局長、副院長、理事長、還有各位的在坐的企業朋友大家好,今天是亞洲永續供應循環經濟會展 - 永續能源論壇。談到永續能源,很多人很快就會聯想到取之不完、用之不盡的再生能源。相較於一般(石油、燃煤等)傳統化石能源,風力、太陽能、地熱、水力和生質能等再生能源,可以在氣候、健康與經濟等方面為人們提供各式各樣的好處。這也是為什麼越來越多企業,選擇以增加再生能源使用,作為面對氣候保護及資源使用方面責任的新社會契約。今天讓我們以企業、綠電、新選擇為題,一起迎向台灣再生能源的新時代。
今年中南部因雨水不足,部分縣市面臨缺水的壓力,前幾天宜蘭卻突然連日暴雨。這種氣候變遷所帶來的旱澇不均在台灣逐漸成為常態!。這樣的現象已經在全球很多角落也複製同樣的場景。國際上很多國家或城市,近期都宣布氣候變遷升級為氣候緊急狀態(Climate Emergency)。這意味著未來,每一個人或是單位在面對氣候變遷時,扮演更積極關鍵的角色。這也是為什麼很多國家例如美國、歐盟、日本、韓國、新加玻都不約而同開始承諾追求達成碳中和或是氣候中和,在面對武漢肺炎所造成的經濟衝擊時,選擇以保護氣候為核心,推出新的綠色新政,刺激經濟產業。
以美國為例,美國總統當選人拜登(Joe Biden)選舉時提出「綠色新政」,承諾在2035年讓美國用風力或太陽能取代煤發電廠,達成無碳發電,並在2050年禁止化石燃料使用,讓美國成為100%採用再生能源的經濟體。推動再生能源最積極的歐洲,去年底也成承諾2050年實現氣候中和,並將這此目標納入歐洲氣候法,期望讓歐洲成為溫室氣體排放量為零的經濟體。歐洲的綠色新政(EU Green Deal),大幅提高離岸風力發電的設置目標,從2020的12GW,到2050達成300GW,提高25倍之多。日本首相菅義偉承諾日本2050年達到「碳中和」,並將發展綠能,帶動工業結構及經濟社會轉型,促進經濟成長。
目前全球2/3溫室氣體排放主要源自於能源生產與使用。我們看到美國、歐盟、日本的綠色新政都積極回應對抗氣候變的責任,選擇提高再生能源設置量、甚至百分之百使用再生能源,作為達成碳中和,保護氣候、追求國家永續發展的手段。再生能源是來自大自然的能源,例如太陽能、風力、潮汐能、地熱能、水力、生質能。相較於燃煤、燃氣發電,再生能源溫室氣體排放極低,每度電排放低於10克。這也是為什麼 多使用再生能源促進再生能源投資,可以降低溫室氣體排放,對抗氣候變遷。
過去再生能源發電成本比傳統能源高,然而隨著各國推動再生能源,再生能源逐漸大量被採用,且技術不斷精進,再生能源在特定區域已經是最便宜的能源來源。再生能源除了前述提到環境、成本上的優勢外,再生能源的發展也改變了過去傳統能源一對多的單向能源系統運作商業模式。然而隨著再生能源發電成本的降低,用戶自己發電自用的意願也逐漸增加。如此將有更多生產型消費者參與電力市場,改變傳統「一對多」的能源商業模式,成為使用者和生產者間交換所謂「多對多」的新經濟模式。這種新經濟模式,對於需要比較多能源驅動經濟活動的企業,無疑也為企業經營帶來新的思維與機會。
從再生能源的發展趨勢可以理解到,使用再生能源在氣候、健康與經濟等方面可為人們提供的好處。實務上企業使用再生能源的可以幫助企業達到溫室氣體減量目標,降低電力費用隨燃料價格波動的風險,或是溫室氣體管理的風險。而在使用再生能源的同時,也可以爭取更多人,企業經營價值觀理念的認同。也因此越來越多的企業承諾100% 使用綠能 。
RE100是承諾百分之百使用再生能源的國際環境倡議。承諾百分之百使用再生能源的理念,近年來也得到越來越多企業的認同。包含台灣的大江生醫、科毅研發、歐萊德、葡萄王 、台積電等。參加RE100企業的產品都在我們的生活的四周,當選擇這些企業的產品或是服務時,消費者也可感受到企業對於環境的關懷。Google經營雲端服務事業為例,外購電力是所造成溫室氣體排放的主因。而這外購電力的支出也是雲端服務事業很重要的營運成本。在2017年台灣完成修正電業法後,Google在台灣進行在亞洲第一次再生能源採購。如此企業可免除未來經營風險,也可以更環境友善的方式讓進入數位時代。蘋果公司在今年宣布2030年該公司業務、製造供應鏈和產品生命週期實現碳中和。資訊產品所造成的溫室氣體排放,主要來自於各種不同零部件生產時的能源消耗。因此國際綠色商品的標準,也將製造者或其供應鏈使用再生能源列為選擇性加分項目,鼓勵企業在生產過程使用再生能源。我們國家最重要的半導體企業,台積公司呼應這樣的理念。參加百分之百使用再生能的倡議,承諾追求100%使用再生能源,以實際行動支持再生能源在台灣的發展。
從前面的國內外案例,我們可以了解企業在追求永續發展的過程:首先會了解他的產品或服務實際上造成溫室氣體排放的原因及狀況,選擇合適的關鍵指標及作法,逐步落實,改善企業經營對環境的影響。目前企業可以透過自己設置再生能源設備、或外購再生能源及憑證,來宣告使用再生能源。參考國際企業作法,實際操作上,首先需設定目標,在組織內成立再生能源的專案組織,評估採取各種再生能源取得方式對企業的影響,選擇可行、有利的方式取得再生能源。
配合未來廢核減煤的發展趨勢,政府2025 再生能源推動目標,鼓勵各種再生能源的設置。為了讓企業可以採購或使用再生能源,我們國家調整電業法、再生能源發展條例也公布「再生能源憑證實施辦法」。讓企業可以在遠端設置再生能源設備發電轉供自用,或自由向再生能源發電業及售電業採購再生能源。目前國內已經有多家再生能源售電公司成立,積極參與再生能源市場。再生能源的自由交易,也達到8億度的規模。另外也完成全世界最具規模的企業再生能源採購合約(CPPA, corporate PPA)。可預期綠電及再生能源將成為半導體外的台灣經濟新支柱。
這是喜願供合國的施先生,多年前,就已經在麵包工廠屋頂鋪設的太陽能來烤吐司。施先生自設發電設備自用,不但可以節約電費,也可進一步實現施先生已以在地資源(例如小麥、能源)、達成自給自足的理想。在我手中的就是台灣本土小麥及能源所製作的再生能源吐司,味道相當不錯。
隨著再生能源的逐漸擴散,未來在我們的世界未來將會有更多的再生能源商業大樓、再生能源資訊產品、再生能源運輸或雲端服務、再生能源電動車、綠氫等等可供選擇,讓企業或個人可以感受再生能源在氣候、健康與經濟等方面為我們帶來多樣經濟環境或生活。最後,希望在坐得台灣企業或這是個人,讓我們一起進入台灣再生能源的新時代,讓台灣有機會逐步邁向100%使用再生能源,讓我們的環境更好。T-REC是經濟部編準檢驗局核發的再生能源憑證,是確保使用再生能源的依據。希望大家一起以台灣再生能源憑證,創意每個選擇,邁向永續台灣。
《自由廣場》企業·綠電·新選擇
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Saturday, December 19, 2020
Monday, February 08, 2010
次世代新能源深層地熱發電技術介紹
地熱能量源自於地球內部放射性元素衰變所釋出之能量與儲存於地核熔岩大量熱能。地熱資源總量龐大,根據估計每年傳至地球表面的熱能約有100 PW(1017W)。地熱能有不受天候影響、持續發電與不排放溫室氣體的特性,被視為本世紀重要能源。一般來說地熱能源泛指在儲存在地球地殼的熱能,地熱資源存在於地下的熱岩(Hot Rock)與被包含在碎石與細孔流體中,而這些流體多含有部份鹽溶解其中。這些流體多以液態、少部份以兩相混合的飽合液氣或過熱蒸氣的形態存在。相較於地下的化石能源,這些熱岩和流體所擁有相當龐大的能量。上古時期人們藉由地下的熱液利用地熱資源地熱於煮飯與洗澡等一般家事,直到20世紀初地熱資源則被開發用於工業與商業用途。1904年地熱的蒸氣於義大利Larderello第一次被用於產生電力,在那之後美國、紐西蘭、墨西哥、冰島與菲律賓等在21世紀初約有10,000MWe發電設備裝置量,在非電力運用方面則有100,000MWt。
在進行地熱資源評估時所在地與附近區域的天然地質和地殼構造在判別熱源的定位(深度與位置)與品質(流體化性與溫度)扮演重要的角色。一般而言在板塊邊緣(tectonic plate boundaries) 或是地質方面近期有岩漿活動或火山事件(近1百萬年)的地區其熱通量多高於正常值,這也說明為何過去這些地區例如冰島、紐西蘭、日本(板塊邊緣)、黃石公園(近期火山活動)等和地熱資源有關,而其他地區多未有考慮地熱資源的利用。在已進行開發地熱資源案例中,資源可取得性與所具有之開發潛能是用於判別是否有進行地熱資源開發的主要條件。地熱資源的取得,通常受限於鑽探能力,過去地熱資源開發多利用開採石油或天然氣的鑽探技術,開發地下的儲集層。另一個判別條件是儲集層可產出能量,對於熱液型的系統通常需要有大量的天然流體存在於高岩石滲透率與多孔性的含水層(aquifer),如此可確保此地熱資源可長期持續產出,且具開發經濟性。然而若熱液型地熱發電的系統水無法自然回補,就必需採用補注的方式維持生產率。
在確認地熱能量具開採價值後,接著是透過數個能量轉換程序將熱能從儲集層中取出。熱拮取的過程需要設計考慮當地的水文、岩性與地質特性的限制條件。一般而言所產生的熱水和蒸氣所具備的能量都被轉換成具有市場價值的產品例如電力、生產用熱或空調熱,地熱轉換成電力的過程和油、天然氣、煤發電過程相似,因為這些相似之處許多油、天然氣、煤發電設備、技術和術語也都被用於發展地熱發電,加速地熱開發技術進步,然而地熱發電仍需要許多特殊的技術例如其更高流量與操作溫度的管流技術或鑽探與鑽孔測量操作等。地熱資源依熱能存在型態或環境或開採所需技術層次,目前共分為熱液(hydrothermal)、地壓(geopressured)、熱乾岩(hot dry rock)及岩漿(magma)等四種類型,目前只有熱液資源利用已經商用化。
近年來隨著鑽探技術的進步,地熱探勘也漸往深層地熱發展。1970年代第一次石油危機Sandia首先開始研究深層地熱資源研究。地殼越深之處溫度越高,而發電設備之操作溫度約高,發電效率更佳。基於上述原因德國、澳洲、美國都針對具龐大潛能的深層地熱資源展開調查,並研究可行之開發與利用方式。美國已建構全國地下10公里之三維地溫梯度資料,德國則建構全國地下9.3公里之三維地溫梯度資料。依照美國現有深層地熱潛能推估,只需截取所有潛能2%之能量,就足已供應美國百年已上電力需求。
在進行地熱資源評估時所在地與附近區域的天然地質和地殼構造在判別熱源的定位(深度與位置)與品質(流體化性與溫度)扮演重要的角色。一般而言在板塊邊緣(tectonic plate boundaries) 或是地質方面近期有岩漿活動或火山事件(近1百萬年)的地區其熱通量多高於正常值,這也說明為何過去這些地區例如冰島、紐西蘭、日本(板塊邊緣)、黃石公園(近期火山活動)等和地熱資源有關,而其他地區多未有考慮地熱資源的利用。在已進行開發地熱資源案例中,資源可取得性與所具有之開發潛能是用於判別是否有進行地熱資源開發的主要條件。地熱資源的取得,通常受限於鑽探能力,過去地熱資源開發多利用開採石油或天然氣的鑽探技術,開發地下的儲集層。另一個判別條件是儲集層可產出能量,對於熱液型的系統通常需要有大量的天然流體存在於高岩石滲透率與多孔性的含水層(aquifer),如此可確保此地熱資源可長期持續產出,且具開發經濟性。然而若熱液型地熱發電的系統水無法自然回補,就必需採用補注的方式維持生產率。
在確認地熱能量具開採價值後,接著是透過數個能量轉換程序將熱能從儲集層中取出。熱拮取的過程需要設計考慮當地的水文、岩性與地質特性的限制條件。一般而言所產生的熱水和蒸氣所具備的能量都被轉換成具有市場價值的產品例如電力、生產用熱或空調熱,地熱轉換成電力的過程和油、天然氣、煤發電過程相似,因為這些相似之處許多油、天然氣、煤發電設備、技術和術語也都被用於發展地熱發電,加速地熱開發技術進步,然而地熱發電仍需要許多特殊的技術例如其更高流量與操作溫度的管流技術或鑽探與鑽孔測量操作等。地熱資源依熱能存在型態或環境或開採所需技術層次,目前共分為熱液(hydrothermal)、地壓(geopressured)、熱乾岩(hot dry rock)及岩漿(magma)等四種類型,目前只有熱液資源利用已經商用化。
近年來隨著鑽探技術的進步,地熱探勘也漸往深層地熱發展。1970年代第一次石油危機Sandia首先開始研究深層地熱資源研究。地殼越深之處溫度越高,而發電設備之操作溫度約高,發電效率更佳。基於上述原因德國、澳洲、美國都針對具龐大潛能的深層地熱資源展開調查,並研究可行之開發與利用方式。美國已建構全國地下10公里之三維地溫梯度資料,德國則建構全國地下9.3公里之三維地溫梯度資料。依照美國現有深層地熱潛能推估,只需截取所有潛能2%之能量,就足已供應美國百年已上電力需求。
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