觀點投書:開發藻礁與面對2050零碳排─核綠並行 創造多贏

2021-03-18 05:30

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作者強調,台灣現在火力發電已經是80%,就算做到2025非核家園也是80%火力發電。(圖/台灣電力公司提供)

作者強調,台灣現在火力發電已經是80%,就算做到2025非核家園也是80%火力發電。(圖/台灣電力公司提供)

自1997年(民國86年)的京都議定書2015年的巴黎協定相繼問世,國際社會越來越清楚人類文明必須面對氣候變遷,積極尋找替代化石燃料的能源,減少排碳並降低環境污染,友善環境就是保障人類永續生存。自2015年起,聯合國氣候峰會提出「2050年零碳排」的呼籲,至今已有約70個聯合國成員提出在2050年或2060年做到零碳排的宣示。要做到這點,國際能源署IEA也給出建議:未來全球供電需朝向「再生能源與核能並行」的方向發展歐盟綠色政綱美國拜登政策中共當局等均認同要持續推動乾淨能源發展,包括接受核能與再生能源並行。我國目前雖不是聯合國的成員,但身為地球的一份子,2050年「核綠並行、零碳必行」是必得面對的重要存續課題。

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回顧歷史,1986年4月發生車諾比核災同年9月民進黨創立,民進黨身為反對黨,馬上拿車諾比核災大力反對蔣經國十大建設之一的核電廠,導致從1985年核三廠啟用後,至今35年來台灣沒有新建核電機組可運轉供電。從1985年核能發電量佔比台電發購電約360億度電=52%,至今2020年核能發電量剩下314億度電=13%,核能發電量毫無成長,逐漸被增加的發電總量稀釋佔比,換言之,台灣三十多年來的用電成長都是用火力發電補足,堪稱「點燃台灣,用肺發電」,縱然每支煙囪與車輛都合乎環保法規,但總量是實在增加,使空氣品質難以改善。

2016年民進黨再次執政後,大力推動非核家園能源轉型政策,2017年將原有六部核能機組一度關閉至僅餘兩部機組發電,迫使大潭天然氣發電廠必須在中油維修供氣管線的同時運轉發電,從而引發815全國斷電事件,根本國安危機。民進黨政府爾後緊急啟用核二廠上線供電,經濟部頻發文宣稱備轉容量超過10%,台灣並不缺電等口號安撫民怨。然而即便百姓用全民公投要求廢除電業法限時非核條款,表達續用核能的多數民意,民進黨政府仍舊堅持不改施政方向,「廢了電業法也不會續用核能」,堅持「非核、減煤、增氣、揚綠」,要用有碳排的天然氣與不穩定的再生能源取代核能與燃煤。

如此施政卻有基本邏輯問題:要換車,應該是先買到新車才把舊車淘汰,如今急著關閉核電廠,才來嚷嚷恐要缺電,必須建造新天然氣接收站,那豈非一開始推動非核家園時毀藻礁就是選項?難道自始至終,民進黨都在堅持「點燃台灣,用肺發電」?

從經濟部能源局公開統計數據可知,縱然民進黨政府卯盡全力建設再生能源,2020年的再生能源發電量僅151億度電(佔比5.4%),不僅低於2019年的154億度電,縱然把因水情欠佳而短缺的30億度水力發電補上,也遠低於預期規劃的250億度電(佔比全國供電9%)。再者,若扣除水力發電,可發現「非水再生能源」發電量在2016年到2020年共四年時間增加約60億度電,相當於每年增加15億度電,然而非核家園規劃2025年再生能源需發電一年600億度電(假設用電成長不變,則2025年用電需求約3000億度),代表未來四年內的再生能源建設均速必須達到現在的30倍,否則將無法補上450億度電的差距!看看2019年底開工到現在的離岸風電也只做了0.13GW,距離5.5GW的目標還有大把距離,加上每年用電需求成長約50億度電,令人擔憂台灣未來供電是否充足。

經濟部能源局月報統計資料。(作者提供)
經濟部能源局月報統計資料。(作者提供)
能源轉型白皮書之我國發電配比規劃。(作者提供)
能源轉型白皮書之我國發電配比規劃。(作者提供)

但是,發電量只是供電的一個要件,尚須考慮供電穩定度。我們已然觀察到離岸風電在夏天的確發電效率不佳,2020年八月甚至有連續10天風機發電效率低於預期3%的狀況出現,若觀看整個夏天,則約有21天,整日發電效率均低於5%的狀況,堪稱「夏季微風廣場」;其實就算是號稱東北季風季節,也出現過連續無風,風力發電效率低下的狀況。

離岸風電2020年夏季發電效率<5%達21天,堪稱夏季微風廣場。(作者提供)
離岸風電2020年夏季發電效率<5%達21天,堪稱夏季微風廣場。(作者提供)
東北季風季節也會有無風的時候。(作者提供)
東北季風季節也會有無風的時候。(作者提供)

又看反核人士總宣稱太陽能發電在中午11點到下午兩點間發電佔比相當核能發電,但每天下午兩點後,太陽能發電效率隨時間驟降,直到傍晚太陽下山後歸零;快速降低發電效率是自然常態,俗稱「鴨子曲線」,若太陽能裝置容量從當前4.5GW增為20GW,恐將形成電網調度風險,2020年夏天加州就因為大量使用太陽能造成供電調度不及導致區域限電甚至斷電,被戲稱是green out(斷電= black out)。

現實生活,台灣用電需求自早上八點半即達到中午用電尖峰的90%,直到晚上十點半後才降到90%以下,清晨兩點到六點才是用電離峰(用電尖峰的67%);早上八點半到晚上十點半可稱為「用電高原期」;但夜晚並無太陽能,再加上前述無風狀況,無風無光要用什麼發電呢?根據觀察,2020年無風無光的夜晚就是85%火力發電加上核電,若關閉核能,就是九成火力發電,堪稱「點燃台灣,用肺發電」。

無風無光夜晚,將近九成火電。(作者提供)
無風無光夜晚,將近九成火電。(作者提供)

回到2020年發電概況討論,可發現民進黨政府頻頻宣傳中火降載,但2020年燃煤發電仍高達1260億度電,只比2019年減少4億度電罷了,關了中火改用其他燃煤電廠,讓人有「總量不變,堪稱詐騙」的惡感;此外,非核家園宣稱要減碳降污,但燃氣發電已經達到998億度電(佔比36%),足足比2019年增加了87億度電,減少4億度燃煤卻增加87億度燃氣,是活生生的增碳增污能源轉型政策吧?放眼全世界,誰敢與小英政府爭鋒?這不是「點燃台灣,用肺發電」,什麼才是呢?所謂的非核、減煤、展氣、揚綠,恐怕是發煤、缺氣、畏核、難綠吧

發煤、缺氣、畏核、難綠的能源轉型。(作者提供)
發煤、缺氣、畏核、難綠的能源轉型。(作者提供)

返歸歷史,傳聞蔣經國故總統當初找了美國專家幫台灣規劃核能發電,相中四個地點可興建核電廠,就是後來的核一二三四廠;當時總共設計20部核反應爐與核廢貯存的預留空間,若20座反應爐都能達到1GW的裝置容量規模,將可提供每年1800~2000億度核電,以2020年用電需求計,等於七成用電都是沒有排碳與空氣汙染的核能,相近75%核電的法國;不僅取代目前佔比45%的燃煤,還能減少約25%天然氣挪為工業鍋爐使用(目前許多工業生產仍用燃煤或燃油為加熱燃料),也不需要破壞藻礁,又因為核能平均成本每度1.1元,比台電售電價格2.5元低得多,還能把賺到的錢拿去補貼全民使用電氣化大眾運輸,或私人電動車補貼,或太陽能等再生能源,直接從發電,工業製造,交通運輸三大污染源解決排碳與空氣汙染,全民又有錢賺,這才是真正的釜底抽薪,爽做環保過好日,這等好能源,難道不香嗎?

但就因為民進黨的反對,用恐懼煽動民意,逼核能發電計畫擱置,這1800億度用電需求轉用燃煤與天然氣發電補上。最近民進黨政府稱要開發藻礁興建第三接收站,就為了供氣給大潭發電廠等機組,卻不提擴建後的大潭發電廠恐成為世界第一大天然氣電廠,排碳量之大也是冠絕全球,但這還不是盡頭,之後非核家園還要讓燃氣發電從馬政府時代的30%佔比衝上50%佔比,還得增加天然氣存槽與發電機組,區區一個縮小面積版的第三接收站恐怕還得擴增,藻礁是毀定了!非核家園能源轉型的核心思想無限接近「點燃台灣,用肺發電」。燃氣衝衝衝到底,能做到2050年碳中和嗎?能面對全世界碳稅緊逼嗎?連反核立委洪申翰都知道不搞定零碳排,台積電的晶片未來恐怕沒人敢要

前面提到的再生能源發電不穩定,其實只是一部分,另外觀察到風力發電可在15分鐘內快速升降達到20%的誇張現象,而民進黨政府為了求績效,也鼓勵民間架設裝置容量在1MW以下的太陽能板,規劃要達到全台灣總量4GW;這是很誇張的一個設計,因為就台灣電力調度來說1MW以下的發電裝置是不受調度的,若真是這樣分散發電,最終只會達到總量不到50GW的台灣電網中有4GW不受調度,卻會把電力灌入電網形成調度障礙,當整體電網震盪(快速上下起伏)超過4.5GW,815斷電將再度出現

離岸風電有瞬間降載20%的觀察紀錄。(作者提供)
離岸風電有瞬間降載20%的觀察紀錄。(作者提供)
研討會內容,裝置容量1MW的太陽能板無法接受台電調度。(作者提供)
研討會內容,裝置容量1MW的太陽能板無法接受台電調度。(作者提供)

至此,難道再生能源一無是處,「風光若聯手,電網必失守」嗎?其實也不是這樣,重點還是在於電網有多大緩衝量,要穩定再生能源是有機會的,有人提到台灣應該增加儲能裝置,或是把再生能源拿來電解水製造氫氣(中國大陸與歐洲國家有在推動),燃燒氫氣發電,搭配儲能與綠氫就能做到穩定發電與潔淨能源(氫氣燃燒後只有水蒸氣)。這樣的想法很美好,可惜就在執行端=民進黨政府根本沒實質動作,蔡政府執政五年了,在儲能與氫能開發上有動工了嗎?顯然沒見到梗圖以外的進度,看上海、日本、歐洲都在推動氫能與儲能,台灣應加緊跟上腳步。

個人認為電池成本雖不斷降低,但儲能並不是很好的選項,除了尚未達到免費或可忽略不計的價格,製造電池與回收的材料損耗與制度也還沒出現;至於燃氫,並不是壞事,在潔淨與耗能之間選擇罷了;提醒一點,使用核能也能產氫作為調度供電使用,緩衝再生能源發電不穩定的風險;且核能發電在用電離峰時間也能把多餘電力拿來淡化海水,淨化廢水,加強淨水供應鏈;換句話說,核能完全可以做為供電系統的強大後盾,與再生能源聯手降低化石燃料使用,達到減碳降污的目標,「核綠並行才能創造多贏」。這也是為何國際能源署在零碳排情境模擬後得到的結論就是「核綠並行」;除了執行碳捕捉、提高能源使用效率、節能等技術應用,最好是從能源供電的源頭著手,直接使用可控且穩定的核能發電搭配可快速建造的再生能源提供電力,唯有同時發展核能與再生能源,做到核綠並行才能創造多贏:不僅有充足的電用,而且是乾淨便宜的穩定電力,這才是永續家園,避免人類滅亡的康莊大道。

摘錄自國際能源署2020年世界能源展望。(作者提供)
摘錄自國際能源署2020年世界能源展望。(作者提供)

話說,中國大陸目前火力發電量佔比67%,潔淨能源超過32%,包括核能與再生能源,雖然中國大陸仍然是全球排碳總量第一,可人家有在改進,台灣現在火力發電已經是80%,就算做到2025非核家園也是80%火力發電,台灣真的不打算檢討能源轉型政策?民進黨政府真的要一路衝衝衝,用與事實不盡相同的梗圖衝到「點燃台灣,用肺發電,燒好燒滿,增碳增污」嗎?喝杯茶,讓我們一起想想。

*作者為臉書社團「哥老電力公司」創辦人,討論能源議題數年,現為科技研發人員。

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