台灣要達到電力去碳化,低碳電力需要增加10倍!
冬天不冷、夏天更熱、各種天災頻出,氣候變遷早就不是假議題了。全球必須想盡辦法減碳,台灣也不例外。政府提出了要在2050年達到淨零排放,其中一個重要的方法,就是電力完全去碳化,也就是未來台灣發的電,不能有碳排放。
台灣未來肯定會繼續發展。交通以及工業的電氣化也會讓用電量繼續增長。根據國發會的資料,2050年台灣的用電量大約是4275到5731億度(2022年是2881億度)。
在用電量翻倍成長的情況下,要完成電力完全去碳化,或者說,要達到2050年低碳電力100%的目標,低碳電力需要增加多少?2022年低碳電力只有506.6億度。2050年最低的預測4275億度意味着低碳電力需要增加8.4倍(4275 / 506.6),最高的預測反而需要增加11.3倍(5731 / 506.6)。不管用高還是低的預測,稍微簡化我們可以說低碳電力需要增加10倍。
這10倍的低碳電力要如何得到?
不論哪種技術的效率在未來都有可能會進步,但我們可以從各個低碳能源目前的發電情況估計看看,需要多少才能滿足這10倍的低碳電力需求。其他的技術(碳捕捉、儲能等)在計算上更加複雜,這裡先暫時不考慮。
假設完全依靠光電,太陽能需要增長42.3倍。我們估計需要臺灣土地的12%拿來蓋光電案場。
如果僅依靠核能,核能發電量需要增長19.6倍。相等於要增建28座第三核電廠。
如果是建在海上的風力發電機呢?需要增加3萬1304支風機,也就是需要1491座「離岸一期」才能滿足用電需求。
面對需要增加的10倍低碳電力這麼龐大的目標,臺灣不能排斥某一種技術:太陽能、核能,風力都需要。
計算的方式
太陽能
臺灣2022年的太陽能發電量為106.75億度。預計到2050年,所需的低碳電力總量將達到4913.32億度。假設除太陽能外的其他低碳能源保持不變(506.6 - 106.75 = 399.85億度),則為實現這一目標所需增加的太陽能發電量將為4913.32 - 399.85 = 4513.47億度。這相當於太陽能發電量增加了42.3倍(4513.47 / 106.75)。
以「台南鹽田」太陽能發電場為例,其佔地214公頃,2022年發電量約為2.21億度,平均每公頃年發電量為0.010327102803738億度。因此,預計到2050年,台灣需要增設的太陽能發電場面積為:4513.47 / 0.010327102803738 ≈ 437051公頃。按照這項預測,到2050年,台灣的太陽能發電場總面積將達到:437051 + 10337(估算的2022年太陽能發電場面積)= 447388公頃。這意味著約有12.36%(447388 / 3,619,700 ≈ 0.123598088239357)的台灣土地面積將被用於建設太陽能發電場。
核能
臺灣2022年的核能發電量為237.55億度。預計到2050年,所需的低碳電力總量將達到4913.32億度。假設除核能外的其他低碳電源保持不變(506.6 - 237.55 = 269.05億度),則為實現這一目標所需增加的核能發電量將為4913.32 - 269.05 = 4644.27億度。這相當於核能發電量增加了19.6倍(4644.27 / 237.55)。
「核三廠」在2022年的發電量為 7,489,307,370+ 8,508,073,620=15,997,380,990度=約159.97億度電。所以,相當於要在2050年增加:4644.27/159.97=29座核三廠,或28座新蓋的核三廠。
風電
臺灣2022年的風力發電量為35.43億度。預計到2050年,所需的低碳電力總量將達到4913.32億度。假設除風電外的其他低碳電源保持不變(506.6 - 35.43 = 471.17億度),則為實現這一目標所需增加的風力發電量將為4913.32 - 471.17 = 4442.15億度。這相當於風力發電量增加了125.4倍(4644.27 / 35.43)。
以「離岸一期」為例,風場有21部風力機組,2022年發電量約達 2.98 億度,平均一部機組年發電量約為0.141904761904762 億度電。所以,2050年需增設:(4442.15-35.43)/0.141904761904762=31054部。