SMC 資料庫

報告資訊：

1. TransitionZero 全時無碳電力報告
2. TransitionZero 中文新聞稿
3. TransitionZero 英文新聞稿

報告補充資料：

1. 名詞解釋

台灣科技媒體中心 摘譯

英國非營利機構TransitionZero受Google支持，模擬亞洲五國（日本、印度、新加坡、馬來西亞與台灣）之電力系統，探討2030年資料中心使用全時無碳電力（Carbon Free Electricity, CFE 24/7）對於電力系統的影響。報告運用開源電力模型PyPSA，以每小時為單位的解析度，模擬2030年去碳化電力系統的發展。報告也分析不同制度（年度匹配與逐時匹配）、不同CFE目標占比與技術可行性下，各類無碳電力資源的建置需求，以及對發電成本與碳排放的影響。

報告摘要

1. 報告假設，2030年無碳電力（簡稱CFE）用戶，需要的CFE電量為全國總用電量的5%，約160億度。在這個電力需求下，報告認為在逐時匹配制度下，CFE80對系統與用戶最具效益。CFE80情境可使電力系統減碳5百萬公噸，並節省10億美元燃料成本；對CFE用戶而言，在購電合約中每度電的發電成本，也低於歷史電價。
2. 報告考量本土化技術參數、政策目標與再生能源發展趨勢，設定模擬情境，各情境再分別以三個技術組合來模擬，作為主要分析的工具。三種技術組合，分別是組合1傳統再生能源（太陽光電、陸域風力、離岸風力、地熱、儲能電池）；組合2是組合1加上液態空氣儲能、組合3是組合2加上創新火力發電技術（氫氣混燒、碳捕存發電）。
   1. 報告評估，若以協助用戶達到CFE80為目標，在技術組合1的情境下，優先增加太陽光電、陸域風力及地熱，成本較低。雖然以單一再生能源而言，地熱成本高於離岸風力，但地熱的基載特性與資料中心用電特性相近，故優先導入地熱可節省大量建置儲能電池的成本。
   2. 當CFE目標高於80%之後，基於離岸風力發電量大，但具季節差異的特性，需要建置大量儲能電池輔助，以滿足CFE的缺口。但若導入液態空氣儲能技術（技術組合2），有助於跨季節的電力儲存，可以削減離岸風力與儲能電池的需求。若再導入創新火力發電技術（技術組合3），燃氣電廠搭配碳捕存技術可以更進一步削減太陽光電、離岸風力和儲能電池需求量。若技術組合3的創新火力發電技術足夠成熟，可以降低離岸風力需求，系統也可以不需液態空氣儲能。
   3. 無論是哪一種技術組合，都可以預期當CFE目標高於80%之後，系統成本將快速增加。
3. 考量採用CFE的減碳效益，當CFE達到80%時，CFE80的情境下，電力排放係數，低於年度匹配的情境。意即，當CFE達到80%，逐時匹配的每度電力排碳量會低於年度匹配的每度電力排碳量。在CFE100情境下，導入新技術後整個系統的碳排放量，相較技術組合1反而增加，因為導入新技術大幅降低再生能源餘電售回電網的量，也降低了電網中火力發電被取代的量，但相較於基準情境的系統碳排放仍然較低。
4. 報告也納入台灣關鍵的三項減碳政策，包括碳費價格、產業部門對CFE的需求，以及重啟核三，以評估不同政策變化對於推估結果的影響。
   1. 碳價格：原始模擬情境設定，碳價格將由2025年每噸新台幣300元，逐漸提升至2030年每噸新台幣1,600元。如果2025-2030年碳價格不變，皆為新台幣300元，在逐時匹配情境中，對無碳電力裝置量影響不大，但由於電網中火力發電的成本降低，也降低了購電合約中餘電售回電網的動機，因此降低了節省燃料的幅度，使整體系統成本上升。
   2. 由於「2030年CFE用戶，需要的CFE電量為全國總用電量的5%」是這份模擬報告的關鍵假設，如果CFE需要的電量改變，會因選擇的技術組合不同，有不同程度的成本影響。在年度匹配情境，受影響的是最昂貴的氫氨混燒機組裝置量（其為邊際技術選項[1]），而逐時匹配情境因為系統同時考慮成本與可靠度，其邊際技術為變動性最大的太陽光電。另外，如果CFE電量需求增加，也會增加系統成本和購電合約中每度電的成本。
      1. 但在CFE100情境中，CFE需求量上升，反而使購電合約中每度電的發電成本下降，因為原情境中的CFE100為了滿足最後的無碳電力需求，採用各項邊際技術，以符合最高峰的CFE需求，導致無碳電力設備過度設置。因此當需求上升，原本的設備已可因應大部分的電力需求，新增設備的需求有限，反而可以降低購電合約中每度電的發電成本。

1. 1. 核三重啟：核三機組被視為系統資源，其重啟與否對於技術設置量與成本皆無顯著影響。
2. 綜觀評估結果，報告認為地熱與離岸風力，是達成CFE逐時匹配的關鍵技術，但高設置成本、供應鏈限制與再生能源的資源不確定性，不利於這兩項技術發展。臺灣政策應著重解決技術發展的挑戰，提升市場投資信心，加速技術的實現。
3. 臺灣現行的無碳能源認證系統，僅有「再生能源憑證」（簡稱T-REC）。T-REC的無碳電力來源認定，並未包含儲能電池，不利於用戶達成CFE目標，建議應納入無碳電力認定機制調整的考量與策略。
4. 若不導入新興技術（液態空氣儲能、氫氨混燒、碳捕存等），要達到CFE100，各類再生能源均需達到模型設定的最大潛力，仍有實務挑戰。導入新興技術可削減再生能源設置需求，其中燃氣電廠搭配碳捕存技術最具效益，但存在碳洩漏問題，​​減碳效果與碳移除效率高度相關，政策規劃應將此潛在問題納入考量。

[1]：在一個系統（像電力、減碳政策或產業供應鏈）裡，滿足電力需求最後缺口時，會被啟用、擴建或採用的那種技術。