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30/11/2010
李嗣涔博士.地球生病,节能减碳
作者: admin

近数十年来由于温室气体排放日趋严重,导致全球气候变迁,各种生态环境上的警讯不断出现,世界各国莫不以节能减碳为主轴来订定国家能源发展政策。根据2008年国际能源总署(International Energy Agency, IEA)《能源技术展望》(Energy Technology Perspective 2008)推估,到2050年时,全球经济规模将是目前的4倍,能源需求是1.7倍,CO2排放量是2.3倍,全球气温将升高6℃或更高。若经济成长与能源需求不能脱勾,全球环境将面临重大冲击与无法挽回的改变。IEA认为要改变目前的能源结构与排碳趋势,需有“一般作为”和“积极作为”,一般作为就是提升能源效率,积极作为就是提供化石能源以外的新能源。IEA强调,除再生能源外,采用CCS(CO2 Capture and Storage)并配合化石能源使用效率之提升、核能、无碳运输技术等3项都是必要的积极作为。

基于上述趋势,2008年底欧盟提出“三个20%”的减碳政策,即在2020年时,(1)排碳量比1990年还少20%;(2)再生能源占总能源用量20%;(3)减少化石能源用量20%;要落实这“三个20%”,2020年以前欧盟需投入一千亿欧元的能源建设经费,2013年起,排碳团体每年将耗费661亿美元购买污染配额。

美国总统奥巴马上任后即提出一项将大幅转变美国能源的计划,同时也创造工作机会和提升能源安全。此计划植基于其创新的强度与深度,以及美国人民与生俱来的企业家精神,其内容有六:(1)提供美国家庭面对高油价之短期纾困;(2)未来10年内,策略性投资1千500亿美金以创造500万个新工作,诱导民间力量投入建立清洁能源;(3)未来10年内,节省石油用量将超过目前自中东与委内瑞拉进口总量;(4)2015年之前,促成100万辆美国制每加仑能跑150英哩的混合动力车上路;(5)2012年之前,达成10%美国电力来自再生来源,2025年之前增至25%;(6)施行温室气体之Cap-And-Trade,于2050年之前减少温室气体排放达80%。上述政策大致采用Lieberman-Warner法案所订定的目标。欲达到此目标,排放一吨CO2的代价将从2015年的50美元升至2030年的105美元。

根据2007年经济部能源局的《能源统计手册》可知,从1986年至2007年,台湾能源消耗以每年约6%速度成长,其中煤炭占比从25%提升至32%、石油维持约51%、天然气从2.7%提升至8.4%、核能从20.1%降至8.4%。这能源供应结构除核能与天然气有稍显著的变化外,其他并没有明显改变。

再看节约能源方面,根据经建会统计资料分析,过去20年来,台湾国内生产总值(GDP)大约以平均每年4.5%的速度成长,而人均能源消耗量则是以每年约6%的速度成长,不像美国、德国等先进国家,上述两者的关系已明显脱勾:GDP呈明显成长,但人均耗能几乎持平,这是节约能源奏效之故。所以,台湾在过去20年的节能措施明显不足。

台湾减少CO2排放量努力不足

在减少温气排放方面,若仍以过去20年演变来看,台湾二氧化碳排放量平均每年以6.1%的增率成长,远超过经济合作发展组织(OECD)国家的3%,总排放量在2007年是全球排名第二十二,人均排放量更提升至第十八位。可见减少CO2排放量的努力非常不足。

为解决上述3大面向的能源问题,及因应全球能源结构演变趋势与温室气体减量的国际走向,行政院在2008年6月提出三项能源政策,在节能、减碳、能源结构等三方面订出具体目标:(1)减碳政策:CO2排放量在2016-2020年间将降至2008年的水平,在2025年降至2000年的水准,在2050年则降至2000年排放量的50%;(2)能源结构政策:2025年全台湾低碳能源占比超过55%;(3)节能政策:2009-2016年之8年间,每年节能2%。要达到上述能源政策目标,我们认为台湾需在能源结构做大幅改善,但必需政府投入积极作为才可能及时完成。

首先,因发电和工业所排放的CO2占台湾总排放量的80%以上,若能将这些CO2有效的捕捉并封存在适当地点,对台湾减少CO2排放将有决定性的帮助。同时,将旧有的燃煤电厂逐步提升效率或以IGCC(Integrated gasification combined cycle)电厂取代,对提升电厂效率也会有很大帮助。目前台电发电机组效率:燃煤35.4%、燃油34.3%、燃气30.6%、复循环机组(燃气)43.3%、气涡轮机(燃气)27.3%、柴油机组(燃油)38.1%、核能机组33.1%,有许多改善的空间。若能改为超临界或超临界机组,并从2018年起至2050年间,以汰换台电现有18GW的燃煤机组为目标,每年以0.6GW速度建造IGCC新厂,并配合开发等量之CCS场址,则CO2排放量将大为降低。

其次,我们也发现流经台湾东部海域的黑潮,其流量是亚马逊河的百倍,密西西比河或长江的千倍以上,且贴近陆地、流速高、流量大、流向稳定、位置长年不变,是一股全球少见的优质洋流,非常适合发展洋流发电,若能适度开发,不但能提升台湾能源自主程度,更能有效减少CO2排放,同时也可能发展出台湾自有的世界及海洋能源产业。当然,在全面开发之前,许多议题比如可开发的容量、对环境的影响等仍须克服,这有待政府政策确定后,以多面向的群体研究同时投入,在相关议题内容确认与疑点全面消除后,就可全面投入开发此台湾特有的能量。

鉴于前述全球能源现况与先进国家的解决方案,再回头看台湾能源与排碳现况,要解决台湾目前所面临的能源困境势必要采多种不同措施才可能成功。而前述之“积极作为”可能就是必要的措施,能否成功,端视政府施政决心与实际条件配合的程度,依实际需求订出优先次序与时程而执行之。

(作者将于12月5日(星期日)下午2时假吉隆坡金马皇宫酒店,以〈地球生病vs节能减碳〉作主题演讲。)

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