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轉型與先前的條件有所不同,亦採用新的治理模式,有些示範性質的嘗試。雖未 能成為典範,然而經驗卻相當值得檢討。
(三) 荷蘭能源轉型計畫的檢討
雖然最終荷蘭的能源轉型計畫面臨到相當嚴重的政治困境以及財政壓力而 裁減,但願意嘗試新方法的態度仍獲得了一部分的成效。從轉型管理的角度而言,
新的方法造成了相當多系統內部的變化,引起了一些對立也造成了一些刺激,對 於目的在徹底推翻舊有能源治理模式的長期目標設定而言算是相當好的起步,因 為系統內部已經產生相當多在計畫投入之前的變化,這些變化在未來都會逐漸增 加影響力進而改變整個系統。
(四) 小結
在荷蘭的案例之中,能源轉型計畫投入是透過轉型管理的理論架構來設定政 策目標,最大的好處是即使計畫受到阻礙而中止,也能有系統地檢視計畫中的缺 點,以及分析計畫產生的影響。
五、 第五章、結論
本文結論分為兩個部分,第一節的研究發現是回應本研究問題「國家投入於 能源轉型未達到期待的成效」的答案。第二節的後續研究建議是說明本研究有所 不足之處,期待後續做能源轉型研究的能有更好的觀點與看法。
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資料來源:”Doubling the Global Share of Renewable Energy a Roadmap to 2030”, International Renewable Energy Agency, available at
http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/IRENA%20REMAP%202030%20working
%20paper.pdf (最後檢視 2016/06/17)
現代化的社會裡,能源可以簡略分成初級能源(Primary Energy)與次級能源 (Secondary Energy)。初級能源指的是直接取自於自然資源,在化學成份或物理 型態上未被改變,例如原油、煤炭、天然氣、鈾礦等等化石與礦物能源;又如
58 Godfrey Boyle、Bob Everett、Janet Ramage 著,汪淮譯,能源系統與可持續發展(Energy Systems and Sustainability),(台北:五南,2010),頁 4。
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太陽能、風能、水力能、生質能與地熱能等等可直接取用的自然能源,都屬於 初級能源。而次級能源指的是將初級能源透過特定轉換程序,其型態已轉變成 為使用上更為便利之能源載體,例如經過煉油廠提煉後的燃料用油、發電廠燃 燒煤炭或天然氣產生熱能或機械能、核能發電廠使用核子燃料產生電力;又如 再生能源透過再生能源裝置將能源轉換為電力、熱能與機械能。59
第一節、 能源架構與電力系統的轉型
目前世界所有能源消費之中,最主要的來源仍是化石能源。根據國際能源總 署 2015 年所發布世界能源統計資料中,2013 年全球有 39.9%的能源消費來自於 直接使用石油,15.1%的能源消費是來自於天然氣,11.5%的能源消費來自於煤炭。
而作為現代人不可或缺的電力,在所有能源消費種類之中占了 18%。
圖 2.1 1973 與 2013 全球消費能源種類分布情形
圖片來源:”Key World Energy Statistics 2015 “ International Energy Agency, (2015), available at https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/KeyWorld_Statistics_2015.pdf, p.28 ( 最 後檢視 2016/06/17)。
59 Øvergaard, Sara, “Issue paper: Definition of Primary and Secondary Energy”, Statistics Norway, available at http://unstats.un.org/unsd/envaccounting/londongroup/meeting13/LG13_12a.pdf, pp.3-6.
(最後檢視 2016/06/17)
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27 說明:單位 Mtoe 為百萬噸油當量。
石 油 、天然 氣 與電力為主要的 能 源消費型態,在 經濟合作暨發展組 織 (Organization for Economic Co-operation and Development, OECD)國家中,石油、
天然氣與電力加總,占總能源消費的比例高達 89.8%,高過與全球的 73%,顯示 出這三項主要能源在越是現代化國家越會被需要。比較 1973 年與 2013 年,各種 能源占總能源消費比例的此消彼長,可以發現全球能源系統具有逐漸電汽化的趨 勢,顯示出現代化的過程中,人類大幅增加了電力使用。
能源轉型重視觀察能源結構的變化,隨著人類經濟活動與科技發展,對能源 的需求幾乎是不可逆的成長,但能源的結構卻受到政治、經濟、科技、市場等因 素不斷地在改變,而能源轉型的目的即是要透過長期的計畫與操作,改變能源的 結構來達到目標。從圖 2.1 來看,全球對於能源的總消費在 2013 年時幾乎是 1973 年的兩倍。1973 年全球的電力使用為所有能源的 9.4%,到了 2011 年電力占總能 源消費比例成長至 18%,成長幅度為所有種類之最;另一方面,主要作為運輸燃 料用途的石油,1973 年時占所有消費能源當中占 48.1%,但到了 2011 年時縮減 至 39.9%;另外,天然氣則是從 1973 年的 14%小幅增長至 2011 年的 15.1%。整 體而言,石油、天然氣與電力都是相當便利的能源載體,但電力受到許多現代化 設備、工具與交通工具等等電汽化的影響,電力較另外兩者的更為優越的便利性,
可以從其需求成長之中得知。
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28 圖 2.2 1973 與 2013 OECD 國家消費能源種類分布情形
圖 片 來 源 : ”Key World Energy Statistics 2015 “ International Energy Agency, available at https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/KeyWorld_Statistics_2015.pdf, p.30 (最後檢視 2016/06/17)。
說明:單位 Mtoe 為百萬噸油當量。
再從圖 2.2 看 OECD 國家 1973 年與 2013 年的能源消費分布情形,可以發現 OECD 國家在 1973 年的電力占總能源消費比例的 11.5%,到了 2011 年上升至 22.1%,增加幅度接近一倍,超過世界平均值,顯示出越現代化的國家對於電力 的需求成長越高。
二十世紀 70 年代以來,電力需求的成長遠遠超過其他的能源載體,供應電 力成為了全球能源系統轉型的驅動力,在未來也會持續影響能源結構的改變。例 如軌道交通的電氣化帶來便利的陸上運輸,電力車的出現更會讓未來的交通運輸 降低對化石能源的依賴。又或是在發展中國家如印度,眾多人口處於無電力供應 的狀態,政府計畫透過豐富的風力和太陽能,同時配合地熱能、生質能與小型水 力發電等方式替落後地區的眾多人口提供電力,降低該地區民眾對於傳統生質能 或化石能源的使用。60
60 “Energy Technology Perspectives 2014-Executive Summary”, International Energy Agency, available at http://www.iea.org/Textbase/npsum/ETP2014SUM.pdf (最後檢視 2016/06/17)
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不論是電器化或是分散式能源,都是未來的能源系統轉型的特色,而其中最 關鍵的因素之一在於技術的成熟,例如家用汽車的電汽化,若要為廣大的使用者 所接受,仍須等其核心技術更加成熟,更重要的是必須使成本及價格下降;而分 散式的能源供應方式,將一別過去大型發電廠集中發電後再進行配送的模式,偏 遠的鄉村以小型再生能源發電就足以提供鄉村少量人口的用電需求,因此無須再 花上大筆經費增設長途且無效率的電力網路。技術將對於未來的能源結構造成更 多的影響,也提供政策制定者與市場更多的創新選擇,不同國家和地區可以透過 越來越多選擇來滿足各自的能源需求。未來電力的需求占總能源需求的比例將會 持續成長,各種化石燃料器械可能被電力器械所取代,電力的需求成長會大過於 其它總類的能源需求,這也是本文將能源轉型的重點放在電力系統的能源結構改 變的原因。
近年能源市場的迅速波動與諸多外部因素如福島核災、中東產油地區的政治 局勢不穩定與環境保護意識抬頭等因素推波助瀾下,各國認知到現行能源系統的 脆弱,開始在電力系統上著手進行改革。在未來的數十年內,化石能源仍會是全 球的主要能源也是世界電力系統的主要燃料,但隨著電力的應用範圍不斷擴張,
各國必須投入更多的資源生產電力。若持續以傳統化石能源發電為主的方式來迎 合電力需求成長,除了對環境的傷害越加劇烈之外,更嚴重的是掌握在少數國家 手中的化石能源供給會造成相當大的安全疑慮。
目前全球電力系統賴以維生的燃料仍是煤炭,從 2013 年資料來看,燃煤發 電占了電力系統的 41.3%,相較之下,近年快速成長的天然氣發電則屬於次要角 色,占了電力系統的 21.7%,至於核能、水力發電以及水力以外的再生能源在現 階段則仍屬於輔助角色,分別占了電力系統 10.6%、16.3%以及 5.7%。
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30 圖 2.3 全球電力系統結構
圖 片 來 源 : ”Key World Energy Statistics 2015 “ International Energy Agency, available at https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/KeyWorld_Statistics_2015.pdf, p.24 ( 最 後檢視 2016/06/17)。
說明:單位 Mtoe 為百萬噸油當量。
2013 年時包含水力發電在內,全球電力消費約有 22%的來自再生能源,然而 事實上水力發電的比例自 1973 年的 21%下降至 2013 年的 16.3%,但多虧其它再 生能源發電量大幅上升,從 1973 年的 0.6%上升至 2013 年的 5.7%,維持住了再 生能源於電力系統中的份額。
電力需求總量的增加亦導致 CO2的排放量也跟著上升,要改善此情形可以從 兩個方面著手:一、降低電力需求;二、改變電力結構。然而,從過去的經驗了 解到,電力的需求除非受到短期的經濟循環所影響,否則幾乎不可能下跌。未來 的電力需求將會不斷的成長,但並非電力需求增加就一定代表全球的 CO2 排放 的總量會增加,只要發電裝置的效率高於直接燃燒化石能源的效率,在效率提高 的情況下,整體的 CO2排放量事實上是可能下降的。因此,要改善未來電力系統 的 CO2排放情形,最好的方式就是進行能源轉型,改變電力結構與提升效率,最 主要的方式就是要降低化石能源的使用。
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資料來源:”Annex II of IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation”, Intergovernmental Panel on Climate Change, available at
http://srren.ipcc-wg3.de/report/IPCC_SRREN_Annex_II.pdf, p.10. (最後檢視 2016/06/17)
說明:取自 IPCC “Annex II of IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation” 中 Table A.II.4 的中位數。
從表 2.2 中可知,非化石能源並非在生產與製造過程完全零 CO2排放,而是 其排放量相較於化石能源而言十分的低,幾乎可以不計。若以核能為例,核能在 產出電力的過程時並不會產生 CO2,但在核能設施的建造、鈾礦的開採、核廢料
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的處理過程以及核燃料循環中免不了的會產生 CO2。再以再生能源為例,再生能 源在產出電力或熱能的過程時亦不會產生 CO2,然而在製造再生能源設備,例如 太陽能電池、風力發電機時,仍須計入其製造過程所排放的 CO2。若從一個發電 裝置的使用年限內所發之電力來看,核能發電裝置與再生能源發電設備在其服役 年限內,攤平建設時的 CO2排放量後,無論核能或再生能源的排碳量相較於化石
的處理過程以及核燃料循環中免不了的會產生 CO2。再以再生能源為例,再生能 源在產出電力或熱能的過程時亦不會產生 CO2,然而在製造再生能源設備,例如 太陽能電池、風力發電機時,仍須計入其製造過程所排放的 CO2。若從一個發電 裝置的使用年限內所發之電力來看,核能發電裝置與再生能源發電設備在其服役 年限內,攤平建設時的 CO2排放量後,無論核能或再生能源的排碳量相較於化石