2014年5月18日 星期日

再生能源的謬思(1)

  電力有很多種產生的方式,無論是最早的火力、水力發電到現在所謂的再生能源發電(太陽能、風力),及目前最新科技的核能發電等,都是提供人類電力的重要管道。近年來由於地球資源、暖化、環保等議題被重視下,如何在追求穩定電力、經濟發展及環境保護之三面考量下求取平衡,對人類來說是一個重大的考驗。

  水力發電是全世界最環保的發電方法,但礙於台灣的地形與水文因素,並沒有辦法像加拿大魁北克一樣興建多達60座水力電廠,因此只能依賴火力與核能作為基載電源,水力發電只能作為輔助發電的調度選項之一。

  台灣是一個島國,因此高達98%的能源只能依賴進口補給,而各種進口能源的成本與發電效益差別甚大。舉個例子,若以核電廠發電量156億度電作為基準來看,產生156億度電需要以5萬5千噸的大船,載運271萬噸的液化天然氣運送50次才夠產生;若是利用10萬噸的油輪運送380萬噸的石油需要運送38次才夠用;若以13萬噸級的煤輪則需要44個船次運送570萬噸煤;而核燃料卻只需一個貨機架次即可。
  也許有人會說,既然進口能源這麼耗費資源與資金,那為何在台灣不用大規模的再生能源就好,可以降低進口能源比例又能自我發電?很可惜,再生能源絕對不是口頭上說說的這麼容易好用,除了再生能源本身在轉換效率與環境克服的技術受到限制外,看天氣吃飯的再生能源弱點絕對是目前最大的致命傷!且再生能源的建置比例過高,容易使電網受到衝擊,降低電力品質,並影響電網供電穩定度,而為了提升電力品質,得多花許多時間與金錢進行衝擊研究、新增設備,提升電力品質並改善供電穩定度,若是綠電的比例太高難以調度掌握,將會造成國家電網的災難,會成為哪一種災難的開始,看看德國的例子就可以知道了。



  德國的核能政策就是政治角力的一環,與台灣現況極為相似,於2011年福島事故後,基於政治立場草率決定在2022年前全面廢核,決定提高再生能源比例,並於當年度17部核能機組中停止運轉8部,並加速再生能源發展,至今(2014)再生能源發電佔比高達27%。但也因為這樣的能源政策,使德國吃足了苦頭。
  首先是供電穩定面,2011年因核能基載降低,再生能源比例太高(20%)對電網穩定度造成衝擊,使得一年停電3分鐘以上的次數高達20萬次,充分顯示再生能源先天無法穩定供電之缺點,而即使有歐洲電網的相連,在缺電時鄰國卻不見得要雪中送電,使得國家陷入自主能源不足之泥淖。試想,在有歐洲電網的支援下,都還能有高達20萬次停電之現象,德國預計2050年再生能源目標占比達80%以上實現可能大嗎?!
  自2007年以來,德國安裝大量風電機組主要集中在北部,在德國缺乏連接南北向的輸電系統以及歐洲國家電網相互連接情況下,當遇上波羅的海強風導致北部風場電力過剩時,除了可能導致德國電網崩潰,甚至影響捷克、波蘭等鄰近國家。因此德國過剩電力影響其他國家電網的問題,使得波蘭和捷克計畫在德國邊界地區,安裝移相變壓器(phase-shifter transformers)來調節電流,以保護輸電網路。另外德國在用電高峰時只能從鄰國進口大量的核電或火電,於晚上離峰用電時,風力發電卻嚴重產電過剩,還得(倒貼)付費請鄰國帶走或請工廠多使用這些多餘的電量形成「負電價」的現象。

  接著是發電成本與電價問題面,自2003年起至2012年,德國核電占比從28%下降至16%,而工業用電(industrial customer)與民生用電(household customer)電價漲幅分別高達70%與52%,如下圖一,其電價上漲與核電占比下降有極大關聯。

圖一  德國核電占比下降與終端電價上漲趨勢(2003-2012)[1]

  另有很大的關係是由於電市交易的問題,德國自2000年推動再生能源法(EEG),對綠電生產者提供20年保證收購及優先進入電網優惠,也就是說綠電擁有優先進入電網權利,排擠傳統火力電廠,而綠電無論電力需求多寡都大量湧進電力交易所,使得電力過剩下,價格走低。但綠電生產者與收購的電力公司根本不在乎市價,因為在20年保證收購的法源下,市價和保證收購的價差皆以「再生能源附加費」的名目全數轉嫁給消費者吸收,因再生能源比例年年增高,再生能源附加費亦年年調漲,如下圖二所示[1]。

圖二  德國近年再生能源收購總金額與附加費調漲(2000-2013)[1]
也因再生能源比例提高,電價大幅上漲,德國終端住宅用戶得承受高電價以負擔「再生能源附加費」,而為維持國內產業競爭力,德國長期以來民生電價都是工業電價的2倍(我國兩種電價幾近相同),因加重了住戶的電費支出,對德國中下階層的生活造成嚴重負擔,每年超過400萬人陷於電費和麵包的貧困抉擇,30萬戶因貧窮而被斷電。歐洲民生用電第二高(僅次於丹麥)的德國因電價每年不斷上漲已引起不少民怨。
  估計至2020年(6年後),德國因廢核政策的能源轉型支出將達2500億歐元(約為台幣十兆),而德國環保部長、現轉任總理府部長奧特麥爾估計,德國能源轉向代價約1兆歐元(台幣約40兆)[2],以我國每年稅收不到2兆來看,必須連續20年以上政府財政不吃不喝將所有納稅人的錢投入再生能源才可能像德國這樣發展,但看看下圖三,2012年德國的能源發電比例,核能及火力燃煤基載依然高達60%,再生能源22%,反觀台灣核能與燃煤等基載比例低至41.9%,更遑論要發展再生能源的可能性?

圖三  2012年德國各項能源發電佔比

  最後提到能源政策轉型後的環境惡化,德國推動廢核政策後啟用了大量的高汙染低成本的火力燃煤機組補足電力缺口。根據歐盟統計局公布官方數據,顯示德國為歐盟污染最嚴重的國家,2013年二氧化碳排放量增加2%至7.6億公噸。若是廢核後可以單純靠再生能源補足電力缺口,德國也不會在已投資天價的資金於再生能源下,又再度啟用大量的燃煤火力電廠,事實證明,現階段要倚靠再生能源作為國家穩定的電力來源,根本是痴人說夢!這是能源之外行人,才會不斷對再生能源有著不切實際的冀望。

  於5/7綠色消費者基金會秘書長方儉在臉書上呼籲要發現事實真()其實很簡單,就來聽聽真正的德國人怎麼說吧。邀請大家聽一場由古茂和先生(德國在台協會副處長)5/12在台北醫學大學的演講,事後於5/13卻在臉書說我不同意古茂和所說的,如果台灣要推動再生能源,大家要接受高額的油、電能源價格,在台灣,風力比天然氣、汽電共生的售價還低,太陽能更可以完全取代每度70-80元的尖峰用電,而只要每度6-8元。再生能源在台灣只會降低能源成本,而不是提高能源成本,這一點古茂和不了解,因為他不是台灣政府官員。而台灣政府官員不但不了解,還要否認,一再強調再生能源是地球上最壞的能源,核電最好。
  事實上,方儉推薦的德國人都申明推動再生能源需要民眾接受高額的油、電價格,反觀外行的反核人士卻依然聽不進去,一再自我催眠再生能源在台灣有很低的能源成本,這是非常外行又不負責任的說法!在台灣2 MW的單一風機造價約近1億,建設超過300架風機,投資超過300億,2013年全年風機發電量卻只有16億度電,只有核能發電的4%電量,且於夜間電力調度卸載時,反而產出一堆不需要的風電,造成電力調度上的麻煩,該發電時不發電,離峰用電時卻拼命發電,這16億度電真正用在尖峰時刻時又得再打上大大的折扣,實在不是這麼好用好控制的再生能源。
  反核人士們,鼓吹再生能源縱然是件好事,但千萬不可對再生能源有錯誤觀念及不切實際的想法,也請本身不具有能源長才的環團、反核人士,別再隨意鼓吹錯誤觀念誤導民眾了。

沒有留言:

張貼留言

若有任何電力能源問題,歡迎討論。