李鎮邦觀點:算算新能源的帳

2023-05-26 07:10

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風力發電機在太陽能發電場後面轉動。(資料照,美聯社)

風力發電機在太陽能發電場後面轉動。(資料照,美聯社)

能源政策是民進黨起家的法寶之一,從早期的廢核,到現在的清潔能源,2025年實現532的理想,其中的2就是再生能源達到所有能源生產的百分之二十,在所有的再生能源中,太陽能又是實現這一政策目標的主要工具,太陽能完美具備了所有清潔能源的想象,發電過程安全安靜,不產生廢氣,似乎只要擺在那邊,就會源源不斷生產電力,所謂的「種電」就是反映了這種政府企圖灌輸給百姓的想象,從此電力生產脫離了大機器大工業的束縛,只要在地上一種,電力就會魔豆式地出現。太陽能因此符合了一種後現代都市小資的浪漫主義色彩,電力生產具有了一種超出物理學的政治召喚,呼喚著去中心的主體。

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政府的能源政策新衣在最近逐漸招到質疑,先是立場偏綠的上下游從前年開始陸續針對風力電廠和太陽能電廠做出一系列的報導,其中針對太陽能電廠的報導,受到了網上大量的攻擊,攻擊者的根據是即使太陽能電廠與農業用地產生了衝突,但這個衝突應該是以農業的妥協為結果,因為相較於太陽能電廠可以帶給台灣的,少數果農的利益根本不重要,太陽能的神聖性就跟核電的敗德一樣是不可置疑的。媒體的批評或許還能應付,來自李遠哲的批評就得小心應付,李遠哲在2022年10年指出當前台灣政府的新能源政策是錯誤不斷,修正反核立場,指出核能還是未來重要的能源選項。對李遠哲的批評,政府的回應是新能源成就有目共睹,能源政策目標不變。

我們該如何理解政府所說的新能源建設成就有目共睹呢?的確相較於傳統的電廠,高墻水泥,介備森嚴,太陽能電廠和風電機先天地具備了審美上的優勢,安靜地坐落在觸手可及的路邊,簡單明了同時帶來了可親近關係上的快感,從這點來看,民進黨政府的回應並沒有錯,從2016年開始,新能源的新裝置容量出現了井噴,從台電的數據來看(新能源包括了太陽能,風力,水電,和生質能)。從2016年佔整體裝置量的10%,在短短的六年間變成佔了整體容量的25%,佔比成長了超過一倍,從單項數據來看,新能源在2016年時的裝置容量是432.13萬瓩,到了2022年變成1357.83萬瓩,成長了超過3倍,更細項的來看,水力發電幾乎沒有成長,風力裝置容量成長了2.36倍,太陽能裝機容量成長了接近10倍,可見這一波新能源的成長,主要是由太陽能電廠推動的。大量的太陽能電板和風機極大地改變了台灣的農村和漁村地景,滄海變風機,桑田變電板。

台電系統歷年裝置容量。(取自台電官網)
台電系統歷年裝置容量。(取自台電官網)

然而電廠畢竟是要發電的,裝置容量這麼多,不代表就能發這麼多的電,光看裝機容量我們似乎必須同意政府的說法,新能源政策取得了巨大的成就。然而台電的發電量數據並不支持這樣的說法,在新能源裝置井噴前,2016年新能源發電量(包括台電自發與購買)佔總發電量5.1%,到了2022年只上升到8.6%,新能源佔了總裝置容量的25%,但只發了總發電量約9%的電力。

我們再以台電的公佈的數據來換算新能源平均每日發電量,這裡我們以發電裝置每年的總發電量除以365天得到的數據來估算,在2016年時燃煤裝置一天發電15.53小時,燃氣14.42小時,核能16.22小時,再生能源7.35小時,到了2022年,燃煤一天運作16.87小時,燃氣16.22小時,再生能源4.34小時。石化能源的平均時數不降反升,特別是燃煤電廠的平均運作時數比六年前還高。第二個有趣的現象是再生能源的平均每日發電時數反而下降了。

台電系統歷年發購電量。(取自台電官網)
台電系統歷年發購電量。(取自台電官網)

我們該如何理解這兩個趨勢呢?為什麼新能源裝置瘋狂增長,平均每日發電時數反而減低了,主要的原因在於在2016年時水力發電構成了主要的新能源裝置容量,當太陽能和風力取代了水力成為新能源的主力,平均每日發電時數也就跟著降低。扣除了水力發電,只有太陽能和風力的新能源電廠在2022年的平均每日發電時數降到了2.81小時,也就是一天24小時只有不到三小時能發電,其他時間都是作為一種造景藝術存在,這裡我們還必須考慮到太陽能和風力發電高度依賴天氣的不穩定性以及不可操縱性,我們希望最佳的情況是每天的日照和風力都大致相同,但很多時候不是全有就是全無,而我們也無法在缺電的時候要太陽能和風電廠增加輸出。在這種情況下,燃煤和燃氣等燒水發電的機組也不能停機,雖然不用像某名嘴說的航母要等48小時才能啟動,但電網產出和消耗必須隨時保持一致的特性,產生了新能源裝置容量暴增但實際上對石化能源的減少幫助有限的現象。

放到世界的范圍上,所有先進國家都在發展各式新能源,以核能為例,以核分裂為基礎的核電廠已經發展到第四第五代,對安全性和核廢料的問題已經大幅的改善,但囿於意識形態,短期內核電廠不可能成為台灣新能源的選項。在新能源中,太陽能和風能不過是其中的一部分,要讓太陽能和風力得到最大的利用就必須有良好的儲能措施和電網基礎建設,另一方面,太陽能和風能等發電方式的局限性其實早以為人所知,政策的規劃者不可能不清楚其限制,而李遠哲等科學家更應該早在之前就以自己的位置做出建言,而不是等到木已成舟才來批評。當然新能源除了政治上的美學效果,還有更實際的經濟效果,多少打著新能源的科技公司以此為生。

*作者為香港理工大學助理教授

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