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WEO2019指出:全球能源系統與目標間仍存有巨大差距

2019/12/18 |撰文:周裕豐、洪嘉業*、楊秉純**(工研院綠能所研究員、*經理、**副所長) 點閱人次: 583

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2019國際能源總署〈全球能源展望〉報告希望加深世人理解未來能源世界的面貌
圖片來源/World Energy Outlook 2019, 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),對全球能源發展趨勢與未來可能進行多面向情境的展望推估。去年,2018年〈全球能源展望〉(WEO2018)報告揭露全球能源系統正逐步建立新局勢,並以電力部門作為展望焦點,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。今年,本次WEO2019則指出全球能源發展現況與目標間仍存有巨大差距。(WEO2018報告評析請參:〈WEO2018強調:靈活調度、加速減碳將是未來挑戰〉


IEA透過〈全球能源展望〉年度報告以多面向情境分析來描述未來能源世界的各種可能性,以量化數據實際檢視各項政策對於全球能源系統的影響程度。WEO2019針對目前至2040年的能源發展,與WEO2018一樣提出了三個可能路徑,但不同的是把新政策情境(New Policies Scenario)修正更名為既定政策情境(Stated Policies Scenario),更名的目的在於強調既定政策情境指的是只考慮已經公布的政策具體內容,因此希冀透過修正後的既定政策情境做為基準,供決策者檢視政策對於未來能源系統的影響。

另外,由於非洲都市化人口持續增加,將使非洲未來能源消費量越來越高,故WEO2019特別另立專章分析非洲對於未來全球能源系統的影響力。


全球能源系統轉變的步伐:需求成長減緩,一半將由低碳能源滿足

在考慮已公布政策的宣示目標下,既定政策情境的能源需求至2040年將以每年1%速度成長,遠低於2018年需求實際成長的2.3%。減煤趨勢下讓其他所有能源均有所成長,因為再生能源的成長就占了新增需求的50%,天然氣35%次之。石油需求在2030年後持平,主因為運輸部門不斷提高燃油效率與電動化。永續發展情境(Sustainable Development Scenario)則是為達成其目標,考慮了更多更強力的政策,可使2040年能源需求低於2018年,天然氣需求增加至2030年後開始下降。煤炭使用量占比大幅下降使得低碳能源占比因此提高。(詳見圖1)

三種情境下能源需求量與二氧化碳排放量
資料來源/World Energy Outlook 2019, IEA

中國大陸不管在何種情境都是最大的能源消費國,但需求增長貢獻最大的則是印度。非洲在都市人口快速增加下,對於全球能源需求的影響則是顯而易見的,以非洲氣候因素再加上新增人口,將導致空調需求的大幅增加,因此非洲發展都市化的方向、建築材料及交通運輸等規劃皆會影響全球能源需求。

由於經濟與人口增長速度對於二氧化碳排放的影響大於節能減碳政策的力道,既定政策情境下二氧化碳排放量會持續成長至2040年,需要藉由永續發展情境這種更具有雄心壯志的節能減碳策略下,方能縮短與減碳目標間的差距。

基於比WEO2018更為豐富資源蘊藏量的假設條件,美國將成為石油與天然氣的淨出口國,預計至2025年美國頁岩氣與頁岩油產量將超越俄羅斯,壓縮現有能源出口國的市占率並具備影響市場價格的能力。


能源效率改善是全球邁向永續發展的最重要因素

2018年全球能源密集度下降為1.2%,僅2010年以來的一半,遠落後於永續發展情境未來每年能源密集度降低3%以上的目標,應強化既有措施強度、研擬新效率政策、提升材料效率,並結合數位技術發展減少能源使用。(詳見圖2)

能源密集度改善目標
資料來源/World Energy Outlook 2019, IEA

能源與永續發展目標:我們是否走在永續發展的康莊大道?

永續發展情境必須滿足三個環節,第一為可使用現代能源(SDGs目標7);第二為減少空氣污染物(SDGs目標3.9);第三則是因應氣候變遷(SDGs目標13)。近來發展可說是憂喜參半,無電可用的人數從2017年的9.8億人下降至2018年的8.6億人,但非洲撒哈拉以南仍然缺乏電力。雖有相關政策但仍無法達成有電可用的目標。

此外,空污問題影響健康,全球每年約300萬人因戶外空污、250萬人因室內空污所導致疾病而死亡,發展中國家因無法取得潔淨炊事,會讓空污問題更加嚴重。透過電力與工業部門減少使用煤炭降低二氧化硫(SO2)、運輸部門加嚴排放標準降低氮氧化物(NOX),增加潔淨炊事來降低細懸浮微粒PM2.5,預估至2050年室內空污造成死亡人數可由既定政策情境的180萬人降至80萬人。

二氧化碳排放量2018年實際成長1.9%,未來仍持續成長沒有到達峰值後反轉的跡象,既定政策情境於2050年排放量達360億噸,若要由既定政策邁向永續發展情境的減碳目標,須持續提高能源使用效率(減碳貢獻37%)、發展再生能源(32%)、轉換到其他低碳密集度的燃料(8%)、持續使用核電(3%)、碳捕獲、利用與儲存技術(CCUS, 9%)與其他措施(12%)。(詳見圖3)

邁向永續發展情境目標減碳貢獻
資料來源/World Energy Outlook 2019, IEA

再生能源滿足大多數的新增電力需求,但更需要彈性調度的電力系統

既定政策情境下電力需求成長快速,是整體能源消費成長的2倍,新增電力需求有9成來自開發中國家。從用途來看,電力需求成長力道來自工業馬達(新增電力需求的30%)、空調(17%)、大小型電器用品(各10%)及電動車輛(10%)。既定政策情境下再生能源發電量快速增加,預估到2026年就可高於燃煤。在近170國家政策支持下,至2040年有四分之三新增的電力供給即由再生能源所提供。2040年燃煤發電由2018年38%降為25%,燃氣發電持平(由23%降至22%)、核能微幅下降(由10%降為8%)、再生能源大幅提高(由26%增至44%)。(詳見圖4)

各類能源發電配比
資料來源/World Energy Outlook 2019, IEA

燃煤發電雖提供可靠、彈性及成本較低的選擇,但卻是溫室氣體排放的最大來源,儘管既定政策情境電力部門已快速改變,但因既有燃煤電廠使用年限較長,致使二氧化碳排放無法快速下降。過往20年亞洲約占全球燃煤裝置量的90%,且開發中國家既有燃煤電廠平均使用僅約12年,為避免燃煤電廠造成碳鎖定(lock in)效應,故WEO2019提出「改造,重新利用,淘汰」策略,來降低燃煤電力排放,例如可在既有240GW的燃煤電廠加裝CCUS或是生質能混燒設備。

核能發電占比相較於WEO2018從10%降至8%,2040年核電裝置量亦由518GW減少至482GW,主因為政策偏好,如韓國核能政策的改變,暫停新建核能電廠,鼓勵再生能源投資等計畫。

由於電力系統中再生能源占比提高,再加上空調需求與電動車輛快速增加,導致電力系統調度彈性的要求將越來越高。需量反應對於調度彈性具有相當助益,另外在成本降低、建置時間短、可擴充性等優勢下,電池儲能會是成長最快的解決方案,在既定政策情境,至2040年電池儲能容量將增加超過40倍。此外,電力將成為現代能源安全的核心,儲能參與電力市場機制、電動車與電網雙向互動、資料隱私(data privacy)等都可能使消費者面臨新的風險。

小結:維持減煤展綠趨勢,與我國能源轉型政策目標一致

全球2040年發電配比,將朝展綠(占比增18%)、減煤(占比減少13%)發展;再生能源占比(44%)將超過燃煤發電(25%),其中風力(13%)、太陽光電(11%)大幅成長,其趨勢與我國能源轉型目標不謀而合。我國能源轉型政策目標在尋求減碳與廢核雙贏,減少煤炭使用(減煤),增加天然氣(增氣)與再生能源(展綠)等低碳潔淨能源,在確保穩定供電的前提下,降低空污與碳排,也避免核災風險與核廢處理問題。另外針對電力系統調度彈性,台電公司將持續強健電網及靈活調度,並以多元策略規劃輔助服務,如建置快速起停新型燃氣機組、抽蓄水力、需量反應及建置電池儲能等,確保再生能源穩定供電及優先併網並提高可靠度。


關鍵字:WEO2019,全球能源展望、能源轉型

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