范建得觀點:邁向2050淨零之路─善用創新科技帶動永續振興

2021-05-27 06:30
作者認為,2050淨零排碳是一個嚴肅而不易達成的任務,這也可以解釋總統蔡英文(見圖)宣示前後,行政部門的躊蹴不安的原因。(資料照,蔡親傑攝)
作者認為,2050淨零排碳是一個嚴肅而不易達成的任務,這也可以解釋總統蔡英文(見圖)宣示前後,行政部門的躊蹴不安的原因。(資料照,蔡親傑攝)

相較於我國在財務領域較為不足,科技發展往往被認為是我國因應氣候變遷的最佳利器。但是,雖說我國已由工研院設置「淨零永續策略辦公室」,也強調不應以既有的科技來看待2050的需求,但是綜觀現有台灣的氣候,尤其是能源科技,除延續過往我國在各個不同階段的應用外,究竟在淨零排碳目標的應用上,會有那些有別於以往之處嗎?

依據G7科學專家小組(G7 Academic of Science)在今年3月31日提出的聲明,或許我們可以看到一些邁向淨零與氣候韌性之未來的科技選擇。

首先,該聲明指出了科學已告訴我們,若要達到淨零排碳的目標,首先在基礎建設與工業製造上,除持續佈署突破性的低碳技術外,並應同時積極影響與鼓勵個人生活風格的改變,以發揮技術實施之效用。其次,聲明特別強調先期佈署可以避免日後被鎖入長期排碳情境的資本支出。確實,以我國為例,遲未能啟用低碳能源,導致當前燃煤電廠的尾大不掉即屬之,而這也可以說明2021年3月,能源政策追蹤器(Energy Policy Tracker)計畫所追蹤的全球多邊投資銀行資料,會顯示出大幅擴大對於再生能源之投資(120億美元),並減少對於化石燃料之投資(僅剩30億美元)之趨勢,且其甚至有75%也適用在天然氣上。此外,2020顯然已成為多邊投資銀行初次呈現對於燃煤開發計畫零投資之元年,這對於中國及包含我國在內的其他主要亞洲國家,幾乎都必須面臨如何在短期內趕上再生能源之佈署,並擺脫化石燃料,尤其燃煤之依賴的困境。面對這種趨勢,我國勢必要積極藉技術之突破來改變對於化石燃料,包括短期之燃煤以及長期之天然氣的依賴,否則這份報告所提及尾大不掉的夢饜,將持續糾纏我國邁向2030的排碳與2050的淨零政策。

讓社會參與創新科技研發,以落實2050淨零的多元政策效益

此外,這份聲明亦強調,佈署現有之科技尚不足以達到淨零織目標,必須有新科技與創新來降低成本以利低碳選擇,故此,新科技的研發與科學的進展均需加速;尤其在去碳特別困難的航運、航空、鋼鐵、水泥及食品生產部分;且必須在整體規劃和設計上,尋求與落實聯合國永續發展指標政策上之綜合效益,讓科技的發展能擴及於氣候行動之外的食物與飲用水安全、促進健康與維護面臨海平面上升時的土地及人員安全、去貧與匡正不公平之現象;以及更重要的是,在能明確反映碳成本之前提下,確保能提供給大家可負擔、可信賴且永續的能源。就此,聲明中特別強調,社會對於這些問題與需求的了解或諒解,以及相對應的轉型至為關鍵,是以必須讓大家一起參與技術研發的過程,才能真正發揮技術發展的效用。 (相關報導: 觀點投書:科技業籌組「減碳」氣候聯盟,台電還持續增加燃煤… 更多文章

是的,我國已經經歷了多次的全國能源會議及國家能源科技計畫,十多年的努力卻一直無法順利將技術開發成果導入上述氣候行動與相關之永續應用,究其原因,正是社會大眾對於技術開發之認知及其過程欠缺瞭解,而技術專家的菁英思維也欠缺對於社會面向思維的同理心,雖然新近的能源政策白皮書綠能收亡羊補牢之效用,但從離岸風電與太陽光電開發過程面臨之諸多環境與社會經濟疑義,加上攸關我國2030能源轉型架構的天然氣第三接收站島礁爭議,顯然G7科學家的提醒卻有其深刻意義。換言之,我們不能再單純從技術優勢的角度看問題,更多的是要在擇定與開發技術的過程,補強科技與社會雙向溝通的同理心。

大潭藻礁與中油天然氣第三接收站工程(三接)。(柯承惠攝)
大潭藻礁與中油天然氣第三接收站工程(三接)。(資料照,柯承惠攝)

我們迫切需要一個具韌性的能源體系

其次,面對淨零的挑戰,G7科學家們還是自幾個面向強調了科學與技術突破性發展的必要性;其中包括了具備韌性的能源體系,尤其是一個能借重再生能源科技佈署所創設具韌性的電力系統,而除了持續借重科技的創新外,科學家們更強調了將研發擴及於儲能科技之必要,亦即必須跨出短期的電池延伸至大規模儲能之選擇。

至於在能源科技的發展路徑部分,氫能與氨被認為是具備儲存與獨立能源載體屬性之長期選擇。由於我國已經去核,並代之以天然氣,此時依據科學家之見,其使用仍必須配合碳補存與再利用之科技。這部分與前述綠色金融對於天然氣仍屬化石燃料之定性似乎趨向一致,故此對於台灣而言,在建設邁向2050淨零排碳目標所需具韌性之能源體系時,已經該開始思考解決天然氣所涉排碳之處理問題,畢竟就上述歐盟永續規則書對於永續能源之定義來看,每KWh 100公克的永續門檻恐將是我國在2030後持續使用天然氣時也無法達成之目標。就此,該聲明並指出能源之需求端管理以及善用智慧電網也是必要的,此外冷暖設備與先進電網的連結也是亟待強化研發之領域,而提升建築部門與都市計畫之能源效率,更是擁有極大減碳潛能之領域。很顯然的,這些都是我國已具有技術,且已經投入相當研發之領域,應可以是我國規劃2050淨零目標的利器。

交通及產業也是創新科技發揮的重點

在交通部份,這份報告認為,要追求2050淨零,必須針對難以去碳之交通領域,如航空與海運以及重型運輸工具,研發創新燃料;如混合燃料將有其迫切性;至於一般載客與輕型運輸工具則有賴電池科技之進步。對於我國而言,航空部門已積極的投入國際民航組織規劃中的碳交易規劃,並投入創新燃料之研發;至於在燃料電池部分,也已經有長期的研發投入。這些也都是我國可用以支持淨零排碳之技術選項。

在產業部分,2050淨零的重點則被放在鋼鐵、水泥及化學工業的轉型;其中包括了製程與能源使用上的改變。研發的重點應置於各產業部門的低碳及符合經濟性之替代製程。這部分也已經被工研院納入工作重點。

20210517-雙北疫情升級為三級後的首日上班上學日,搭乘大眾運輸公車的民眾明顯減少。(柯承惠攝)
若要追求2050淨零,必須針對難以去碳之交通領域,如航空與海運以及重型運輸工具,研發創新燃料;至於一般載客與輕型運輸工具則有賴電池科技之進步。(資料照,柯承惠攝)

農林土地及調適是我國淨零政策必須補強之重點

在農林及土地利用部分,經評估大約佔所有溫室氣體排放的25%。就此,科學家們建議的研發重點是人類獲取營養方式之根本改變。蓋因當前農地的使用趨勢正是導致習性轉變,致使大多生物多樣性受損的主要原因,假若我們不針對氣候變遷之影響善加體察,則勢必威脅人類的未來。針對2050淨零目標,永續農業的密度必須提高、土壤固碳的管理必須強化,更重要的是人類應改變飲食習慣。我們必須探求訴諸自然的選方案,讓我們能在使用土地時,兼顧減碳、農業以及生物多樣性。這些似乎不常見於國人的2050淨零排碳討論,然則,這些卻是台灣及國人維繫跨世代發展之所需。 (相關報導: 觀點投書:科技業籌組「減碳」氣候聯盟,台電還持續增加燃煤… 更多文章

至於在調適部分,科學家們更重視的是基礎模型運算的轉型,用以縮小對於氣候敏感度的不確定性、瞭解地球生態的不穩定性,以及提供全球、區域及地方面對氣候變遷挑戰時的預後的推估。其次,現階段我們對於碳循環及冰棚溶解造成海平面上升之長期影響亦有待更精準的評估;而如何增加我們對於地球所受衝擊之瞭解,更是強化我們因應極端氣候所需先期警報系統所必要。

支持淨零排碳的的4大科技應用課題

最後,就科學技術應在邁向2050淨零排碳願景扮演何種角色,G7科學家們提出了4大建議:

其一:各國應開發以證據為基礎的淨零技術路徑圖,且應持續邀集科學家、經濟學家、社會及行為科學家一起提供並更新其資料。其路徑圖將用於推薦值得佈署、開發及研究以利減碳與全球控溫之技術。

其二:透過公私部門協力,增加在淨零排碳與有效調適之關鍵挑戰技術研發領域的投資,加快轉型的腳步,這些除必須在國內實施外,並須透過國際合作來達成。

其三:共同協助中低收入國家邁向氣候韌性與淨零排碳之未來,畢竟一如疫病的跨國擴散,氣候危機同樣不會受限於國界。

其四:共同協力就適當政策配套達成共識,以利在經濟上激勵碳中和的選擇。各國應透過合作加快去碳的步伐,並為下個世代保有地球。

具體言之,科學除應持續在技術路經上耕耘外,並應在跨領域的社會溝通、公私協力與綠色融資、國際合作與衡平,以及藉由經濟上的激勵政策加快去碳並保有地球以維護跨世代正義。

自下而上的城市低碳轉型為另一個追求淨零的關鍵核心

除了上述大多以國家為主的努力外,在當前因應2050淨零排碳之挑戰時,非國家的投入部份,包括了城市、社區與企業;而城市因是排碳行為之主體—人所居住、移動及消費之所在,故此城市的減碳早已成為全球減碳的重點,這也是前述氣候公約大會選擇以區域氣候週啟動會議的原因之一。目前台灣各都也都積極的朝向淨零排碳在努力,並設定減碳目標,然則,若這些努力未被中央政府所統合並給予支持,則一方面可能難竟其功,另一方面則大大影響我國達成減碳目標之機會。故此,如何掌握城市的減碳契機與低碳轉型效用,並用以支持我國邁向2030與2050之減碳目標,值得政府用心斟酌。

依據富比世(Forbes)早在2019年10月22日之報導,國際間許多重要城市已在訂定自己的減碳目標,並增加使用再生能源。至於在美國,最受城市關切者;包括大幅度的能源轉型,以及人民如何驅動及架構所居住之城市。富比世並指出;部署物聯網技術來完善能源之利用體系至為關鍵,而探索基礎建設、交通運輸與建築上的新方法,亦同樣重要。 (相關報導: 觀點投書:科技業籌組「減碳」氣候聯盟,台電還持續增加燃煤… 更多文章

城市轉型有賴智慧電網

至於在城市因應的減碳努力上,建置智慧型電網是必要的,因為正在轉型中的智慧城市必須依賴智慧電網,來提供給未來電動車、智慧建築彼此連結的互動介面;例如,早在2019年美國休士頓便成立了一個公私合夥的區域電動車聯盟,預計在2030年納入休士頓地區約30%的車輛,而這正是要邁向2050時,如何挑戰多元而涉及眾多消費行為改變之交通運輸部門的減碳核心措施。若加上另一個城市減碳的重點;住商部門之考量,大約涉及全球約40%的排碳,相對於建築在資本市場上將在2040年呈現60%的增長,若要在此種成長趨勢下達到減碳目標,則必須相對的減少40%的能源使用。此時,除創新的建築設計與能源效率提升外,讓這些住宅學會使用者之習性已成為關鍵,而這就正是所謂大數據與人工智慧之應用結合物聯網甚至區塊鏈應用,由於這些設施都必須透過資通訊介面來互動,也都屬於用電機具設備,故此,如何讓建築透過這些週邊設施來向居住者學習並與之互動,正式必須依賴智慧電網之處。

隨著自下而上的小型而分散式再生能源設施之增加,去中心化的思維除了增加能源供給之安全性外,若搭配進一步的電業自由化規劃,許多現階段的能源使用者,也都會同時成為再生能源的供給者,並促生能源及綠電交易市場,而智慧電網也正是支持這些發展的必要基礎建設;但是最近在美國德州發生的黯黑風暴,也讓全球注意到其轉型過程電網的氣候韌性及全國性備援電力系統之必要性。就此,富比世則是認為,智慧型的社區方案,尤其是創新的社區微型電網設計,或許是較能兼具排碳與增進韌性之選項;在提升韌性部分,將社區微型電網連結至區域電網,讓這些微型而具雙向能源流動的電網扮演地區備載或備援能源之角色,或許像面臨我國513大跳電之挑戰時,擁有微型電網之社區便可自保,而不至於影響千萬人之生活了。當然,這些理念上看似合理之選擇,是有賴更複雜的規劃和設計,包括能源種類在發輸配送上之技術相容與管理調度機制等,更重要者,與社區及消費者協力更是必要的安排。

針對管理制度的創新,富比世建議應善用區塊鏈技術所能提供的分散式、去中心化的功能,來連結微型電網中的利害關係方,並降低交易成本,而這正是有助於社區型微電網去追求環境友善電力系統之選擇。

20210517-517停電,興達電廠機組故障造成全台分區停電,超商被迫暫停營業。(盧逸峰攝)
興達電廠機組13日故障造成全台分區停電,超商被迫暫停營業。(資料照,盧逸峰攝)

智慧車輛是城市的另一項淨零政策利器

對於城市而言,另一個重點是智慧型車輛的使用。換言之,我們在2025年所駕駛的是什麼,將反映出能源、技術之整合以及我們如何去定義運輸服務。

目前汽車業已經產出新一代的電動車,而科技公司則正積極的規劃其共享平台及定義個人運輸服務的新概念。換言之,為何先進工業國家均會將電動車納入為減碳重點,而也相對造就了台灣晶片產業在電動車供應鏈無可取代的地位,其原因正在於上述科技公司的應用;畢竟在結合電動車形成車聯網的過程,系統晶片是不可或缺者。而隨這個趨勢帶動了運輸觀念與科技的改變,傳統汽車科技以內燃機為主而必須使用傳統化石燃料之基礎亦將隨之改變,這正是國際減碳去化石燃料的重要一環,也是各國規劃2030甚至2050減碳目標的重點所在。

以美國休士頓為例,休士頓大學建築系教授瑞斯(Bruce Race)其便指出,道路上的排碳有89%係來自家庭用車,這也是典型的都會城市現象,而研究顯示,隨電動車的普及及其所帶動的化石燃料改變,將有助於達成其2050較2014年減少溫室氣體排放70%之目標,足見城市善用電動車所能發揮2050年減碳達標之貢獻。

結論

氣候公約已成為一個人類多樣面容的展場,有訴求地球永續的道德、汲汲於營利的盤算、搜索枯腸的探求科學真理者,更有沮喪而憤怒的青年,但每每回到氣候公約的大會會場,我們也看到了許多國家正積極的為轉換危機為轉機而付出;這其中,許多工業國家展現的自信,如德國的領袖氣質、法國的量化企圖、美國的草根運動、英國的科技與融資、日本的低碳體系轉型等,均令人驚豔!相對者,一些發展中國家過度重視門面,浮誇而輕忽實質的作為,則令人憂心。

台灣該如何看待氣候公約,如何認識自己在公約體系下將面對的挑戰與機會,如何走出「展攤」的侷限,在後巴黎協定時代為台灣及我們的下一代開創一個永續而有競爭力的未來,實有賴大家一起承擔。最後想想,為什麼其他國家防疫都比我們困難,但卻都勇敢面對氣候危機,其中的原因之一,應該是掌握了經濟減緩及大量防疫資金投入的綠色振興契機。誠如史登爵士強調的;財務是關鍵!此次英國的大會主席便是以商業、能源及產業策略大臣夏瑪(Alok Sharma)擔綱,而代表團的4大領導者,就包括了1位兼具英國首相COP26財務顧問及聯合國氣候行動與財務特使(UN Special Envoy for Climate Action Finance)身分的國際銀行家,卡尼(Mark Carney)先生,而他的工作重點,就在「將氣候融入每一的財務的決定並創造一個能支持邁向淨零而更永續的財務體制」,準此,我們已經可以看到年底氣候大會的走向就是2050淨零排碳了。

對於台灣而言,2050淨零排碳確實是一個嚴肅而不易達成的任務,這也可以解釋蔡總統宣示前後,行政部門的躊蹴不安的原因;畢竟凡是負責任的法治國,這是必要的態度!不過我們更相信,台灣有科技、有人才、有資源、有善心,只是沒有具體的氣候政策來帶動國家轉型的自信與蔡總統的政治企圖心!其實蔡總統已經正確的看到了減碳的正面契機,但是台灣若未能先承擔義務,權利將何以求得? (相關報導: 觀點投書:科技業籌組「減碳」氣候聯盟,台電還持續增加燃煤… 更多文章

*作者為國立清華大學科技法律研究所教授。*作者為國立清華大學科技法律研究所教授。本文為「以2050淨零排碳作為疫後台灣永續的超前部署」系列2。

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