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WEO2018強調:靈活調度、加速減碳將是未來挑戰

2019/03/28 |撰文:張素美、洪嘉業*、楊秉純**(工研院綠能所管理師、*經理、**副所長) 點閱人次: 735

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2018國際能源總署〈全球能源展望〉報告揭露全球能源系統正逐步建立新局勢
圖片來源/World Energy Outlook 2018, IEA

國際能源總署(International Energy Agency, IEA)每年都發布〈全球能源展望〉(World Energy Outlook, WEO),對未來全球能源發展趨勢與可能的作為做一多面向的展望預測,在2017年〈全球能源展望〉(WEO2017)報告中,已揭露全球能源系統的四大轉變趨勢:潔淨能源、電氣化、中國大陸崛起及頁岩氣(WEO2017報告評析請參:〈WEO2017詳述能源四大轉變:潔淨能源、電氣化、中國大陸崛起及頁岩氣〉),本次WEO2018則強調,此轉變趨勢正在逐步建立一個不同於以往的能源系統。


首先,IEA在〈全球能源展望〉(WEO2018)中,針對現在起至2040年的能源發展,提出3個可能路徑,分別為:新政策情境(New Policies Scenario)、當前政策情境(Current Policies Scenario)與永續發展情境(Sustainable Development Scenario)(見補充資料),由於WEO2018的核心目的是評估當今政策意向的充分性和其影響,因此,能夠為決策者提供能源世界將來前進的方向以及其原因的「新政策情境」成為本次報告的主軸。

其次,本次WEO 2018將以電力部門作為展望的焦點,探討正值劇烈轉變的電力行業,將如何透過電力配置的靈活性,以滿足民眾的需求。


全球能源系統的變革:供給仍以化石能源為主,亞洲成需求成長引擎

隨著全球人口與收入愈來愈集中於開發中國家,全球的能源需求已從已開發國家轉移到開發中國家。在2017至2040年之展望期間,全球初級能源需求的成長超過25%,但是如果沒有考量能源效率提升的因素,能源需求的成長將是原來的2倍。在2000年,全球40%以上的需求是來自歐洲和北美等已開發國家,亞洲發展中經濟體只占20%,但這種情況到了2040年完全翻轉(詳見下圖)。

以2017年為基準,2040年時新政策情境下總初級能源需求(區域別)的變化
資料來源/World Energy Outlook 2018, IEA

在化石燃料方面,由於對石油的需求減緩導致新投資不足,將使得2020年油價上漲;但全球天然氣則因中國大陸的強勢需求而持續成長。故未來的能源供給仍將以化石燃料為主,惟再生能源占比將大幅增加;另一方面,頁岩革命將持續撼動著全球油氣的供應,並將美國推上全球最大的油氣生產國寶座。

同時,全球的能源消費也將往亞洲轉移,預估到2040年,全球能源消費成長近30%,其中有四分之三集中在亞洲和中東;此外,亞洲也占全球石油消費成長數量的80%以上、天然氣消費成長的50%、風電和太陽光電成長的60%、煤炭和核電成長的100%,其他地區則呈現負成長。

隨著能源供需和技術趨勢的變動,也促使國際貿易與投資大幅流向亞洲。到2040年,全球的油氣貿易將有三分之二在亞洲。這些趨勢也將帶動一些新的地方性能源供應模式的發展。


電力系統的調度須更靈活

電力是最終需求成長快速的主要因素,在全球最終能源消費的比重接近20%,而且還會持續成長。根據展望報告的評估,在未來25年內電力需求將成長60%,遠遠超過了能源消費的成長,其中90%是來自於開發中經濟體。2040年全球發電結構中,將以變動性再生能源(風能和太陽光電)成長最快,占比達20%以上;燃煤則下降到約26%,但仍然是最大來源。天然氣占比微幅下降至22%;核能約占9%,但重心將由美國轉移到中國大陸(如表1所示)。

 

表1、新政策情境下全球發電結構(燃料及技術別)

 

新政策情境下全球發電結構(燃料及技術別)
資料來源/World Energy Outlook 2018, IEA

在展望期間,再生能源發電因得到各國政策支持和技術成本降低而快速成長,成為減碳的先鋒。而隨著需求的變化和再生能源占比的提高,為了確保可靠及穩定供應,需要重新審視電力系統的設計和運行方式,以保持電力系統的靈活與彈性。另由於電池成本持續下降,與燃氣電廠在因應短時間供需波動方面的服務競爭將日益激烈。然而,傳統電廠依然是保持電力系統靈活性的主力,而新的電網互聯、儲電和需量反應技術則起了支撐的作用,同時也帶動投資。

此外,WEO2018在本期報告中也首次導入了價值調整後的均化發電成本(Value-Adjusted Levelised Cost of Electricity, VALCOE),VALCOE是以原來的均化發電成本(Levelized Cost of Electricity, LCOE)為基礎,再納入能源、容量及靈活性三種價值因子加以調整,做為評估發電技術競爭力的新指標。根據評估結果,太陽光電和風能的競爭力在許多市場中已接近傳統能源,且隨著成本的下降,再生能源與儲能的配合已經成為一種具吸引力的選擇。


全球須加速減碳步伐

與能源相關的二氧化碳排放量在持續3年持平後,於2017年再次增加,這是較令人擔憂的現象。在新政策情境中,碳排放呈現緩慢上升的趨勢,但仍遠遠跟不上科學界認為足夠因應氣候變化所需的減碳步伐;若想要儘早達到碳排放高峰,單靠各國履行《巴黎協定》的國家減碳承諾還是不足。

為促使能源部門在短期內減少排放,IEA在2015年全球能源展望特別報告中首次提出「橋接情境」(Bridge Scenario)(見補充資料),列出了5項具成本效益的關鍵措施,認為只要採取進一步行動,將可以扭轉全球排放成長趨勢。然而,根據分析顯示,目前這些關鍵措施中,只有增加再生能源投資的項目是在既定的軌道上,其他如減少石油和天然氣部門的甲烷排放、逐步淘汰效率最低的燃煤發電、以及減少化石燃料補貼和提高能源效率等,都還有努力的空間(詳見下圖)。

橋接情境的關鍵措施之進展

 
資料來源/World Energy Outlook 2018, IEA

但IEA也指出,各國若要超越橋接情境以邁向永續發展情境的軌道,除了持續發展其他低碳能源,如繼續使用核電,或轉換到其他低碳密集度的燃料以及CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage;碳捕獲、利用與儲存)的部署外,各國政府必須透過特定的國家或部門政策來支持橋接情境的關鍵措施,並採取進一步的行動才可(詳見下圖)。

達成永續發展情境之二氧化碳及甲烷減排措施
資料來源/World Energy Outlook 2018, IEA

小結:再生能源是國際的主流 我國亦以2025年再生能源發電占比20%為目標

發展再生能源是國際的主流,也是因應減碳承諾的最佳選項,且台灣是出口導向國家,在國際大廠紛紛注重綠色供應鏈的趨勢下,勢必要求供應鏈必須採購一定比例綠電,故我國必須提早佈局。為此,能源政策已規劃再生能源發電占比逐步提高,並設定2025年達20%的目標。此外,為因應大量再生能源併網及間歇性,政府將督導台電公司持續強化電網及靈活調度,並已有相關完整配套的具體做法,包含建置快速起停燃氣機組、抽蓄水力、電池儲能、自動需量反應等,可在發展再生能源時確保供電。


〈補充資料〉

情境說明:

  • 當前政策情境:此情境所要展現的內容是如果從現在起維持現況不變,那未來會是如何。而由於IEA是每年出版WEO,因此前述的「現況」是會隨著時間演進而改變;在WEO2018年版則是以2018年的「年中」作為時間的切點。
  • 新政策情境:此情境所納入的政府政策內容與範圍比當前政策情境更大更廣,包含截至2018年8月已經宣示會實施的政策內容,並納入巴黎協定下各國所提出的減碳承諾。
  • 永續發展情境:此情境是將「永續發展」做為必須達成的目標,亦即政府所必須採行的對抗氣候變遷政策必須比前兩個情境更強烈,才能達成永續發展目標。
  • 橋接情境:此情境為從新政策情境到永續發展情境的過渡情境

◆ 參考文獻:World Energy Outlook 2018, IEA


關鍵字:WEO2018,全球能源展望

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