二大一廣場/《國際零時差》綠能:風光成本持續下降

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文/研究員Tony Yen

挪威船級社(DNV)是位於挪威的科技顧問和驗證機構,旗下有各個分部,針對海事工程、能源科技、數位科技提供諮詢和驗證。每年他們都會在《能源轉型展望》報告中,針對全世界能源轉型的趨勢,做出中長期的預測。本文就來介紹2021年的報告中,對於能源供給技術的未來趨勢有怎麼樣的說法。

在DNV的報告中,提及太陽能已經是最便宜的新建能源選項。由於容量因數提高(到2050年,全球太陽能的平均容量因數可達26%,部分低緯度地區甚至可以超過30%)、模組成本下降,未來太陽能生命週期均化成本會持續降低,持續做為最便宜的新建能源選項。甚至,由於鋰電池成本的降低,到了2050年,太陽能搭配儲能的生命週期均化成本將可和風能競爭,也會比任何傳統發電技術來得便宜(注)。

(注:將太陽能和儲能合併計算發電成本,暗示著將「系統整合成本」完全歸因於再生能源的方法學;然而系統整合成本的高低,除了再生能源併網規模,既有傳統電廠結構以及彈性調度能力也會有影響,將其完全納入再生能源的發電成本計算,其實是對再生能源不公平的計算方式。反過來說,如果沿用此不公平的方法學比較綠能和傳統能源成本,而綠能仍較為便宜時,則代表新建再生能源的成本有效性幾無疑義。)

風能部分,因為預測容量因數提高、風機花費降低等因素,陸上風能機組從2020年到2050年的生命週期均化成本將下降43%,固定式和漂浮式離岸風能機組的生命週期均化成本也將各下降44%和80%。這會讓它們成為太陽能之外最便宜的發電選項。

根據DNV的預測,風光發電成本的下降,帶來的是未來30年爆炸性的成長:到2030年,全球每年將有500GW的新建併網型光能併網、到2050年時全球將有12.4TW的併網型光能裝置容量,這大約是2019年的20倍;全球風能裝置容量則會從2020年的744GW,提升到2050年的5898GW。到2050年,全球電網供電中,有將近70%來自風能或太陽能。

核能:不確定性高  在能源系統的貢獻杯水車薪

DNV的報告對於核能給了非常樂觀的參數假設:比如,報告中假設既有機組可以延役至75年的使用年限、新建機組也給了(和過去實際數據相比)十分樂觀且穩定的均化成本假設。

即使在這些優渥的假設底下,DNV也沒有預測核能復興的發生-全球核能發電量在未來30年將大致持平,相對發電占比則會從2019年的10%下跌至2050年的4.3%。這除了是因為成本與工程耗時的不確定性之外,仍無法處理的核廢難題、以及更具競爭力的綠能,也是DNV報告中提及的核能復興在未來會遇到的阻礙。至於部分擁核人士十分期待的小型核能反應爐,DNV也預測不會有太顯著的規模化生產。

如下圖所示,根據DNV的預測,未來30年中國(注)將是核能發電唯一顯著成長的地區,其成長量將彌補全球其他地區核能機組除役帶來的發電量減少。然而,即使是國際中核能唯一有顯著發展的國家,到了2050年中國的核能發電占比也不過6%而已;相較之下,2050年中國的風能發電占比將達36%、太陽能也將達37%。

(注:DNV報告中將中國和臺灣納入「大中華地區」做預測,但因為臺灣的能源供需和中國相比可以忽略,因此報告中的預測內容,可以等同視為單僅針對中國而言。)

總之,雖然一直有核能狂熱份子不斷想放大核能在今天以及未來能源系統的重要性,DNV報告指出對於政府、一般大眾、以及投資者來說,核能的形象遠不那麼具吸引力。

更積極的氣候政策下  核能也無法和綠能競爭

從DNV報告中對於初級能源供給的預測中可以看出,各國目前氣候政策可能不足以達成世紀末地表均溫增溫不超過2度或1.5度的積極目標。根據DNV的預測,到2050年,石油需求(主要和電動車發展速度有關)和燃煤需求(主要和碳價格有關)都無法完全消除,而燃氣甚至會在2032年取代石油,成為全球最主要的初級能源供給源,並且直到2040年才會開始緩慢減量;所有的化石燃料到了2050年,仍佔初級能源供給將近50%。

這樣的預測結果,或許源自DNV的油氣產業顧問部門帶來的偏誤;然而我們仍可以合理地問:如果未來30年全球有更積極的氣候政策,化石燃料的淘汰能夠加速嗎?而綠能與核能的發電量會因此提高嗎?

DNV報告中提到的敏感度分析,有頗令人意外的結果:固然,碳定價會影響化石燃料的使用(主要反映在除煤速度上),然而碳定價的高低,對於風能或太陽能的的發電量不會有很大的影響,兩者在2050年的發電量,主要會受它們彼此的相對競爭力影響。對核能來說,如果碳定價增加50%,其2050年的發電量甚至會下降7%(由風能發電取代)。

因此,我們似乎可以這麼說:如果有一個更積極的氣候政策,確實可以加速化石燃料的汰除,但能源轉型過程中減碳工具的貢獻程度,不會因此有太大幅度的變動:風能和太陽能為主的綠能,仍將是最重要的優先工作;而核能即使在更積極的氣候政策下,也不會有太重要的角色。

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