NetZero 50:全球淨零趨勢與台灣能源轉型

2050淨零碳排要達標,2030是關鍵!

聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)公布的一項科學報告指出,全球各地出現的極端氣候情況只是未來幾十年的溫和「預演」,若仍持續使用更多的石化燃料,將迅速加劇全球暖化的影響,並呼籲各國應立即採取行動。科學家們對報告提出結論——只有立即對溫室氣體排放採取緊急管制措施,才能在本世紀末阻止地球升溫至危險狀態。

2050淨零碳排(Net Zero)已成為全球普遍共識,自《巴黎協定》簽署以來,全球計畫新建燃煤電廠的數量已下降了76%;然而,替代煤碳的潔淨與再生能源是否能快速遞補則是另一個至關重要的問題。國際能源總署(IEA)於COP26大會前發表的一份報告指出,全球改用潔淨能源的速度仍過於緩慢,不僅難以兌現氣候承諾,也可能造成物價更大的波動;若想達成氣候協議上的承諾,對潔淨能源和相關基礎建設的投資就該是現在的3倍以上。但是以目前全球對於潔淨能源的投資,要在2050年達到淨零排放還很遙遠,甚至還不足以阻止全球碳排放量飆升至歷史新高。

要達到2050年淨零目標,潔淨技術在2030年能不能被大幅提升及採用將是成敗關鍵,這包括太陽能和風能的裝置容量要提升至目前的4倍,電動車銷售量須為現今的18倍。2030年的世界經濟規模比現在多40%,而能源消耗也同步減少7%,經濟發展和能源消耗才能完美脫鉤;而且到2030年還可以創造1,400萬個就業機會,發展更高效能的電器、燃料電池運具,此外在建築節能改造上,更額外需要1,600萬個工人。至2050年,幾乎90%的電力將來自再生能源,而太陽能和風能就占了70%。

3大減碳關鍵:氫能、電動化、零碳建築

從能源終端用戶來看,2030年工業和交通碳排會各降20%,建築則會減少40%;到2050年,這三巨頭的減排幅度都將來到90%。要這麼巨幅削減碳排,工業上得仰賴氫能、碳封存及捕捉技術,2050年氫能的量會是現今的6倍,一半會用於重工業(主要是鋼鐵和化學品生產)和交通上。

氫能又分綠氫、灰氫、藍氫【詳備註】,現今發展氫能的國家皆以減少碳排放與空氣汙染為主要目的,然而,目前碳排放量最少的綠氫受限於轉換效率問題,其價格難以與灰氫相比,至2030年之前,若沒有補助或碳稅等政策工具,綠氫仍不具成本競爭力,甚至在2050年之後才有機會直接取代灰氫。要特別強調的是,到2050年2/3的氫能必須是綠氫,而且成本要比現在少3倍,才能以利量產。

交通運輸的去碳則要靠電動化,2030年的車輛銷售須有60%是電動車(2020年電動車銷售僅占5%),公共充電站也要到位,設置將多達4,000萬支;其他像是航班數量要減少12%、20%~50%的車旅(Car Trip)轉換成透過公共運輸、自行車進行,都是減碳助力。

準零碳建築(Zero-Carbon-Ready Building),也就是計算一棟建築碳排時,需涵蓋建物營運、搭建和材料生產製造幾大階段;如此要低碳,建築就得具備良好的被動式設計、整合當地的再生能源、使用低碳建材、甚至可以成為分散式能源的一環,為韌性電網貢獻己力。2030年全球應有20%的既有建築需要翻新,2050年超過85%的建築需遵守準零碳建築能源法規,住宅建物翻新速度每年要達到2.5%才行(目前比率小於1%);這樣即使未來全球樓地板面積會增加75%,排放量仍可被削減90%。

台灣能源現況與淨零藍圖

據統計,台灣2019年各類溫室氣體總排放量為287.06百萬公噸,其中以二氧化碳(CO2)占95.28%為最大宗,主要來自能源燃燒排放。以產業區分,工業製造約占排放總量51.4%為最多,其次依序為住商建築19.38%、運輸12.89%等。

4大轉型目標

2050淨零轉型是全世界的目標,台灣也不例外,將淨零轉型目標鎖定4大面向:

  1. 能源轉型,降低能源風險:藉由擴大再生能源設置,提升自產能源占比,可翻轉高進口能源依賴風險,降低國際能源市場衝擊與價格波動對我國能源安全影響。
  2. 產業轉型,增強產業競爭力:(1)推動綠能佈建提供足夠綠電外,同步帶動綠能產業鏈及本土供應鏈成長。(2)推動產業滿足供應鏈與全球綠色倡議要求,並結合ICT產業優勢,提供更高效、更低碳、更智慧的製程。(3)進行前瞻技術佈局,並發展本土優勢技術加速商業化,瞄準全球淨零轉型商機。
  3. 生活轉型,永續生活 : 透過全民對話,提升全民對氣候變遷及淨零轉型之認知與共識,改變生活型態、落實低碳生活;同時誘發廠商建構低碳商業模式,創造綠生活產業鏈。
  4. 社會轉型,減少衝擊:透過社會溝通,降低各項減碳方案可能帶來的矛盾或是衝突點,全面地考量所有減碳方案之間的相關與連動性,分析各方案輕重緩急的優先順序,再制定跨域的推動計畫和配套因應措施,確保符合社會公正。

2階段減碳工作

除了上述4大目標,台灣也以2階段工作來規劃2050淨零碳排初步藍圖:(1)2030前達成低碳:以可行之減碳措施,致力減少各項碳排;增加綠能,優先推動已成熟的風電和光電;增加天然氣以減少燃煤的使用。(2)2050前朝零碳發展:布局長期淨零規劃,使發展中的淨零技術可如期到位,並調整能源、產業結構與社會生活型態;極大化佈建再生能源,並透過燃氣機組搭配碳捕捉再利用及封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)來建構零碳電力系統。

藉由2階段工作,除短期不興建新燃煤電廠,並陸續擴增再生能源裝置容量、達成100%智慧電網佈建,最終佈建總電力占比60%~70%之再生能源,並搭配 9%~12%之氫能,加上使用搭配碳捕捉之火力發電20%~27%,將整體電力供應去碳化,以達成2050淨零排放之長期目標。

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【備註】

  • 綠氫:目前國際趨勢所在,生產方式多為利用過剩的再生能源(例如太陽光電或風力發電),在電解槽中水電解得到氫氣與氧氣。
  • 灰氫:現今氫氣95%以上使用的製造方式,料源多為天然氣搭配水蒸氣重組法,意即利用在高溫觸媒環境下,利用水蒸氣與碳氫化合物反應轉換出氫氣,而甲烷(天然氣)為最常使用的料源。
  • 藍氫:利用石化燃料製氫之後,隨即搭配二氧化碳捕獲、封存與再利用機制(Carbon Capture, Storage, and Usage;CCSU)成為低碳氫氣。

※參考文獻

  • 臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明/國家發展委員會、行政院環境保護署等。
  • 全球氫氣生產方式的發展與趨勢/經濟部技術處。
  • Net Zero by 2050/IEA

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