050年時,全球燃煤發電量將較目前下降51%,占全球發電量比例,亦將由目前之37%下降為12%。

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燃氣電廠將在較低之容量因數區間運轉

未來30年,天然氣使用量年平均成長率估約0.6%,主要用以滿足各國電力市場備用(back-up)及彈性調度(flexibility)之需求。2050年時全球天然氣發電容量將較目前增加一倍。其中,複循環燃氣渦輪(CCGTs)約增加1,263GW(約較目前成長37%);尖載燃氣電廠(peaking gas plants)約增加1,225GW(較目前成長350%)。

為因應電力系統彈性調度要求,2030年時複循環燃氣電廠之容量因數(capacity factor)將維持在30%-60%之區間運轉。同一期間,尖載燃氣電廠為因應再生能源間歇性發電特性,經常快速升降載(help to ramp up quickly)之結果,亦將在較低之容量因數區間運轉。

全球天然氣需求在2035年之前,將呈現持平之發展趨勢,2035至2050年之平均年成長率約1.4%。2050年時對天然氣之需求,將較目前成長約22%。

高雄市環保局為減緩秋冬季節的空氣污染影響,在燃煤電廠的生煤使用上,採取了降載減排、許可管制、加嚴標準等多管齊下的應變措施。(圖/徐炳文攝)
為因應電力系統彈性調度要求,2030年時複循環燃氣電廠之容量因數(capacity factor)將維持在30%-60%之區間運轉。(資料照,徐炳文攝)

以電力替代交通及暖房之能源需求

以電力替代交通運輸及住家暖房能源需求之結果,2050年時之電力需求將較目前成長約25%,發電裝置容量較目前成長約28%。

太陽能面板(PV)將是最大支贏家,不過風力及天然氣之發電量亦將明顯成長。天然氣發電量增加之結果,連帶使得碳排量較目前增加約27%。電力化亦將對冬季負載曲線造成重要之影響,使得暖房之尖峰用電需求移至傍晚時段(以德國為例,電力化將使其2050年時尖峰需求較目前增加約74%)。整體而言,以電力替代暖房及交通運輸能源需求之結果,將可為未來30減少126Gt之CO2排放量。

將地球溫升控制在攝氏2度內所需之資源組合

為將地球溫升控制在攝氏2度內,未來30年必須透過碳捕捉及封存、沼氣、氫、核能、太陽能等技術,取代大約13.268兆度之發電量(約目前全球總發電量之一半)。

在燃煤電廠陸續退場後,燃氣電廠亦將自2030年中起陸續退場。2050年時之天然氣發電量,將較目前下降約45%;再生能源發電量將較目前成長150%。

前述風力及太陽能發電量,在儲能電池及彈性調度發電容量之協助下,尚不足以滿足冬季暖房需求,須再佈署若干零碳排、可在低容量因數下經濟運轉、大規模碳捕捉與封存之技術。

*作者為能源產業之從業人員;對能源轉型有濃厚興趣之文字工作者。

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