台湾要实现电力去碳化,低碳电力需增加10倍!
无论寒冬莫及,夏日炎炎,天灾频发,气候变迁问题已不容忽视。全球需以任何可能的方式减低碳排放,台湾亦然。政府已提出在2050年实现净零排放的目标,其中一途径便是完整电力去碳化,即表示未来台湾产生的电力将不能有碳排放。
台湾的发展势在必行。交通及工业的电气化定会导致电力消耗的稳步增长。根据国发会的数据,2050年台湾的电力需求大致为4275到5731亿度(2022年为2881亿度)。
在电力需求翻倍的情况下,要实现完全电力去碳化,亦即,到2050年实现100%低碳电力的目标,我们需要增加多少低碳电力呢?2022年的低碳电力只有506.6亿度。到2050年的低调预测4275亿度,则低碳电力需增加8.4倍(4275 / 506.6),而最高预测则需要增加11.3倍(5731 / 506.6)。不论按最高或最低的预测计算,我们可以大略地说,低碳电力需要增加10倍。
这10倍的低碳电力怎么获取?
虽然未来任何一种技术的效率可能都有提升的空间,但我们可以根据各类低碳能源目前的发电情况估算,需要多少才能满足这10倍的低碳电力需求。其他的技术(例如碳捕获、储能等)的计算更为复杂,这里我们暂时不考虑。
假如完全依赖太阳能,我们需要将太阳能的产量提高42.3倍。这意味着我们需要使用台湾12%的土地来建设太阳能发电场。
假如仅依赖核能,我们需要将核能的发电量提高19.6倍。这等同于建设28座新的第三核电厂。
假如依赖海上的风力发电呢?我们需要增设31304台风电机,即1491座“离岸一期”才能满足用电需求。
面对如此庞大的目标,即需增加10倍的低碳电力,台湾不能排斥任何一种技术:无论是太阳能、核能还是风力,都是必需的。
计算方式
太阳能
台湾2022年的太阳能发电量为106.75亿度。预计到2050年,所需的低碳电力总量将达到4913.32亿度。假设除太阳能外的其他低碳能源保持不变(506.6 - 106.75 = 399.85亿度),则为实现这一目标所需增加的太阳能发电量将为4913.32 - 399.85 = 4513.47亿度。这相当于太阳能发电量增加了42.3倍(4513.47 / 106.75)。
以“台南盐田”太阳能发电场为例,其占地214公顷,2022年发电量约为2.21亿度,平均每公顷年发电量为0.010327102803738亿度。因此,预计到2050年,台湾需要增设的太阳能发电场面积为:4513.47 / 0.010327102803738 ≈ 437051公顷。按照这项预测,到2050年,台湾的太阳能发电场总面积将达到:437051 + 10337(估算的2022年太阳能发电场面积)= 447388公顷。这意味着约有12.36%(447388 / 3,619,700 ≈ 0.123598088239357)的台湾土地面积将被用于建设太阳能发电场。
核能
台湾2022年的核能发电量为237.55亿度。预计到2050年,所需的低碳电力总量将达到4913.32亿度。假设除核能外的其他低碳电源保持不变(506.6 - 237.55 = 269.05亿度),则为实现这一目标所需增加的核能发电量将为4913.32 - 269.05 = 4644.27亿度。这相当于核能发电量增加了19.6倍(4644.27 / 237.55)。
“核三厂”在2022年的发电量为 7,489,307,370+ 8,508,073,620=15,997,380,990度=约159.97亿度电。所以,相当于要在2050年增加:4644.27/159.97=29座核三厂,或28座新建的核三厂。
风电
台湾2022年的风力发电量为35.43亿度。预计到2050年,所需的低碳电力总量将达到4913.32亿度。假设除风电外的其他低碳电源保持不变(506.6 - 35.43 = 471.17亿度),则为实现这一目标所需增加的风力发电量将为4913.32 - 471.17 = 4442.15亿度。这相当于风力发电量增加了125.4倍(4644.27 / 35.43)。
以“离岸一期”为例,风场有21部风力机组,2022年发电量约达 2.98 亿度,平均一部机组年发电量约为0.141904761904762 億度电。所以,2050年需增设:(4442.15-35.43)/0.141904761904762=31054台。