電氣化為什麼重要？我們要如何衡量電氣化程度？
「我們的電力有多少來自低碳能源？」——這正是我們創建這個網站的主要原因。電力去碳化（淘汰化石燃料）是應對氣候變遷的必要手段（同時也能淨化空氣）。雖然透過這項指標進行衡量是必要的，但這並不足夠，過度關注清潔電力指標可能會成為一個問題。
「我們的電力有多少來自低碳能源？」——這正是我們創建這個網站的主要原因。電力去碳化（淘汰化石燃料）是應對氣候變遷的必要手段（同時也能淨化空氣）。雖然透過這項指標進行衡量是必要的，但這並不足夠，過度關注清潔電力指標可能會成為一個問題。
答案是不對！然他們幾乎沒使用化石燃料發電，但在電力以外的其他能源需求上仍在使用煤、天然氣和石油。從全球範圍來看，幾乎所有的石油、三分之二的天然氣和三分之一的煤都被用於發電以外的其他用途。換句話說，即使全球的電力100%都來自低碳能源，石油消耗量也幾乎不會改變，天然氣的消耗僅會減少三分之一，而化石燃料中溫室氣體排放量最高的煤，還有三分之一被使用。
好消息是，許多使用化石燃料作為能源的用途可以被電氣化：內燃引擎車（燃油車）可以被電動車取代；燃氣鍋爐可以被熱泵取代；目前也正在努力取代生產鋼鐵和水泥所使用的煤。
不過，低碳電力佔比卻沒辦法反映出這些領域的進展。因此，我們需要找到一個新的指標，以衡量各行各業的能源使用在多大程度上轉向了電力。我們透過低碳電力佔比衡量的電力結構去碳化的進展，但電力結構對整體的碳排放影響有多大？如果一個國家有乾淨的電網，但這個電網只服務了整個社會經濟活動的一小部分，那麽電力去碳化的影響是有限的。更具體地說，對整體碳排放的影響取決於另一個指標：電氣化。我們可以利用以下公式來思考這個問題：
整體去碳化 = 低碳電力佔比 (%) * 電氣化程度 (%).
當然，這個公式是簡化的。它並沒有精確地考慮每種能源的排放因子，而且它假定電力以外的其他能源需求都是化石燃料（在大多數情況下的確是這樣，但也有例外，生質燃料和地熱對某些地區來說就很重要） 。雖然這個公式簡化了現實情況，但比起只考慮低碳電力佔比，已經有非常大的改進。
那麼，我們該如何衡量電氣化？直觀的答案可能是：
電氣化 = 電力 / 總能源
但這種方法的問題在於計算非常困難。因為電力和“總能源”的測量方式不同。電力的測量相對簡單：它是發電廠產生的能量輸出。電力傳輸過程中會有一些能量損失，但這些損失相對較小。而總能源則複雜得多，最常見的測量方法叫做初級能源（primary energy），測量的是化石燃料在燃燒前的能量含量。不過，在大多數情況下，煤、天然氣和石油燃燒過程中損失的能量是巨大的（超過一半的能量含量會轉化成熱量流失）。因此，直接比較電力和初級能源是誤導性的，因為這暗示一單位的初級能源需要用一單位的電力來取代，而實際情況並不是這個樣子。
替代法是一種可能的解決方案，它可以根據平均能量損失估算電力的初級能源等價量。簡單來說，就是通過發電量計算發電過程中的能量損失，推估原有的能源，然後再與初級能源進行比較，這種方法可以用來估算一個地區的電氣化程度。
在全球範圍內使用平均值來計算電氣化程度是可行的。根據國際能源署（IEA）的數據，2018年全球電氣化程度為39.8%，或根據能源研究所（EI）的數據為41.2%。但在國家層面應用平均能量損失的數據卻會失真。舉個極端的例子，若我們使用此方法估算挪威的電氣化程度，得到的結果會是105%（根據IEA的數據），這一點都不合理。
不同能源在能源轉換過程中損失的能量並不一樣，例如天然氣的燃燒效率顯著高於燃煤，因此，我們可以試著根據每個國家的具體能源組合來估算初級能源轉換損失。然而，用這種方法計算出的電氣化程度，往往更多地反映了我們的計算方法和假設，而非實際情況。此外，使用不同的初級能源數據來源有時會給出非常不同的結果。例如，瑞士的電氣化程度，若使用EI的數據得到的結果為53%；若使用IEA的數據得到的結果則為64%。哪一個才是正確的呢？
由於我們想知道的是電力對整體排放的影響，我們提出了另一種替代方案：與其使用初級能源數據，我們使用整個能源部門的溫室氣體排放數據，並將這些數據與電力部門的排放數據進行比較。這個方法能更好地呈現電氣化的實際環境影響。
電力生產過程中的排放量取決於能源來源。根據IPCC的數據，風能和核能的排放量最低，約為12 gCO2eq/kWh。相比之下，燃煤的排放量高出近70倍。如果我們直接將實際的電力排放與能源排放進行比較，這個比例將反映出電力去碳化和電氣化的雙重影響。我們希望將電氣化的影響獨立出來。為了達到這個目的，我們首先需要消除去碳化的影響。
我們模擬了一個所有電力都由化石燃料產生的情境，這使我們能夠在不同的去碳化程度下進行標準化測量。這樣，我們可以在不考慮去碳化進展的程度下，比較各國之間的電氣化程度。我們使用的基本公式是：
電氣化 = 化石燃料發電的排放量 / (化石燃料發電的排放量 + 非電力能源的排放量)
我們可以這樣理解這個指標：如果電氣化程度達到100%，那麼100%的能源相關排放量都取決於電力是如何生產的。另一方面，如果電氣化程度只有20%，那麼僅靠電網的去碳化措施只能影響到總能源排放量的20%。
關於能源部門排放的數據，我們使用了以下來源：國際能源署（IEA）、ClimateWatch、波茨坦氣候影響研究所（PIK）、聯合國氣候變化框架公約（UNFCCC）和能源研究所（EI）。在某些情況下，不同來源提供的數據差異很大。因此我們應用了過濾器，只有那些被多個來源確認且差異小於3%的數據才會被納入。
主要發現
我們回頭看之前的兩個例子：巴西和瑞典。巴西的電氣化程度為52%，而瑞典更高，為81%。這兩個國家都比全球平均（48%）還要高，但都還有改進的空間。這個指標讓我們知道還有多少工作要做。
哪些國家的電氣化程度最高？前十名如下：
| 冰島 | 91.3% |
| 不丹 | 90.0% |
| 巴拉圭 | 81.7% |
| 瑞典 | 81.2% |
| 寮國 | 79.4% |
| 挪威 | 75.9% |
| 塔吉克斯坦 | 69.8% |
| 蒙特內哥羅 | 68.7% |
| 馬爾他 | 66.5% |
| 尚比亞 | 65.9% |
根據我們的計算，冰島是全球電氣化程度最高的國家。它的人均發電量也遙遙領先。冰島人口少、水力資源豐富，加上非常重要的煉鋁工業，使其成為一個特殊案例。
或許更讓人驚訝的是，不丹的電氣化程度排名第二。部分原因在於其電力生產（全部來自水力發電）超過了國內需求——在2014年（符合數據過濾原則的最近一年），70%的電力被出口。在生產方面，不丹的能源部門電氣化程度達90%，但在消費方面（扣除淨出口），這一數字會變低很多。
繼續往下看，成為電力淨出口大國是許多高排名國家的共同特徵。巴拉圭出口60%的電力，瑞典15%，老撾78%，挪威8%，塔吉克斯坦8%，蒙特內哥羅5%，尚比亞7%。如果扣除淨出口，這些國家的電氣化數據都會更低。另一方面，這些國家排名靠前似乎是合理的——它們電網的去碳化程度不僅影響它們自己的排放，也影響鄰國的排放。
電氣化程度高，但電力去碳化程度低
如果一個國家達到高程度的電氣化，但大部分的電力仍來自化石燃料，那麽發展電網的減碳措施將對整體排放產生極大的影響。這些地區符合這種情況：
| 電氣化程度 | 低碳電力比例 | |
| 馬爾他 | 66.50% | 11.50% |
| 以色列 | 64.40% | 6.80% |
| 中華民國（台灣） | 65.00% | 16.90% |
| 中國香港特別行政區 | 66.00% | 0 |
| 北馬其頓 | 59.50% | 18.00% |
| 新加坡 | 57.30% | 1.60% |
雖然這些地區的低碳電力比例較低，但考慮到他們的電氣化程度較高，一旦這些地區往乾淨的電網發展，便有可能迅速成為能源去碳化的領先者。
電氣化程度低，但電力去碳化程度高
有些地區的情況則相反，他們有非常乾淨的電網，但電氣化程度較低，意味著他們的電網對總排放量的影響有限：
| 電氣化程度 | 低碳電力比例 | |
| 衣索比亞 | 25.40% | 99.90% |
| 剛果（金夏沙） | 29.00% | 98.00% |
| 斯洛伐克 | 40.10% | 85.20% |
| 肯亞 | 27.70% | 85.10% |
| 北韓 | 29.40% | 83.20% |
| 委內瑞拉 | 32.70% | 80.90% |
這些國家擁有全球最乾淨的電網，但電力在整體排放中所佔的比例相對較小，因此他們未來主要的挑戰是將更多的能源使用轉移到典禮上，並擴大低碳電力的生產以滿足新增的需求。
哪些國家進步最多？
或許這些數據最有趣的用途是找出電氣化進步最多的國家。我們查詢2000年至2020年間的變化，發現以下國家的成長最顯著：
| 柬埔寨 | 11.3 | ⮕ | 40.3 % |
| 宏都拉斯 | 37.5 | ⮕ | 61 % |
| 冰島 | 71.6 | ⮕ | 93 % |
| 中華人民共和國 | 30.4 | ⮕ | 51.3 % |
| 盧安達 | 5.7 | ⮕ | 23.7 % |
| 厄利垂亞 | 17.9 | ⮕ | 35.4 % |
| 賽普勒斯 | 34.4 | ⮕ | 50.2 % |
| 瑞士 | 43.5 | ⮕ | 59.2 % |
| 馬來西亞 | 27.5 | ⮕ | 43.2 % |
| 厄瓜多爾 | 26.5 | ⮕ | 41.9 % |
在這個排名中，中華人民共和國因其經濟規模和對全球總排放量的影響而格外突出。同時，該國的低碳電力比例從17.9%增至32.8%。雖然這是非常顯著的進步，但在電氣化方面的進展也同樣重要。因此我們認為電氣化應該得到更多關注，希望我們提出的這個指標和這些數據能對此有所幫助。
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