議題背景:2022年12月28日國發會舉辦記者會,延續3月31日發布的台灣2050淨 零排放路徑及策略,更新國家自訂減碳貢獻目標,並提出「十二項關鍵戰略」的各式 目標與規劃。台灣科技媒體中心廣邀個領域專家依期研究領域,提供對於當前「十二項關鍵戰略」目標的觀點。

專家怎麼說?

太陽光電:【魏榮宗】【陳方中】【陳家原】
離岸風電:【楊瑞源】【郭玉樹】
自然碳匯:【蔡呈奇】【邱祈榮】【陳忠義】【鄭智馨】【陳宗岳】【曾筱君】【孫義方】
電網與儲能【陳正一】【盧展南】
氫能:【曾重仁】【翁芳柏】
資源零廢棄:【陳志成】【陳偉聖】
前瞻能源:【郭振華】【王守誠】【林心恬】
綠色金融:【溫麗琪】

2022年12月30日
台灣科技大學電子工程系特聘教授 魏榮宗

太陽光電規劃2025年裝置容量為20GW,累計至2021年裝設7.7GW,即使累計至 2022年仍不到10.5GW,剩下三年,如要達成短期目標,每年必須新增3GW以上。 但僅剩3年時間,且待開發大型案場大都需要透過社會溝通及法規鬆綁,方可為之,勢必延後達標。至於中長期政策或願景目標亦因土地有限及短期目標延後達標,其可行 性仰賴於技術創新及放大單位面積設置量才有機會達成。

依據能源局淨零12項關鍵戰略行動計畫推估,2031年堆疊式太陽能才能商業化,換言之,技術創新對短中期目標達成還是幫助不大,品質有待市場考驗且變數很多。我認為到2030年,國內開始有光電案場滿20年,從現在開始適度提供政策或躉售價格誘因,鼓勵五年前所裝設220W/片光電板換裝成為目前市場已普及410W/片以上光電板,裝置容量馬上增加1.5~2倍,放大單位面積設置量是目前務實短中期達標作法。

此外,除一昧追求光電設置量,亦提醒光電發電效益仍須注意,目前廠商因成本考量仍主要仰賴人工維運,光電系統智慧維運跟管理將是未來光電研究與產業可以加強著墨之處。

光電板回收目前工研院已發表有效回收技術,但目前國內光電廠尚未屆滿與台電簽署 的20年躉購合約,導致專業回收廠商尚未正式大量出現,只要處理量足夠相信廠商自 然會投入市場,且針對不同樣式太陽能板回收技術也會依需求逐步推陳出新,但須政 策引導避免重蹈國外進口廢棄物至國內回收處理之窘境。

利益聲明:未提供利益聲明

2022年12月30日
國立宜蘭大學森林暨自然資源學系教授 蔡呈奇

Q1. 在自然碳匯的統計與規劃中,森林、土壤、海洋是三個主要的增匯策略。在森林部分, 政府預計2030年累積造林達12,600公頃,累積碳吸存量10.7萬公噸二氧化碳當量。您認 為目前台灣若要持續造林,我們是否有足夠的空間達成造林與減碳的目標?

台灣若要持續造林,需要有規劃的經營伐採計劃,然而目前國內禁止開採,要達到造林與減碳
的目標需要一番努力。

Q2. 目前台灣尚未在溫室氣體排放清冊中計入土壤與海洋的碳匯,在現在的規劃中,我們有相關的碳匯係數與方法了嗎?我們需要哪些研究或數據,才能讓土壤與海洋的碳匯納入統計?

目前我國國家溫室氣體排放清冊報告(2022)中,提到農業部門2020年的二氧化碳當量, 約占我國溫室氣體總排放量的1.17%,以及在林業部門中提到「因報告年間沒有經歷森林類型、林地擾動或經營制度的重大轉變,假設土壤碳庫年碳貯存變化量為零。」而林地中枯死木與枯枝落葉的碳庫,在國家清冊或IPCC中都被忽略。因為排放量低以及都沒有探討過我國土壤碳貯存之年變化量,建議應該積極推動國家型計劃,從現在開始以5年為單位進行全國土壤碳匯調查,建立我國的碳匯係數與方法。

Q3. 在森林、土壤、海洋除了自然本身的碳吸存能力,我們有其他的方式增加碳匯嗎?例如目前規劃中提到的是,部分地區改種生長週期較短的竹林、負碳農法、增加海草床面積,這些是可行的方法嗎?還有其他研究上認為可行,或曾經試驗過的方法嗎?

增加土壤碳匯的方式,除了負碳農法,在聯合國糧食及農業組織(FAO)於2021年出版「全球土壤再碳化:推薦管理措施之技術手冊」(Recarbonizing Global Soils: A technical manual of recommended management practices)中提到很多可行措施。然而碳匯是指碳吸存庫,增加碳匯可以協助國家達成淨零,但不等於可用來交易或抵減的碳權。要將碳匯轉為碳權,需要符合監測、報告與驗證機制。2022年8月份國際驗證機構「經查證碳標準」(Verified Carbon Standard, VCS)公告「生物炭在土壤和非土壤應用中的利用方法學」 (VM 0044 METHODOLOGY FOR BIOCHAR UTILIZATION IN SOIL AND NON-SOIL APPLICATIONS),這是第一個公告並以生物炭為名的方法學,這使生物炭也可能成為「碳權」的工具,引起國際上的重視。在公告的方法學中,不僅包含碳匯量的計算,也參考歐盟與 國際生物炭倡議組織的安全規範,詳細規範生物炭的安全性,並使其能夠應用在土壤與非土壤(例如作為混凝土和瀝青等長效產品的添加劑)中。

Q4. 減碳與保存生物多樣性應是共同前行的目標,我們目前增加碳匯的策略是否也符合生物多樣性目標?

目前增加碳匯的策略中,土壤碳匯維護與增加的方式包括減少破壞土壤、促進增加與補足不足的土壤有機物質與復育土壤,都與保存及提高生物多樣性有密切相關,也符合生物多樣性目標。

利益聲明:無利益衝突。

2023年01月01日
國立成功大學水利及海洋工程學系教授兼水工試驗所督導 楊瑞源

Q1. 離岸風電在目前的規劃中,將是未來再生能源發電最主要的來源,以您的觀察,您認為目前國家設定的離岸風電目標是否有機會達成?您認為目前台灣的離岸風電研究與產業有哪些可能的優勢與挑戰?

依據目前政府規劃總量預估整體目標是有機會達成,但是期待政府可以適時調整政策限制,適時且健全地讓國內離岸風電市場回歸市場機制,讓國內相關產業更具競爭力。

國內關於離岸風電相關研究一直都具有相當亮眼的成果,但如何建立產業及學術更暢通的雙向管道更需要現在開始行動。國內離岸風電產業面臨的挑戰,從現在的固定式風機,到未來浮動式風機可能都會有兩項挑戰,首先必須克服嚴苛的學習曲線,國內相關技術人才/學術人才如何整合自身經驗及國外所建立之標準,這將會是一大挑戰;再來會面臨國內基礎設施逐漸不敷使用,這必須仰賴政府-企業雙方共同努力,軟體及硬體實力同步提升。

Q2. 在當前的規劃中,浮式風機將是未來的重點發展的新技術,台灣目前的浮式風機發展的進程為何?我們可以期待未來浮式風機將會是台灣離岸風電的主流嗎?

目前國內浮式風機發展進程大多仍屬於研究室等級的發展,成功大學於2021年結合宏華營造、台灣造船、台灣大學、核研所、船舶中心、工研院及台經院等產學研三方經驗成功走出實驗室,並於安平港進行1:20實海域試驗,整體浮台模型重達4,000公斤,且繫泊系統亦由團 隊自行設計,其技術成熟度已達TRL4~5(根據美國太空總署的標準,TRL4~5約是關鍵技術 已達可在試驗場域整合,待提高大規模可信度的程度)。隨著國內離岸風電蓬勃發展,固定式基礎適應的場址逐漸趨於飽和,未來風能潛勢較佳之場址將會是發展浮式風機一大契機,相信浮式風機將會是離岸風電產業下一個階段技術發展核心。

Q3. 目前產業界朝向風機大型化、浮動式風場發展,以目前台灣的離岸風電發展條件來講,台灣要朝向風機大型化與浮動式風場這兩個目標來說,最需要克服的限制為何?目前已有什麼技術可以克服台灣海峽的潮流湍急的自然條件限制嗎?

承如上段所述,提升基礎建設將會是重中之重,不論是鋼結構浮台、混凝土結構浮台,都會需要有足夠水深的港口、足夠承載力的倉儲區,另外風機大型化的趨勢,相關的重吊設備也必須逐漸提升。另外,國內潮流湍急的自然條件對於浮式風機會是一大挑戰,風機穩定性除了可以透過浮台本身的壓載系統外,也必須結合繫泊系統設計來因應,台灣海峽的自然條件有別於其他地區,除了海流流速以外,會與東北季風/西南季風形成反向的外力影響,國內若能掌握這 些關鍵技術將會是一大利多。

Q4. 除了離岸風電製造技術本身,您認為有哪些發展離岸風電相應的技術、法規、機制是目 前尚未提到的?

除上述繫泊系統以外,動態海纜此項關鍵技術也將會是一大重點。若沒有好的輸電系統無法將優異的風能轉為電能供給使用者;由於目前離岸風電驗證機制多屬於歐美體系之驗證,對於台灣海峽之外在條件不一定百分百適用,國內必須整合歐美體系之長處並結合國內海氣象條件規劃屬於國內海氣象條件之驗證機制。

Q5.台灣當前的海事工程量能,是否足以應對國家所提出的離岸風電目標?我們還需要哪些海 事工程的資源投入,才足以穩健達標?

目前相關量能仍屬不足,除了海事船舶投入以外,海事工程、輪機工程、船舶工程、航海專業及金融保險等相關本土技術人才也必須持續投入培養以因應蓬勃發展之離岸風電市場。

利益聲明:無利益衝突。

 

2023年01月01日
國立陽明交通大學光電工程學系特聘教授兼系主任 陳方中

Q1. 至2022年9月,太陽光電的累積裝置容量為9.08 GW,以您的觀察,您認為目前國家設定的太陽光電目標是否有機會達成?您認為目前台灣的太陽光電研究與產業有哪些可能的優 勢與挑戰?

目前國家設定的太陽光電目標為2050年40~80GW,依目前的進展雖然挑戰不小,但是有機會達成。國家推行太陽光電也有一段時間了,從早期電價的訂定到目前土地取得等問題,每一個階段都會產生新的挑戰。我認為目前台灣的太陽光電研究方面,相對其他先進國家不論技術或投入的資源應還有進步的空間。在產業方面,前端電池因成本優勢不足,目前也還是很辛苦。不過台灣產業的彈性及韌性很強,我想在政府協助下應該這些問題都可以緩步解決。

Q2. 在當前的規劃中,預計將提升當前太陽能板的發電效率,包含矽基太陽能、堆疊式太陽能,預期能推動新式太陽能的商業化。您認為以台灣目前的技術進程,我們可以期待這些新技術對於達成太陽光電目標的協助,能到達什麽樣的程度?

目前矽基太陽能仍是市場的主流,一些新興太陽能技術也能看到漸漸從實驗室走到量產階段了。我預期十年內,鈣鈦礦太陽能電池及有機高分子太陽能等技術都能走入發電市場,並可以占一定市場比例。隨著時間技術更成熟,也會有機會慢慢變成主流技術,換句話說,這些新式太陽能技術有機會幫助台灣2050淨零轉型目標的達成。堆疊式太陽能因效率較高,對於土地取得限制確實會有幫助,特別是台灣地小人稠,土地會隨著建置規模越大而漸漸越發難以取得。不過因電池成本同時也會增加許多,要再進一步精算才能權衡採用堆疊式太陽能的得失。

Q3. 光電板的回收,台灣仍須加強那些規範與流程,才能達到完善回收制度?若未來高效率堆疊式太陽能板成為主流,我們需要規劃新的回收制度嗎?

目前台灣已有太陽光電模組回收機制,包含也有預繳機制跟罰款,回收機制完善。只是目前只限大型業者,或許可以再精進至每一片併聯的太陽模組。若未來基於矽基的高效率堆疊式太陽能板成為主流,差異應該只是在後續處理廢棄物的程序,回收機制預期不會有太大變化。

利益聲明:無

2023年01月01日
國立中央大學電機系副教授  陳正一

Q1. 在淨零路徑規劃下,再生能源佔比會持續提高,目前電網的升級規畫,足以應對現在的再生能源目標嗎?之前曾發生發電量充足,但併網饋線容量不足的問題,在目前提出的電網規劃中,是否有解決這個問題?

台灣電網目前規劃項目包含再生能源裝置量增加、超高壓主幹線電力傳輸容量提升、電力品質調控設備強化增加系統穩定度、強化傳統電廠發電機組反應速度、增設儲能系統、提升再生能發電預測精準度、提出用戶於尖峰時間減少用電之需量反應獎勵方案等。在未來淨零路徑規劃中,皆為重要的應對措施,有益於當前再生能源目標之推動。各項應對措施中,再生能發電預測精準度提升、儲能系統設置、用戶需量反應導入、超高壓主幹線電力傳輸容量提升、電力品質提升並減少系統虛功率等,皆有助於解決併網饋線容量不足之問題。

Q2. 國家目標決定推動電網併聯,預期整合發電、儲能與智慧電網等技術,您認為目前台灣電網調度規劃須加強哪些部分,才能達到電網靈活併聯的目標?

如同儲能電力交易平台與再生能源躉購措施,台灣應以台電管理角度出發,及早統籌規劃微電網與能源聚合商的商業運轉規範,促使能源分散在地使用及台電電網統籌調度,因此才得以強化電網中多元能源運轉之靈活性。

Q3. 大量再生能源併網,除了電網容量與調度的問題,也有電力品質(電壓與頻率)統合的問題,目前國際上也開始在談,透過智慧逆變器再生能源也能扮演穩定電力品質、協助電網調度的角色,目前台灣有沒有相關的技術發展規劃?

台灣目前已有智慧逆變器技術與產品,以協助穩定電力品質。然而當再生能源系統佔比上升時,儲能將會成為主要穩定系統運轉的關鍵角色。因此台電近年積極推展電力交易平台以強化 儲能商轉市場,即為為大量再生能源併網時穩定電力品質之目標進行系統佈局。

Q4. 如何改善現有的電力交易平台,吸引更多人投入參與需量反應,強化電網端儲能?

當前因儲能商轉市場蓬勃發展,短期間造成併網饋線容量不足,若想促進需量反應以增加饋線容量,可設立能源聚合商的商業運轉規範與獎勵措施,由能源聚合商去徵集參與需量反應所需求之容量,這是因為用戶主動參與需量反應,常因用戶本身對於電網技術與相關規範不熟悉而意願低落。

利益聲明:無利益衝突。

2023年01月02日
國立臺灣大學森林環境暨資源學系副教授暨生物多樣性研究中心主任  邱祈榮

我國淨零轉型關鍵戰略行動計畫—自然碳匯中森林碳匯造林目標要如何達成?

自然碳匯範圍包括森林、土壤、海洋三種碳匯,其性質與內容差異甚大,其中森林碳匯造林增匯工作,於第一期農業部門溫室氣體排放管制行動方案,已有105-109年的執行成果可供參考。因此本文將聚焦於造林增匯範疇,藉由剖析過去執行情形,希望能對未來推動造林增匯的工作能夠有所助益。

依據臺灣2050淨零轉型自然碳匯關鍵戰略行動計畫,規劃森林碳匯2030年目標:累計造林12,600公頃; 碳吸存10.7萬公噸CO2當量/年。本文擬從下面四個面向來剖析造林增匯應注意事項:

  1. 累計起始年:「累計造林12,600公頃」,究竟由哪一年累計開始?

依據農業部門溫室氣體 排放管制行動方案,載明107年度至119年度規劃造林面積,其累計造林目標:「累計造林12,600公頃」的累計起始年,確是由105年開始累計。

  1. 造林目標達成可行性:檢視過去執行成果,剖析「累計造林12,600公頃」目標達成可行性?預計會遭遇哪些問題?

第一期農業部門溫室氣體排放管制行動方案載明造林目標為:105 至 109 年 累計造林面 積 3,636 公 頃,碳吸存量約新增30.98 千公噸 CO2。然而,依據農業部門溫室氣體排放管制行動方案成果報告,實際執行成果為105-109 年累計造林面積 3,207 公頃,109年度碳移除量約 23.86 千公噸 CO2當量。比對預定目標與實際執行成果,短少429公頃的造林面積,其目標達成率為88.2%。此外,原本管制行動方案119年累計造林10,716公頃,如今驟然提高到「累計造林12,600公頃」,已經額外多出1,884公頃,加上依照過往88.2%的達成率估算,至119年累計造林面積僅有9,451.5公頃,距離「累計造林12,600公頃」目標整體有3,048.5公頃左右的缺口有待努力。

依據農業部門溫室氣體排放管制行動方案及成果報告載明 105-109年度推動造林執行實務方面遭遇為:

(1) 造林計畫囿於政府預算有限且預算逐年降低,可供造林之土地取得亦不易。

(2) 山坡地獎勵造林推行成效未如預期。山坡地因獎勵輔導造林屬申請核可 制,囿於林農申請造林之意願、各執行單位經現勘核判准駁結果,又因獎勵期限長達 20 年,不確定因素多,農民參與意願不高。

簡言之,若沿襲過去幾年的作為,未能採取積極有效措施,要達成「累計造林12,600公頃」目標確實有很大難度。

  1. 碳吸存量目標達成可行性:「碳吸存10.7萬公噸CO2當量/年」估算基準為何?如何透過MRV機制來估算碳吸存量?

依據農業部門溫室氣體排放管制行動方案,目前新植造林吸存碳量預估或執行成效均以每年每公頃8.52公噸二氧化碳當量為估算基準,不符MRV(量測、報告與驗證)機制要求。放眼世界造林固碳效益,皆是以結果實際固碳多少?為是否達成造林目標的評估依據,也就是所謂的結果論(Results-based)的概念。因此,面對斤斤計較碳量的時代,在計畫推動之初,可以用較為簡易的估算方法來預估固碳量,但造林增匯措施已經從105-109年推動第一期行動方案,亦將納入未來整體淨零轉型關鍵戰略行動計畫自然增匯的一部分,應該要能建立有效的MRV(量測、報告與驗證)機制,讓整個執行成果能有科學數據支持,避免落入光喊口號,沒有實際量測數據的漂綠疑雲。

  1. 增加森林面積措施可行性:自然碳匯提出的森林策略,於增加森林面積部分提四項措施,剖析各項措施應注意事項。

目前自然碳匯提出的森林策略,於增加森林面積部分提出四項措施,於執行上應注意:

(1) 導向山坡地邊際農地造林,提升森林面積。目前林地以外之其他土地,森林覆蓋面積為420,840公頃,已被納入國家清冊碳匯估算範圍。因此,未來推動山坡地邊際農地造林時,應確認這些造林地區是否已納入國家溫室氣體排放清冊估算範圍內,避免碳匯量重複計算。

(2) 推動混農林業經營模式,增加造林收益。推動混農模式對於提高農民造林意願應有助益,但關鍵在於此種模式與現行獎勵造林有何差異?同時在於所認可的混農經營模式(包含林下經濟),對於林木生長影響為何,都是應該要進一步加以研究,以建立混農模式林木生長量資訊。

(3) 推動都市林營造,增加碳匯效益同時優化城鄉生態環境。以目前都市林碳匯估算實務而言,都市周遭的森林碳匯多已被納入國家溫室氣體排放清冊估算範圍。而都市範圍內公園、行道樹及私有地的樹木碳匯都未被有系統的估算。以國家溫室氣體排放清冊六大土地利用部門的估算,本就有聚居地碳排放及碳匯估算,只是國內主管機關內政部一直都未予估算,形成國內森林碳匯估算的一大漏洞,殊為可惜。此外,都市樹木增匯務必遵循MRV 機制,從既有樹木碳匯調查量化開始,確實掌握目前都市碳匯數量,形成例行性年度報告納入國家溫室氣體排放清冊估算範圍,接著才是透過各種增匯措施,具體掌握能夠增加多少碳匯量,方是有效的增匯措施。

(4) 水利工程多元植樹。水利署近年來積極透過水利工程大力推動植樹值得嘉許,只是水利工程多在國有土地上施作,因此植樹所固定的碳匯,應遵循MRV機制,具體提交每年新植造林面積,並應透過適當樹木量測機制,估算出每年植樹碳吸存量,納入國家溫室氣體排放清冊土地轉成林地的碳吸存量,應能更有效彰顯水利署在國家增匯措施具體貢獻。

利益聲明:無利益衝突。

2023年01月02日
國立屏東科技大學森林系助理教授 陳忠義

Q1. 在自然碳匯的統計與規劃中,森林、土壤、海洋是三個主要的增匯策略。在森林部分,政府預計2030年累積造林達12,600公頃,累積碳吸存量10.7萬公噸二氧化碳當量。您認為目前台灣若要持續造林,我們是否有足夠的空間達成造林與減碳的目標?

若能充分利用廢耕地、都市林、邊際農地等地區持續造林,應可達到政府規劃的造林面積,依 據上述數據換算每年每公頃約吸存8.5公噸二氧化碳當量,以森林碳吸存來說尚屬合理範圍,但造林樹種的選擇相當重要,應根據各地區的氣候、土壤、地形等環境因子的不同而調整造林樹種,若能「把對的樹種在對的地方」甚至可達到前述2~3倍以上的二氧化碳吸存量。

Q2. 在森林、土壤、海洋除了自然本身的碳吸存能力,我們有其他的方式增加碳匯嗎?例如目前規劃中提到的是,部分地區改種生長週期較短的竹林、負碳農法、增加海草床面積,這些是可行的方法嗎?還有其他研究上認為可行,或曾經試驗過的方法嗎?

竹林因為生長週期短而有相當不錯的固碳效益,但前提要能集約經營管理並充分利用竹材;依目前試驗調查的初步結果,農業大概仍以減排為主要目標,負碳農法若能做到減少施肥與灌溉,將對減少其他溫室氣體(如甲烷、氧化亞氮)的排放具發展潛力,但仍需更多研究數據佐證;此外,農業與林業結合的混農林業應具固碳潛力,值得深入研究。

Q3. 減碳與保存生物多樣性應是共同前行的目標,我們目前增加碳匯的策略是否也符合生物樣性目標?

根據生態學的原理,生物多樣性的增加會使生態系生產量增加,也就是涵存更多的碳在生態系中,且森林面積的增加有助於營造多樣化的棲地環境,也直接或間接促使生物多樣性的增加,在自然碳匯的部分,減碳與保存生物多樣性這兩者是具有共同的目標與方向且相輔相成的。

利益聲明:無利益衝突

2023年01月02日
臺灣大學森林環境暨資源學系副教授 鄭智馨

森林碳匯的不確定性(uncertainty)

台灣2050淨零排放路徑與策略方式,除了能源、產業、生活與社會四大層面轉型,降低化石燃料燃燒產生二氧化碳排放外,也積極透過自然碳匯方式增加生態環境碳匯儲存,特別是森林碳匯的增加,相較於土壤、海洋碳匯,預估2030年森林增匯量將達 75.8萬噸,為土壤增匯量2.9倍,海洋增匯量的2.2倍。

看待森林碳匯同時,仍須了解森林碳匯具一定自然風險與不確定性,需在審慎樂觀預測下,一併考量其不確定性。面對氣候變遷影響,森林干擾頻率將增加,像是土石流或火燒干擾等。干擾事件不僅降低碳匯儲存,增加二氧化碳直接排放,干擾區域減少森林生產力,也將間接影響後續森林碳匯能力。另外,現今所使用森林碳匯推估,多數是建立在第一代造林林木之生長模式上,並無皆伐後第二代再造林木的生長模式,也無低劣土壤的林木生長模式,地力較差的林木生長情況難以用現有模式準確推估。

對不同地位、林分生長差異的了解,將有助於森林碳匯的整體評估。現階段碳匯預估也常將「老齡」人工林視為碳中和,不過近年許多研究案例質疑老齡森林是否不具碳吸存功能。以日本林齡大於100年柳杉林分為例,多數研究仍顯示老齡柳杉林木與林分材積持續生長增加,而非生長停滯無碳匯能力。以台灣林齡50年的人工林而言,國 內對這些「老齡」林分的碳匯推估,仍與國外老齡林分或是日本老齡柳杉生長結果有所出入,增加對老齡林分碳匯能力的了解,為國內森林管理重要課題。

我們認為評估用森林碳匯減少大氣二氧化碳同時,仍需考量森林碳匯所面對的不確定性,包括森林干擾增加的影響、不同區位生長模式的建立以及對現有「老齡」人工林是否為碳中和的生長調查等,綜合不同面相方能建構完整森林碳匯評估架構。

利益聲明:無利益衝突。

2023年01月02日
國立中央大學工學院能源科技研究中心主任暨台灣氫能與燃料電池學會理事長 曾重仁

Q1. 依據目前的規劃,預期著手建立混燒機組,增加天然氣與氫能混燒的比例,以期達到 2050年建立專燒機組,氫能佔發電占比達9~12%的目標。依您的了解,目前台灣的氫能技術進展,是否有機會達成這個目標?

台灣本身並無氣渦輪機發電機組技術,氣渦輪機發電機組多購自奇異、三菱、西門子等世界大廠。這些廠商目前已有部分機組可以混燒50%氫氣之能力,全燃氫機組預計2030年左右可商轉。台灣現有機組可透過組件更新或到期改建之方式,逐步達成燃氫發電的能力。目前規劃的 2030年達混氫5%之目標非常保守,幾乎沒有挑戰性。

且目前之規劃偏重傳統大型獨立電廠思維,忽視分散式氫能發電,不僅無視戰時能源安全,對電網韌性亦是相當不利之規劃。應積極推動分散式發電,結合太陽光電、儲能、燃料電池,鼓勵就地使用,不僅可降低饋線之需求,更可提升電網韌性。

Q2. 依照目前的再生能源設置目標,台灣有機會全面使用綠氫嗎?氫能是否有機會作為天然氣退場的替代方案?

目前規劃的再生能源設置目標僅達電力需求之60~70%,所以只有在日照充足時或冬季風力發電量很高時,可以使用電解產氫作為負載調節,這些綠氫量應是不足的。故對台灣而言,未來應該需要進口綠氫,綠氫將是台灣的進口能源之一。此外除了發電需求,工業製程也需進口綠氫。

Q3. 在台灣預期氫能達到發電占比達9~12%的目標前,我們還需要面對什麽樣的挑戰,或需要有什麼技術上的突破或基礎建設?

因為需進口綠氫,氫的接收、輸送、儲存設施就相當重要。長程的輸氫技術目前主要有液氫、 液氨(氨是由氫跟氮反應而來的,具有穩定性高的優點,但轉換會消耗額外的能量與成本)、與液態有機氫載體(liquid organic hydrogen carriers;LOHC)等三種方式。陸域之運輸,除了以上三種,還有管線與高壓氣槽車兩種。目前國內工業上已有使用液氨、高壓氣槽車、氫氣管線等方式的經驗,國外對液氫已有相當之使用經驗。氫因為會導致金屬氫脆,所以相關之金屬管件、儲槽與閥件等都需經過適當處理才能用於氫之輸儲。台灣應與國外合作,盡速建立從接收站、輸氫管線、到分散儲槽之技術與能力。

Q4. 國發會所提的氫能供給規劃,包含佈局進口料源與研發自產技術,台灣現在有充分的能力自產氫氣,滿足台灣的氫能需求嗎?哪個國家比較有可能是我們規劃進口料源的對象?進口氫能需要特別注意哪些事情?

如上所述,台灣再生能源設置目標僅達電力需求之60~70%,所以需進口綠氫或藍氫(有採用碳捕捉技術避免排放二氧化碳到大氣中的氫)。目前中亞、中東、南歐、北非、澳洲、智利、美國等都積極推動綠氫計畫,希望能在2030年左右將綠氫之生產成本降至每公斤1~1.5 美元。考慮地域,澳洲較有可能成為台灣之進口國。台灣應在大型綠氫計畫初期就積極投入,以掌握技術與料源,確保未來氫之供應無虞。

Q5. 政府預計推動氫燃料電池導入大客車,由於氫能車與電動車需要的基礎建設不同,彼此間會相互競爭嗎?現在的研究或技術,能否評估以台灣的交通環境與載客容量來講,哪種比較合適?或是能夠雙線共同推動?

未來電動載具應會電池車與氫能車並行,小型車可能電池車較具優勢,但在大型、長途、載重之應用上氫能車可能較具優勢。目前推動中的氫能巴士、貨卡應是適當的,這些應用所需的加氫站數量不多,氫氣需求量也可精確掌握,不論是從生命週期總成本或系統調度彈性考慮,都是較具競爭力。

利益聲明:本人曾參與去碳能源工作圈氫能技術評估小組。

2023年01月02日
大同大學化學工程與生物科技學系教授兼創新化工生技中心主任 陳志成

Q1. 一次性產品源頭減量,特別是塑膠製品的使用,是資源零廢棄的重要策略。目前各項減塑措施與規劃是否真的有助於源頭減量與強化資源回收?目前有技術或是機制可以克服嗎?例如之前有些討論提出有改用有塑膠淋膜的紙杯比單純的塑膠杯更不易回收、若未能在回收時確實區分生物塑膠與一般塑膠,會導致物料不純,必須降級使用等等。

生物塑膠,一般塑膠與生物可分解塑膠是三個不同層次的塑膠製品,如果是強調資源零廢棄的觀點,則建議如下:

(1) 某些塑膠製品在使用上,無論是一般民生使用或農林漁牧業等的使用,要達成完全人工回收再利用(目前所謂資源零廢棄的觀點),應該是非常困難, 所以有時候必須借助自然酵素分解回收機制來協助。

(2) 生物塑膠與一般塑膠若沒有獲得生物可分解、或是可堆肥(或家庭可堆肥)等國際認證系統之確認與標章(目前台灣尚待完成遵循國際認證的法律程序),則基本上就是在一般生物存在之環境下,無法獲得自然有機回收(即塑膠製品無法在生物酵素作用下,轉化成為有機物的程序),來達到由自然界協助的資源零癈棄的回收成果,所以此類無法分解的生物塑膠或是一般塑膠皆必須藉由人工回收程序來回收與再利用。

(3) 已經過國際法規認證的生物可分解塑膠,因為其標章與無法分解的生物塑膠或一般塑膠有所區分,所以建議有特定標章的生物可分解塑膠可以進行人工回收的情況下,還是應該進行回收再利用。目前學術界與業界已進行一些生物可分解塑膠的回收再利用之研究。相關資料尚待進一步完成。

(4) 目前有關人工回收之爭議之一即為PLA(聚乳酸)與一般塑膠PET(寶特瓶),可能因為二者的透明性相近,所以有些相互干擾回收的情況。但是這現象並非所謂生物塑膠與一般塑膠回收會相互干擾的常態,應該視為特定個案來處理。同時因為在國際標章中,PLA可以獲得可堆肥塑膠標章,所以基 本上可與PET有所區分。只是因為台灣目前缺乏國際認證的標章制度,才造成此問題更為嚴重。建議台灣應該盡快建立國際標章制度。不過科學技術上也正在利用光學辨識法來快速區分PLA與PET,但是仍需要花費更多成本。

(5) 塑膠淋膜的紙製品,確實是比一般塑膠的回收更為困難,如果要改善此問 題,可以考慮將一般塑膠淋膜改為生物可分解的塑膠薄膜淋膜(可以達成攪拌分離回收紙漿的要求),但是此方面的研究尚待學術界與業界來完成開發。

2023年01月02日
中山大學電機工程學系教授 盧展南

Q1. 在淨零路徑規劃下,再生能源佔比會持續提高,目前電網的升級規畫,足以應對現在的再生能源目標嗎?之前曾發生發電量充足,但併網饋線容量不足的問題,在目前提出的電網規劃中,是否有解決這個問題?

電力公司已放寬運轉安全考量限制,儘量提高單一饋線可併網容量。目前提出之電網升級規 劃,主要著重變電所室內化,滿足10年內對離岸風場及聚合大量太陽能電力區域的輸電需求,及提高輸電幹線能力。眾所周知,輸配電網基礎建設曠日廢時,再生能源若欲達2050年 的規劃目標,就需對未來可再開發及用電設備因電氣化造成的區域負載變化做確切的說明,並據以強化分析所需搭配的輸配電網建設。利用儲能系統、電動車充放電、需求面管理及再生能源輸出整合控制之配電系統整合資源的規劃,可延緩饋線併網容量上限到達的時間,擴大輸配線使用年限,提高綠能開發量。

Q2. 國家目標決定推動電網併聯,預期整合發電、儲能與智慧電網等技術,您認為目前台灣電網調度規劃須加強哪些部分,才能達到電網靈活併聯的目標?

為了實現溫室氣體淨零或降低排放目標,世界各地的電業正在進行最劇烈的變革。電力部門須重新思考如何規劃、設計、監管和運轉電網,以實現所制定之能源配比目標。電網的運轉彈性、韌性與系統安全及保護規劃設計有關。從上層的長期負載預測、電源開發、電網規劃;中層的營建、運轉、調度、保護;到下層的保養維護等,均需對應變革。

能源效率、需量反應、儲能系統等具有先進控制功能的分散式資源,平時可以參與全系統的能源調度,遇重大天災及戰爭事故時,利用智慧電網技術,可平穩過渡到區域孤島運轉,減少不便及損害。

Q3. 大量再生能源併網,除了電網容量與調度的問題,也有電力品質(電壓與頻率)統合的 問題,目前國際上也開始在談,透過智慧逆變器再生能源也能扮演穩定電力品質、協助電網調度的角色,目前台灣有沒有相關的技術發展規劃?

不確定的再生能源輸出和大量電動車充電及負載電氣化需求,是未來電網運行的挑戰。只有對電網進行現代化改造、修訂併聯規範、建置更多靈活的資源,才可以實現淨零碳排目標。在由大量逆變器提供電源的系統,必須從過去保守封閉式的保護及控制協調,轉向從智慧逆變器尋求運轉彈性,而這樣的調整,就需強化互聯和互操作標準。國外新近部署的強韌技術包括:使用先進感測器和線上檢知工具,全面掌握系統狀態,對極端事件的風險即時評估與分析;強化電網的保護協調、操作和設計;考慮電力、天然氣和通信系統之間相互依賴關係等技術。

Q4. 如何改善現有的電力交易平台,吸引更多人投入參與需量反應,強化電網端儲能?

隨著高佔比變動性電源與用電的增加,在電網的中央調度中心,需要更多可快速升/降載維持供需平衡的資源。備轉容量規劃需依時序同時滿足「容量充足」及「能量充足」的需求。儲能 系統可以降低發電成本,除此之外,有效的儲能資源管理可降低區域輸、變電線路擁塞,緊急時作為孤島供電電源之一,提高供電可靠性和彈性。

利益聲明:未提供利益聲明

2023年01月03日
成功大學水利及海洋工程系教授 郭玉樹

Q1. 離岸風電在目前的規劃中,將是未來再生能源發電最主要的來源,以您的觀察,您認為目前國家設定的離岸風電目標是否有機會達成?您認為目前台灣的離岸風電研究與產業有哪些可能的優勢與挑戰?

(a) 因桃園麗威風場取消開發(350MW),以及部分離岸風場施工進度延宕;因此,目前設定第二階段潛力場址開發容量於2025年累積達5.6GW之目標,應確定無法達成。至於 2030年設定13.1GW之累積開發容量目標是否能如期達標,目前言之過早。

(b)目前台灣離岸風電發展仍具有先天優勢,原因為仍具有尚未開發之優良風能場址;但因為尚未開發之優良風能場址水深增加,開發難度逐漸提高。

台灣離岸風電產業發展之優勢為接觸離岸風電較早,已具有初步之工程技術、設備與人才。但是由於我國離岸風場開發規則限縮單一風場開發容量,實難以透過單一大規模風場開發計畫協助爭取相關製造工業扎根落腳台灣。此外,適合大型鋼構製造施工的港區腹地仍十分有限,且台灣的鋼結構製造技術仍待強化,所以本土鋼構製造產業仍難以獨佔國內離岸風機水下基礎製造市場,開發商仍持續仰賴韓國、泰國等鄰近國家之水下基礎製造廠商。

我國離岸風電研究因政府投入的研究經費逐漸降低,且主要集中於少數法人單位,因此研究課題難以持續深化,僅不斷追趕國際趨勢,難以展現考量本土技術需求的獨創特色。因此,離岸風電研究與國際目前推動之研究計畫相比,並無相關優勢。由於離岸風電的研究經費需求門檻較高,且研究成果需求為商業應用考量,故全球離岸風電大型研究主要仰賴開發商與大型工程顧問公司之直接投資。

但因為我國前期投入離岸風電研究之資源不豐,且缺乏本土產業支援,故參與我國離岸風場開發之外國廠商(開發商、工程設計製造施工等公司)仍多將主要的研究資源,投資於歐洲大學與研究機構,國內僅剩少數仍具有技術競爭優勢之學術團隊可獲得外商提供之研究經費補助。造成此一現象之原因,為我國離岸風電開發時程過於緊迫,本土產業為求訂單,均直接與國外廠商進行技術引進或合資進入市場,故難以給予國內研究單位參與研究之機會與時間。

Q2. 在當前的規劃中,浮式風機將是未來的重點發展的新技術,台灣目前的浮式風機發展的進程為何?我們可以期待未來浮式風機將會是台灣離岸風電的主流嗎?

(a) 我國目前至少有兩個研究單位獲得政府研究經費補助,投入浮式風機水下基礎研發(浮台與繫駁系統),目前大致完成模型試驗與概念設計。其中一個團隊將可能與台船公司合作,爭取國內參與浮式風機示範獎勵案。但由於兩個研究計畫團隊提出之設計概念部分雷 同,後續應該會出現排擠效應。再加上浮式風機離岸風場開發之發展過程將會類似固定式水下基礎離岸風機於我國發展之歷程,但是發展速度將更快;因此,我國浮式風機研究成果是否能配合開發時程與商業需求,仍待觀察。

(b)由於我國西部領海內具有開發離岸風場經濟價值之區域水深均不超過120m,以第三階段區塊開發申請現況可知,目前各開發商選擇之申請開發區位水深多介於60m~80m。由於此一水深條件對固定式水下基礎離岸風機仍具有高度之成本競爭優勢;因此,2030年前, 浮式風機將難有機會成為我國離岸風電之主流。

Q3. 目前產業界朝向風機大型化、浮動式風場發展,以目前台灣的離岸風電發展條件來講, 台灣要朝向風機大型化與浮動式風場這兩個目標來說,最需要克服的限制為何?目前已有什麼技術可以克服台灣海峽的潮流湍急的自然條件限制嗎?

(a) 對於發展大型風機與浮式風機,最需要克服之課題為鋼構製造港區腹地不足。即使我國可以完成大型風機或浮台之製造,但目前仍難已取得製造廠區鄰近足夠之儲放空間。或許未來我 國產業有機會爭取浮式風機示範案之水下基礎製造;但是當面臨大規模浮式風機離岸風場開發時,將難以配合風場開發工期所需大量輸出之相關鋼構件。

(b) 對於浮式風機之發電機組,開發商應將比照固定式基礎離岸風機之系統規格,採購可抵抗 颱風之風速與規格。目前適用於2030年前規劃開發區位水深條件的浮式風機水下基礎,最可能採用半潛式浮台搭配懸垂式錨繫系統,對於浮式風機水下基礎之浮台與錨纜,設計單位均應已考量我國海象環境條件。但是對於海床面下之錨碇基礎,受到我國海床地形變動、土壤液 化、軟弱複雜土層之影響,則可能因保守設計而提高工程成本。

Q4. 除了離岸風電製造技術本身,您認為有哪些發展離岸風電相應的技術、法規、機制是目前尚未提到的?

我國離岸風電發展之法規仍須健全;其中,風場開發設計、製造、施工之政府把關機制疊床架屋;能源局於電業申請流程中,對於電廠開發與營運之安全審核已有相關法規要求。開發商為了確保自身利益,多委託國際具有公信力之第三方驗證機構進行驗證。我國政府為擴大本土參與比例,另要求由標準檢驗局指定之國內第三方驗證機構進行平行驗證。同時,為滿足我國本土電氣、建築等法規要求,專業技師亦需要於設計監造階段進行簽證。相關規則過於繁瑣,且可能重複檢核,降低開發商參與意願;近年政府投入之部分相關研究經費即用於建立此一機制與新設法規。

後續由較高層級之政府機關以通盤考量之角度,規畫離岸風場開發至除役之全生命週期的相關法規有其必要性。此外,目前我國對於離岸風電之防救災體系,並未與災防法之法定災害類別對應,且離岸風場災害防救業務計畫尚未由權責單位(能源局)訂定。目前仍須我國離岸風場生命週期之災害風速資料回饋與評估,方能強化我國離岸風場面對天然災害時之韌性,以確保我國能源安全。

Q5. 台灣當前的海事工程量能,是否足以應對國家所提出的離岸風電目標?我們還需要哪些海事工程的資源投入,才足以穩健達標?

目前台船環海製造之浮吊船受惠於政府要求之本土產業參與項目與比例要求,委託工作應接單順利。雖然我國短期離岸風場開發仍需要類似之大型工作船,但由於後續風場開發將進入運轉維護階段,期間之國內離岸風場開發市場恐難以支援過多的施工船機具參與工作。因此,我國應積極投入多功能之水下無人載具開發,於協助水下施工之同時,同步投入水下基礎與相關設施運維工作。

利益聲明:本人無參與「十二項關鍵戰略」相關規劃與諮詢,與本次問答無利益衝突。

2023年01月03日
國立中央大學新世代光驅動電池模組研究中心與化學系助理教授 陳家原

Q1. 至2022年9月,太陽光電的累積裝置容量為9.08 GW,以您的觀察,您認為目前國家設定的太陽光電目標是否有機會達成?您認為目前台灣的太陽光電研究與產業有哪些可能的優勢與挑戰?

依經濟部能源局提供的資料,太陽光電累積設置容量已連續三年未如預期,因此短期目標(於 2025年達成累計20GW)恐面臨十分嚴峻的挑戰。此外,在經濟部能源局公告的資料中,也明確揭露在考量設置用地將逐年趨於有限的情況下,未來實際可達成的設置容量恐無法落實先前願景(例如於2030年達成30GW以上)。 綜觀而言,現有之策略十分具體(尤其是開發 適宜設置空間),然而,執行成效仍有待政府相關單位共同努力。

在我國內需激增與歐美亦積極推動綠能政策的趨勢下,目前台灣太陽能電池、模組廠早已掌握製程成熟、高良率等優勢,並依各國發展趨勢擬定擴增產能等計畫。儘管如此,在上游(矽晶片)及下游(電廠系統整合)產業領域相對弱勢的情況下,其未來挑戰應在於能否共同顯著增加產能與連結性,以利提高全球市佔率。

回歸學術研究單位,目前主要方向是持續發展如鈣鈦礦(Perovskite)、有機薄膜(Organic thin film)、染料敏化(Dye-sensitized)等新世代太陽光電技術,在長年累積且曾領先全球的關鍵材料研發成果推波助瀾下,若能更進一步強化模組化製程技術開發、效率驗證、以及與產業的互動連結,應有機會實現可商業化量產的新型太陽光電產品。

科普傳播有三大要素,第一媒介,第二內容,第三受衆。媒介可分為平面媒體,包括報章雜誌,和影視電子媒體,包括電視頻道和各種網路網站,而內容有即時科學新聞報導和評論,專題報導,最重要的是這些內容透過不同媒介是給誰閲讀或是觀看,以受眾人數而言,科普傳播是屬於小眾傳播,雜誌傳播又比電視傳播更加小眾。

Q2. 在當前的規劃中,預計將提升當前太陽能板的發電效率,包含矽基太陽能、堆疊式太陽能,預期能推動新式太陽能的商業化。您認為以台灣目前的技術進程,我們可以期待這些新技術對於達成太陽光電目標的協助,能到達什麽樣的程度?

依據美國國家可再生能源實驗室(NREL)於2022年12月08月發布的最新一期太陽能電池效率紀錄圖表(Solar cell efficiency chart),在新型太陽光電技術中,由德國亥姆霍茲柏林能源與材料研究中心(HZB)所研製的鈣鈦礦與單晶矽堆疊式太陽能電池(Perovskite/ Si tandem)已在近期創下光電轉換效率達32.5%的新世界紀錄[1],儘管該電池元件面積僅1.014平方公分且穩定性仍待考驗,但此新里程碑充分展現了堆疊式太陽能電池的高度應用潛力與競爭力!回首台灣目前的技術進程,我國的研究單位著實需要急起直追,並希望政府部門在重視半導體產業與推動綠能建設的同時,也能一併重視太陽光電的學術研究與人才培育。

Q3. 光電板的回收,台灣仍須加強那些規範與流程,才能達到完善回收制度?若未來高效率堆疊式太陽能板成為主流,我們需要規劃新的回收制度嗎?

依行政院環保署公告內容,目前主流之矽晶類太陽能模組的主要成分含玻璃74.2%、鋁框架 10.3%、電池4%等,在現今,處理許可廠皆是以物理破碎為主要處理方式的情況下,除了無法有效除去黏合層(乙烯醋酸乙烯酯共聚合樹脂,簡稱EVA),也無法使回收物達高值化。 換句話說,應考慮除上述破碎法以外的方式,或是攜手太陽能模組製造商,共同開發新的處理方式以完善回收制度。若未來高效率堆疊式太陽能板成為主流,且採用的是核心吸光材料是鈣鈦礦與單晶矽,基於目前高光電性能鈣鈦礦仍含有重金屬鉛,必須改採如溶液法(利用酸、鹼 或有機溶劑分別將EVA與鈣鈦礦溶解)等其它方式處理,以有效避免環境汙染。

利益聲明:無利益衝突。

2023年01月03日
海洋大學海洋環境與生態研究所副教授 陳宗岳

Q1. 目前台灣尚未在溫室氣體排放清冊中計入土壤與海洋的碳匯,在現在的規劃中,我們有相關的碳匯係數與方法了嗎?我們需要哪些研究或數據,才能讓土壤與海洋的碳匯納入統計?

根據《2022年全球碳預算》報告顯示,全球海洋吸收二氧化碳的能力(約29億噸)與陸地(約35億噸)規模相當,但是在台灣的《溫室氣體排放清冊》中始終沒有考慮海洋的碳匯。 以臺灣四面環海、陸地面積有限這樣的海島國家來說,海洋藍碳的潛力可能超乎大家的想像。在因應政府淨零關鍵戰略的目標下,海洋碳匯潛力調查的推動刻不容緩。

在近海藍碳的紅樹林、海草床及鹽沼區域,聯合國已訂定了通用的測量方法學,但在海洋水體部分的通用碳匯方法學卻付之闕如。我們可以嘗試透過海洋吸收/封存二氧化碳的四個主要路 徑來訂定監測參數: (1) 物理幫浦(測量二氧化碳分壓與無機碳化學參數);(2) 生物碳幫浦(測量顆粒態基礎生產力及其輸出係數); (3) 微生物碳幫浦(測量溶解態基礎生產力及其惰性有機碳轉化係數); (4) 碳酸鈣幫浦(測量碳酸鈣生成/溶解速率)。海洋是個變動且複雜的系統,其固碳能力也會隨著不同的時間、空間而有所差異,唯有透過長期的調查與研究,才能幫助我們更了解大自然的運作,為將來發展自然負排放技術提供有力的科學基礎。

利益聲明:無提供利益聲明

2023年01月03日
海洋大學海洋環境與生態研究所助理教授 曾筱君

森林碳匯是台灣目前自然碳匯研究中,歷史和空間分佈資料最為完整的,然而在有限的土地面積下,我國目前森林覆蓋率已達60.7%,森林的空間很難再予以擴張。反之,海洋和土壤碳 匯雖缺乏較完整的數據,然而可以努力和增加的幅度很大。目前台灣海洋碳匯雖有初步的資料,但是尚未統一量測方法,且過往的歷史數據散落在各式報告和期刊中,除了積極增加調查和觀測的量能外,更需建立一致的量測方法並整合過往的歷史數據,使海洋碳匯相關數據資料的掌握更為完整,才能歸納出較合適的本土碳匯係數。

同時逐項將海洋碳匯(濕地、紅樹林、海草床等)項目納入國家溫室氣體清冊中,以健全國家自然碳匯的資料。在收集自然碳匯相關數據時,應同時收集二氧化碳、甲烷和氧化亞氮(前三名的溫室氣體提供95%溫室效應的影響力)的資料,才能做出最好的減量政策和管理規劃。 海草床、濕地和紅樹林的復育可能有助於吸碳,然而人工復育可能造成的生態風險(例如:單一品種復育可能降低生態多樣性,進而造成棲地生態的改變,或是外來種的引進)都應被注意和評估。

雖然目前許多國家都積極在各海域進行負碳研究和實驗,然而淺海至外洋經濟海域的海洋碳匯 /權,尚未為國際交易市場上的成熟商品,但是隨著國際碳費/稅的徵收,相信很快就會進行相關討論,台灣需要增加海洋研究與資料收集,以利面對未來國際新的規範和挑戰。

利益聲明:無利益衝突。

2023年01月03日
東華大學自然資源學系教授  孫義方

Q1. 在自然碳匯的統計與規劃中,森林、土壤、海洋是三個主要的增匯策略。在森林部分,政府預計2030年累積造林達12,600公頃,累積碳吸存量10.7萬公噸二氧化碳當量。您認為目前台灣若要持續造林,我們是否有足夠的空間達成造林與減碳的目標?

從政府規劃來看,林業部門將於2030年前造林12,600公頃,而經濟部規劃太陽能光電裝置 容量將於2030年達到31GW。迄今(2021)的太陽能裝置容量為7.7GW,表示仍須增加約23GW的裝置容量,才能達成規劃目標。一般來說,太陽能裝置容量1GW約需1000公頃土 地面積,這表示將需23,000公頃的土地面積。若將造林所需土地面積加上光電場所需土地面積,政府必須在2030年前找出至少35,600公頃可供造林及建置太陽能光電場的土地。台灣地狹人稠,在農業、工業及環境各個部門都在搶地的現況下,要找出35,000公頃的土地作為造林及光電場幾乎是不可能的任務。如果可使用土地面積不夠,為了達成綠電的目標,造成太陽能光電場設置在原先平地造林或山坡地森林的區域,將大大減少造林減碳的功效。

另外,造林減碳需要時間,樹木的固碳能力是隨著年齡及大小而增加,不是樹苗種下後馬上就可以大量固碳。許多研究發現,若是砍伐現有林地再重新造林,平均要十年以上,新植的樹林才能開始固碳。這是因為原來吸收二氧化碳的樹木被砍掉了,而土壤裡微生物的呼吸作用還持續排出二氧化碳,所以砍伐後很長一段時間,該土地都是排碳的。一直要等到樹夠大後,其光合作用吸收的二氧化碳才能抵銷微生物排出的二氧化碳。現今的估算方式都假設一開始造林,小苗的固碳能力就跟成熟森林一樣,是高估了森林的固碳能力。

Q2. 目前台灣尚未在溫室氣體排放清冊中計入土壤與海洋的碳匯,在現在的規劃中,我們有相關的碳匯係數與方法了嗎?我們需要哪些研究或數據,才能讓土壤與海洋的碳匯納入統計?

即便是已計入國家溫室氣體排放清冊的森林,其碳匯估算方式都過於簡單,缺乏實證,造成森林綠碳嚴重低估。依照IPCC的森林碳匯估算方式,主要包含三個部分,分別是森林的生物量、枯落物量與土壤含碳量。但台灣的清冊中僅估算了生物量,在枯落物與土壤碳的部分因為缺乏數據,皆假設為零,但這樣的假設並不合理。

以其他國家為例,每年枯落物的量(包含枯葉、枯木、風倒木、落葉等)大約是森林生長量的20%,而台灣因為經常受到颱風的影響,枯落物的量約可達到森林生長量的40%,因此不應該忽略枯落物的儲碳能力。而根據國際上的研究,土壤的儲碳能力更可能數十倍於地面上的森林,但台灣目前並無土壤的相關數據,因此我們應該要建立方法學確實盤點台灣土壤的碳儲存量,而非假設其無固碳能力。

此外,清冊中對於生物量的估算非常粗略。簡要的說,目前是透過比較森林調查的結果,估算森林面積的變化,再將新的調查面積、樹木的預估大小減去之前的調查結果,得出森林面積與樹木生長材積的變動量,來計算新增的碳吸存量。

透過衛星影像的測量,目前對於森林面積與破壞地的估算比較準確。但對於樹木的估算就很粗略,由於在調查時不可能每一棵樹一一測量,因此會挑選有代表性的樹種來作為估算整片森林的基礎。在國外,特別是溫帶國家,因為森林樹種的多樣性低,且基礎調查資料完備,因此較無估算的問題。但台灣的森林樹種組成非常複雜(木本植物近千種),清冊中卻只用15種闊葉樹的平均值代表闊葉林、6種針葉樹的平均值代表針葉林,這樣的推估勢必誤差極大。此外,一般在計算樹木的生物量時,首先要測量樹木的胸徑與樹高,然後據此計算出材積,再乘以木質密度及含碳轉換係數,以計算其含碳量。但台灣大部分木本植物都缺乏這些數據,所以 估算時不是用國際的數據,就是用少數幾種當代表。當然推估出來的不論是碳儲或固碳能力都 會與實際相去甚遠。

整體而言,當前估算森林碳匯的方式,非常大幅度的低估台灣現有森林的碳吸存能力,而無法精確估算,使我們的碳匯目標缺乏有效的科學依據。

利益聲明:未提供利益聲明。

2023年01月03日
臺灣大學工程科學及海洋工程系教授 郭振華

Q1. 依據目前的規劃,在2030年前地熱、海洋能、生質能都處於研發或示範階段,您認為以當前的技術發展,我們在海洋能還需要哪些研究才可能落實「可商業化發電」?
Q2. 您認為海洋能在未來持續發展推動的過程,可能面臨哪些挑戰?
Q3. 台灣四周環海,目前有哪些技術可以協助台灣發展海洋能?該如何才能利用洋流、波浪或潮汐穩定發電?

國立臺灣大學及海洋大學團隊自民國104年起,在第二期能源國家型科技計畫(NEP-II)資助下,開啟了浮游式洋流發電機(Floating Kuroshio Turbine;FKT)的相關研發工作,初步設計階段建立了800W機型,於臺大工科海洋學系試驗水槽中進行拖曳性測試。至民國106年為止完成了基本性能驗證並取得設計的關鍵技術。

隨後臺大團隊與海洋委員會國家海洋研究院於民國108年共同進行洋流發電機組開發工作,至民國111年底完成20 kW機型之建置,並使用船拖測試與與中山大學、成功大學、昆山科大合作錨繫測試驗證FKT之工作效能,包含機體穩定性、發電機發電效能、葉片設計效能、浮力控制系統與錨繫可行性均已完成初步測試與驗證,目前已規劃於2023年赴台東海域進行第二階段錨繫測試工作。

未來落實「可商業化發電」的目標,在洋流發電技術上,仍應持續精進以下項目:黑潮發電機組實海域長期錨繫測試驗證、機組實海域運轉及併網測試、加快建立洋流能示範電廠、確認洋流發電技術與經濟可行性。

而在持續推進洋流能利用上,可預見將會有下列技術上的困難:仍缺少可靠的海下發電設備遠端監控系統、需要發電設備防蝕防汙對策、仍需要發電設備運送、布放、運轉、避颱操作與撤回作業的實證探討、確認海上能量運送的效率問題,以及未來發電場容量因子提升的設計與探討等。

此外,臺灣在發展海洋能技術上,現有的技術可協助洋流發電者,有深海錨碇技術、高壓直流電網技術、大型直流發電機設計製作,以及海事工程船舶建造技術、深海機器人系統研發與操作等都有助於洋流發電持續推展。

利益聲明:未提供利益聲明。

2023年01月03日
國立成功大學資源工程學系副教授 陳偉聖

對於2050淨零規劃,各部會所提的策略與方案都是多年執行的方法,然所有難 以推動的瓶頸,仍然沒有決解方案。氫能與前膽能源是未來希望,但氫氣乃需像化石燃料一樣依賴進口,自產的藍氫技術尚無具體方案,而要與國外產氫國家合作,氫氣 供應的穩定性恐怕是更難掌握。

前膽能源在法令、資源、技術與經濟面更看不出對投資者有夠大的支持強度。碳捕集利用與封存,可以努力的方向只有捕集與利用,封存的場域完全沒有具體進展,落實是很難達成,自然碳匯是未來要更積極開拓的項目。資源循環零廢棄的項目更是現有推行的方案與策略,諸多窒礙難行的法條,是資源循環上的阻力,關鍵項目推動上的物料、產品與工具,其相關措施勢必難以達成目標。

其中離岸風電與太陽光電是國內再生能源業者投資最多的兩個項目,特別是太陽光電的部份,2025年目標是20GW,2030是31GW,目前看來是達不到,現在還在 努力盤點無生態影響與社會議題的場域,再公告為優先推動區域,透過跨部會的溝通 鬆綁法規,顯然這種個案式的突破方式,定然無法達到裝置容量的目標。

在缺乏國土規劃與對不適合種植的離牧土地的基本資料,各個光電案場施工前,也都要進行地方說明會,曠日廢時,必定會延誤設置時程。台灣對於太陽能產業的發展,沒有什麼優勢,過去還有很多自產的晶片、電池片與模組,目前只剩系統業者,只作模組買賣,加上模組組合工班的管理,沒有什麼技術研發與投入。

光電工程與土木工程越來越像,往往一個工程經層層轉包,經營不下去則轉讓給其他廠商。所以沒有人是長期經營的理念,更不會有人對二十年後的廢板有負責任的想法。在廢板回收方面,經濟部有專案研發易拆解的封裝技術,多年下來也沒有見任何成果出來;環保署幾年下來也沒有在物理拆解之外有新的資源循環技術在開發或是推廣,國外技術的引進更是只聞樓梯響,不見設備與技術引進。

新的高效率太陽能板技術會不斷加入全世界的太陽能產業中,對產業的發展具有正面效益,總發電量會大幅增加,如高效率堆疊式太陽能板商轉後,其回收規範與制度不需建新的系統,舊的制度(以矽基為主)修訂後即可適用。主要的差異是需要新增規範電池片的上半段的鈣鈦礦太陽能電池,下半段的矽基電池可延用現有規範。

2023年01月03日
中華經濟研究院綠色經濟研究中心研究員兼主任 溫麗琪

「1228國發會發布淨零關鍵戰略」闡釋了2022年3月31日發布的「臺灣 2050淨零排放路徑及策略」,其中發布的綠色金融策略最讓人耳目一新,且令人期待。歐盟曾估計,在綠色金融政策下,資金誘因將可帶動40%的減碳成效。因此,金管會在2022年12月8日與各部會一起公告「永續經濟活動認定 參考指引」,希望藉由明訂單位生產排放強度、單位產品電力消耗量等量化和質化指標,讓金融機構在永續經濟活動的判定上具有更明確依據,來避免企業漂綠,成為了國內綠色金融影響力的一大創新作為,也讓眾多的投資人可藉由此一管道,慎選未來優質企業進行投資。

然而,綠色金融要真正實踐永續力量、「落實企業ESG盤查」、以及「防止漂綠」等作為,也必須要有足夠的第三方查核,才能真實反應企業的環境表現。就目前現況而言,國內的盤查和國際相比還有一段程度的差異,國內大部分的企業還停留在,用資料庫推估排放量,而非實際排放量的盤查;或國內所要求的盤查項目,屬於簡易型態,其實應付國外投資人的資料需求也並不詳盡。因此,如何導入國際標準,輔導中小企業和國際接軌,政府實有關鍵性角色,目前我國在減量目標上需要更重視科學邏輯性,在減量實踐上,更需積極 於市場可行性,才有辦法真正達到轉型的目標。

目前,政府所提出的規範以上市櫃公司為主,但真正要應付國際政策,如邊境調整機制,大多都是中小企業。而中小企業在過去都是以經濟績效為主要決策依據,並沒有真正瞭解到環境表現究竟如何影響其經濟競爭力的問題。在未來產品市場裡,如果企業無法提出產品的排放量數據,很難在市場上生存。因此,第三方查證幾乎成為出口企業的必要條件,換言之,如果經濟部沒有能力輔導企業做出正確轉型,對臺灣的貿易將是關鍵性的影響。

以盤查來說,中小企業更是充滿挑戰。雖然目前在「淨零關鍵戰略」中, 已明訂上市櫃公司溫室氣體盤查及查證的時程規劃,然而根據經濟部統計,全台約有十幾萬家從事製造業的中小企業,也即將面臨到國內外供應鏈的盤查要求。我國目前合格之查驗機構僅有10家,量能不足,且其中幾家甚至沒有國外 查驗的資格,更無法瞭解各行業別的國際盤查需求;因此,對於全球性及科學性的氣候議題的推動盤查工作上,更可能會產生白費功夫的資源浪費。老實說,還不如直接引進國外的盤查量能。

另外,ESG資訊揭露的要求上,國際揭露方向相當明確,由於企業資訊揭 露的壓力主要來自於各國政府、金融機構及供應鏈客戶。因此,企業除了需要強化綠色金融、碳邊境調整機制、碳排放交易等國際政策的認知外,也應先行 盤點自身供應鏈大廠的綠色政策。例如,是否有特別針對不同範疇的排放量或 是產品碳足跡等指標提出明確的揭露要求,以此作為揭露及實踐ESG的依據。 值得注意的是,在我國「綠色金融」關鍵戰略中,對於範疇三之揭露、查驗、 減碳目標等時程仍在規劃中,然而歐盟在去年底通過企業永續揭露指令 (CSRD),要求上市公司以及歐盟50,000家中小企業,不只要清楚揭露範疇 一、二的排放,更開始要求揭露範疇三的排放量;顯見我國對於範疇三的政策要求遠落後國際步調,也恐影響企業在國際市場的經濟競爭力。

2023年01月04日
元智大學機械工程學系教授兼燃料電池中心主任 翁芳柏

Q1. 依據目前的規劃,預期著手建立混燒機組,增加天然氣與氫能混燒的比例,以期達到2050年建立專燒機組,氫能佔發電占比達9~12%的目標。依您的了解,目前台灣的氫能技術進展,是否有機會達成這個目標?

氫氣使用大型氣渦輪機或燃料電池發電技術上相對成熟,關鍵問題在於氫氣發電的成本是否有足夠低價的低碳氫氣(藍氫或綠氫)的技術與市場存在?在氫能減碳的國際與各國策略目標中,氫能發電的減碳貢獻只佔10~20%。反倒是,其他在運輸,工業與石化鋼鐵應用有更高的經濟與減碳效益,目前的台灣氫能戰略規劃上還未呈現此戰略規劃,可能須藉由國家氫能推動小組來達成。

Q2. 依照目前的再生能源設置目標,台灣有機會全面使用綠氫嗎?氫能是否有機會作為天然氣退場的替代方案?

台灣再生能源的建置比例進度與成本價格落後於國際。相對的綠氫使用規劃,初期應以進口為主。只是綠氫的國際產業供應鏈,卻為台灣政府的政策忽略。如果台灣的自產綠氫成本沒有國際競爭能力,可以選擇進口綠氫替代天然氣發電使用。

Q3. 在台灣預期達到發電占比達9~12%的目標前,我們還需要面對什麽樣的挑戰,或需要有什麼技術上的突破或基礎建設?

低碳氫能發電相對技術成熟,問題在於需要相當低價的藍綠氫技術與市場才具商業效益。應用氫能發電以替代天然氣發電經濟效益時,氫氣價格須降低到每公斤1美元。國際上,目前如美國已通過法律進行低碳氫能的政策補貼(低於3美元一公斤的氫),以及大規模的政府與產業投入技術研發與預期的規模化產業出現。

Q4. 國發會所提的氫能供給規劃,包含佈局進口料源與研發自產技術,台灣現在有充分的能力自產氫氣,滿足台灣的氫能需求嗎?哪個國家比較有可能是我們規劃進口料源的對象?進口氫能需要特別注意哪些事情?

自產氫氣需要使用低碳能源生產,才能貢獻減碳效益。初期的氫能供應可選擇便宜與技術成熟的灰氫開始,投入氫能的基礎建設如氫能進口、儲存、加氫站等。導入氫能示範如發電、化工與運輸應用計畫。在2025年起,台灣可以開始電解綠氫示範計畫, 建立台灣產業界的國際低碳氫能產業供應機會。低碳氫能進口,以澳洲,中東與美國地區最為可能。

Q5. 政府預計推動氫燃料電池導入大客車,由於氫能車與電動車需要的基礎建設不同,彼此間會相互競爭嗎?現在的研究或技術,能否評估以台灣的交通環境與載客容量來講,哪種比較合適?或是能夠雙線共同推動?

在長途的大客車應用,氫能車與電動車是有相對的競爭機會。以氫能應用領域,運輸車輛的使用,以及需求的氫氣價格已較為接近市場需求、政策補貼的減碳效益最高。國際上已有氫能大客車的減碳策略規劃。然電動車與氫能車兩者的基礎設施建置與成本不同,造成氫能車推廣的阻力更大。以長期而言,氫能的基礎建設成熟與氫氣成本降低後,氫能車的應用才能大規模的成長。

2023年01月04日
海洋大學地球科學研究所博士後研究員暨地熱資源發展協會祕書長 王守誠

Q1. 依據目前的規劃,在2030年前地熱、海洋能、生質能都處於研發或示範階段,您認為以當前的技術發展,我們在地熱還需要哪些研究才可能落實「可商業化發電」?

地熱能從1970年代在國際上已經實現商業化發電,目前先進的地熱能源開發技術主要是透過鑽井技術提升擴大開發規模、降低發電成本及減少土地使用面積。國內在這方面較缺乏基礎技術研究,主要提升方式是透過國際合作及技術採購,但在前期確認地熱資源蘊藏部分,主要需要研發及推展密集地震網(Dense Seismic Array)探勘技術。若要縮短評估分析流程,需要搭配的地熱系統模擬軟體,例如紐西蘭奧克蘭大學地熱研究所(Geothermal Institute)發展的儲集層模擬工程(Reservoir Modelling - The University of Auckland),若是相關成果加入AI判讀,可以達到儲集層管理的最佳化效果。

Q2. 您認為地熱在未來持續發展推動的過程,可能面臨哪些挑戰?

地熱部分主要挑戰在於,民眾溝通部分只有NGO及廠商投入,在目前實際運轉上僅有點狀分布的成效,且缺乏引入部落回饋機制,容易對於偏鄉部落形成相對剝奪感,需要扭轉偏見取得民眾的信任及支持。

Q3.台灣地熱資源豐富,台灣現在有哪些技術是比較有潛力用於開發地熱能?

台灣已透過國際技術合作(ORMAT及SLB)完成兩座小型商業地熱電廠,都達成未出現管線結垢的成效,適用於其他造山帶的地熱溫泉區。在防腐蝕技術上也取得一部分進展,但成本仍太高,可以考慮引進陶瓷內襯管及玻璃纖維強化塑膠(FRP)地熱管的技術。若是能自主研發耐高溫沉水泵(ESP),許多自湧量不足的地熱井可以達到商業化產能。

利益聲明:我擔任地熱技術小組審查委員

2023年01月05日
成功大學環境工程學系助理教授 林心恬

Q1. 依據目前的規劃,在2030年前地熱、海洋能、生質能都處於研發或示範階段,您認為以當前的技術發展,我們在生質能還需要哪些研究才可能落實「可商業化發電」?

有關再生能源的普及和商業化的初期推動,勢必需要法規及政策相關補助的投入,才能有效推動產業投資與發展。生質能發電在國外發展已久,但台灣再生能源發展前期著重於風力跟太陽能,如農業廢棄物等再生能源電能躉購費率遲至2022年才制定,故以再生能源之發展現況而言,法規政策方面的配套措施乃不可或缺的關鍵。

Q2. 您認為生質能在未來持續發展推動的過程,可能面臨哪些挑戰?

生質能發電在全球已行之有年,然台灣尚無商業化運轉之案例,即便目前有幾家廠商正在嘗試推動,但操作面的汙染防治、物料來源規範等都尚無可遵循之法律規範;執行面上也缺乏可以參考的步驟程序。因此如何設計完善的法規,讓新興能源科技順利與世界接軌並成功商業化為未來重要的挑戰之一。

Q3.目前台灣的生質能研究中,哪一種生物質比較有機會成為台灣的主力?

生質能依其原料來源分成不同類型,種植能源作物來發電是最傳統的第一代生質能,例如種玉米製作酒精等;而第二代生質能則為使用生質廢棄物轉換成能源來發電,如使用農業廢棄物、木質廢棄物等。台灣年產約7萬噸的木質廢棄物及500萬噸的農業廢棄物,若能有效利用此類廢棄物來產生能源,除了補足再生能源的需求之外,亦符合循環經濟的概念,能有效達到資源的循環再利用。

利益聲明:無提供利益聲明

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