走進綠能發電新時代,從瑞典到不丹,臺灣跟上了嗎?

綠能發電

近年來綠能發電備受重視,世界各國紛紛投身技術研發,瑞典、挪威、葡萄牙、不丹等國都成功發展綠能發電,打造環保家園。近年來臺灣再生能源佔總發電量的比例也逐年上升,在「前瞻基礎建設計畫」中的綠能建設部分中更是提到,政府將在4年(106-110年)內分3期投入總數為207.85億元的特別預算。本篇將詳細介紹各種不同綠能發電的優缺點、綠能發電發展成熟的國家和臺灣現行的綠能發電政策,讓您一次掌握所有綠能發電的知識。

綠能發電種類有哪些?

綠能發電的種類多元豐富,臺灣主要發展的綠能發電種類包含水力、風力、太陽能、生質能與垃圾沼氣等四種,至105年為止,以水力的發電量為最大宗

水力發電

水力發電的原理為運用水位的高低落差,將高處的水引至低處,成為動力推動發電機發電,可以再細分成水庫式發電、潮汐發電、川流式發電等。水力發電適合在有豐富山地的國家發展,也因為技術成熟、發電效率高,在大部分的國家中,水力發電都佔最多的綠能發電量比例。

風力發電

風力發電利用空氣流通的風能推動風力發動機發電,通常都建設於離岸地區。臺灣身處季風帶,冬季的東北季風加上中央山脈和福建武夷山脈的共同作用,讓臺灣海峽的風速驚人,非常適合發展風力發電。近年來政府積極發展離岸風力,自從2016年於竹南外海架設全臺灣第一座離岸風力發電示範機組後生產效率不斷提升,未來希望讓離岸風電達到300萬千瓦的裝置容量。

太陽能發電

太陽能發電是一種利用光電效應把陽光轉換成電流的發電方式,適合在日照長度長的國家發展。除了建置太陽能發電廠外,太陽能發電也被廣泛建設於建築外牆、都市、甚至是自家屋頂。臺灣從2000年開始推動太陽能發電,建置成本逐年下降加上政府制訂的電力收購制度使太陽能光電的發電量不斷增加,佔臺灣可再生能源發電量的23.3%

生質能與沼氣發電

生質能源是全球最大的自然資源,透過生物可降解的廢棄物來發電,常見的生質能源包含芒草、玉米、棕梠、沼氣、酒精等等。沼氣發電的原理為利用處理畜牧糞尿水會產生的沼氣(甲烷)產生熱氣,導入發電機組後發電。沼氣發電不但不受氣候限制、可供給尖峰時段的用電量,更能順便處理養豬場糞便惡臭的問題。此外,甲烷造成的溫室效應為二氧化碳的25倍,將甲烷作為發電的材料也能減少碳排、緩解全球暖化。

綠能發電

綠能發電效率如何?

「發電效率」指「能量轉換效率」,也就是輸出能量和輸入能量的比值。舉例來說,所有發電設備最終輸出的都是「電能」,輸入的能量則有所不同:火力發電透過燃燒石化原料產生水蒸氣推動發電機產出電能,因此輸入的能量是燃燒的「熱能」;水力發電輸入高低水位差的「位能」推動發電機產生「電能」。轉換效率越高,代表輸入的能量大部分都被成功輸出成電能;轉換效率低則表示在轉換能量的過程中流失了許多能量,導致輸出的能量和輸入的能量不成比例。以下是綠能發電和傳統發電的效率比較:

 

發電方式

發電效率

火力

43%

核能

32%

天然氣

51%-63%

水力

90%

風力

30%-50%

太陽能

15%-22%

(資料來源:效率與減碳並進 火力仍為主流發電技術

 

從上表可以看出,綠能發電的效率不比傳統發電還要低,水力發電更是有90%的發電效率。和傳統發電方式不同,綠能發電的原料取之不盡、用之不竭,例如太陽光、水、風等等,若持續發展技術、增加綠能發電比例,就能減少能源的開銷和浪費。

綠能發電

綠能發電優缺點比較,哪種發電最好?

除了發電效率外,不同種綠能發電也有優缺點的差異 ;政府和民間在制定能源政策時也會參考環境條件、需求等選擇要執行的綠能發電方案。以下是四種綠能發電的優缺點比較:

 

綠能發電種類

優點

缺點

太陽能

  1. 太陽熱能取之不盡、用之不竭
  2. 使用過程安全零污染,是一種清潔的能源
  3. 技術成熟,發電成本逐年下降
  1. 需要有大面積建設太陽能板
  2. 受氣候、晝夜變化影響
  3. 太陽能板壽命有限
  4. 太陽能發電產生的直流電需轉換成交流電使用,過程中會有能量損耗

水力

  1. 可重複使用、轉換效率高
  2. 成本較低
  3. 可以用於產生氫氣
  1. 水源抽取、淤泥沈積和水力發電廠的建置會破壞生態
  2. 發電量較小,受降水量影響大

離岸風力

  1. 建造費用較水力、火力、核能電廠低
  2. 可以分散發電,降低大型發電設備太過集中的風險
  1. 噪音污染
  2. 對生態、地景的破壞
  3. 風的強度不穩定
  4. 需要在空曠且沒有物體的地方才能建置

生質能源與沼氣

  1. 減少對石化燃料的依賴
  2. 減少廢棄物和環境污染
  1. 回收原料後的儲存問題
  2. 轉換成電能的成本較高
  3. 發電地點受原料運輸成本限制

 

綠能發電的缺點會成為發展綠能政策的限制,例如地形平坦的國家或地區就較難發展水力發電。相反的,如果把握本身的發展潛力,就能將優點放大、缺點縮小,許多國家都藉此蓬勃發展綠能發電。

目標100%綠能供電,四個推動綠能發電國家

近年來氣候變遷越來越嚴重,重視永續發展的國家不斷研發再生能源發電技術,甚至有國家希望未來全國的電力可以完全由綠能發電供給。以下四個國家長期發展再生能源發電技術,是臺灣發展綠能發電的重要參考。

瑞典

根據《生態觀察綠能轉型網》(Eco Watch)的報導,瑞典在2016年編列了5.46億美元的綠能預算,目標在2050年變成全球第一個全綠能的國家。瑞典的綠能發電以水力發電為最大宗,同時看重太陽能的發展潛力,在國內的烏普薩拉公寓的外牆裝設太陽能板,目標打造更輕薄、發電效率更良好的太陽能電池。

葡萄牙

葡萄牙的綠能發電在2013年佔總用電量的25.7%,到了2018年3月,透過太陽能、風力、水力等再生能源,成功連續一個月供電4,812GW/小時,達成100%綠能供電。葡萄牙利用北邊的風、南邊的太陽、豐沛的雨水進行發電,讓這個人口約1000萬人的國家從歐洲二氧化碳排放量最高的國家,轉變為積極參與再生能源發電的綠色環保國家。

不丹

不丹國土面積38,000平方公里、人口僅80萬,卻致力於保護環境,國土森林覆蓋率高達70%,同時也是世界上唯一一個用憲法保障森林的國家。不丹憑藉高聳的地形,在冰山融化後利用高低落差進行水力發電,不但可以提供國內需求,也能販售給周邊國家,光是出售水力發電的電力就占不丹總出口額的32.4%。

丹麥

丹麥一向以環保、綠能聞名,目標在2050年前以再生能源全面取代化石燃料。丹麥的綠能發電主要仰賴風力發電,電容量已達4792MW,同時在3-10月陽光充足的時候仰賴太陽能發電。丹麥的綠能產業不但有驚人的出口產值,也創造了30,000個工作機會和營收高達60億歐元的公司,讓綠能發電變成一個有完整發展力、競爭力的產業。

綠能發電

創造永續綠能經濟,持續發展綠能發電政策

現代人環保意識抬頭,各國也察覺到永續發展的重要性,紛紛發展綠能發電、找尋新的能源策略。臺灣以落實再生能源佔所有能源20%為目標,在太陽光電部分,政府於105年~107年推動「太陽光電技術平台2年計畫」,協助設置太陽能設備,目標是在114年達成太陽光電累積設置20 GW的長期目標。政府希望持續推進綠能發電政策、創造永續的綠色新經濟,將臺灣打造為亞洲綠能產業的重要發展據點。

 

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