2050能轉未來-2050淨零排放的N種可能 /黃莉婷 副研究員

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1. ©ITRI. 工業技術研究院著作 2050淨零排放的N種可能 「 能 」 轉 未 來 工業技術研究院 經濟部能源局
2. © ITRI. 工業技術研究院著作 2 我來自懂能源團隊！ 工研院綠能所 黃莉婷副研究員 lorrie.huang@itri.org.tw 政策評析規劃、能源供需模擬、講師、 工作坊、培力課程、 社會對話活動等
3. © ITRI. 工業技術研究院著作 2
4. 氣候變遷 影響著我們的生活環境 無時無刻 10 © ITRI. 工業技術研究院著作
5. 11 © ITRI. 工業技術研究院著作 減碳 刻不容緩 １９９０ ２０５０ ２０３０ ２０１０
6. 12 © ITRI. 工業技術研究院著作 全球超過130國+歐盟&臺灣宣示 2050淨零碳排
7. 15 © ITRI. 工業技術研究院著作
8. 13 © ITRI. 工業技術研究院著作 淨零 可以從能源想方法 不是生活從簡的減法 再生能源建置 使用低碳燃料 負碳技術
9. 去碳能源的技術創新 淨零轉型任務艱鉅 面向多元複雜 © ITRI. 工業技術研究院著作 是邁向2050淨零碳排的重要關鍵 14
10. 成熟技術還不足達成 2050 淨零排放，須仰賴創新 研發與投資，發展突破性新技術 IEA的潔淨能源技術指引(2020)，盤點全球既有與新 興減碳技術，合計超過 400項，其中能源供給技 術約 117 項 國際能源總署 IEA - 15 © ITRI. 工業技術研究院著作 IEA 評估全球達到淨零目標的技術減碳貢獻 2050年將近 50% 的減碳貢獻 來自於目前實驗或示範階段的創新技術 經濟活動 行為改變 成熟技術 市場應用 示範 大型原型 小型原型/實驗 資料來源：IEA(2020) 2050淨零路徑報告
11. 15 © ITRI. 工業技術研究院著作 零碳電力路徑 建築 運輸 工業 電力 負碳技術 提升建築外殼設計、 建築能效及家電能效標準 改變運輸方式，降低運 輸需求，運具電氣化 提升能效，燃料轉換， 循環經濟，創新製程 再生能源擴大，發展新能 源科技、儲能、升級電網 2030 進入示範階段 2050 進入普及階段 燃煤 (CCUS+混氨) 燃氣 (CCUS+碳中和) 核能 再生能源 氫能 60~70% 20~27% 9~12% 2040 再生能源>燃氣 2045 再生能源>50% 2025~2030 再生能源>燃媒 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
12. 太陽光電 再生能源發展主力之一，邁向淨零排放重要支柱 全球裝置數量持續穩定成長，發電成本持續下降 屋頂 水面 地面 19 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2.
13. 挑戰 地狹人稠可裝設面積有限 發電效率有待創新突破 回收再利用技術須精進 新應用形態的突破與落實 20 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2. 3. 4. 優勢 位處亞熱帶，日照充足 我國是太陽光電主要生產國 供應鏈完整 1. 2.
14. 光電建築 高速公路邊坡 (德國) 高速公路光電棚 (德國) 發展高效低碳 足跡太陽能模組 臺灣太陽光電未來發展關鍵 21 © ITRI. 工業技術研究院著作 創造新應用場域 研發高自主性技術如堆疊型太陽 能發電模組，達到提高發電效率 ，緩解面積需求 跨產業應用，創造新場域 (如太陽光電整合建築、高速公路 、路燈、穿戴裝置)
15. 風力 2050年供應全球35%電力 (IEA預估) 全球離岸風力設置量穩定成長 我國已完成二座離岸風場，約可供21.4萬戶家庭用電 22 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2. 3.
16. 優勢 台灣海峽擁有優良風場 具離岸風電發展優勢 挑戰 海洋資源競合問題， 須更多溝通與協調機制 因應離岸風場擴張， 未來將進入更深遠海域 須更多友善環境之機制 與技術 國際顧問公司4C Offshore (2021)評估 全球前50高風速風場台灣占其中23名 23 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2. 3.
17. 臺灣風力未來發展關鍵 小到大 固定到浮動 <80 m >80 m >80 m 相同風速下，受風面積越大 擷取風能越多，發電量越多 開發深水海域浮動平台與錨碇技術 深水域海域地質探查 開發浮動式離岸風場及建立產業鏈 培育相關人才及本土化研發量能 減少近岸環境爭議， 擴大離岸風電裝置容量 24 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2. 3. 4.
18. 地熱 地熱為基載的自主能源，供電穩定，不受天氣變化影響 國際間淺層地熱發電技術成熟穩定，深層地熱正在研發 與示範階段，預估2035年成熟 (美國能源部) 國內正處於淺層地熱小型商業電廠建置階段 清水淺層地熱發電廠 已於今(2021)年10月開始商轉，可供約1萬戶小家庭用電 25 © ITRI. 工業技術研究院著作 2050淨零排放的N種可能 1. 2. 3. 圖片來源：台電
19. 優勢 台灣位於環太平洋火山帶， 富含地熱能源，以大屯火 山群與宜蘭、花東等地為主 潛力區域多位於原住民族傳統領地或環境敏 感區，公眾溝通機制有待建立 初期探勘風險高，鑽井驗證成本亦高 圖片來源：「地熱好棒棒」臉書粉絲團 圖片來源：上下游 26 © ITRI. 工業技術研究院著作 挑戰 1. 2. 大屯火山區發電潛能高，耐酸蝕技術有待引 進或建立。 3.
20. 27 © ITRI. 工業技術研究院著作 2050淨零排放的N種可能 研發抗酸蝕材料及抑制結垢技術 地下地質條件有高度不確定性需設法降 低鑽井失敗風險，提高探勘成功率 國際合作導入先進技術，加速地熱開發裝 置容量 未來增加地下熱資源使用率， 擴大設置場域 臺灣地熱未來發展關鍵 1. 2. 3. 傳統到先進
21. 28 © ITRI. 工業技術研究院著作 2050淨零排放的N種可能 海洋能 海洋覆蓋地球表面積達71% 利用海水流動、溫差或鹽差所產生的能源，稱為「海洋能」 全球海洋能極具發展潛力，且不占陸上面積 1. 2. 3.
22. 22 29 © ITRI. 工業技術研究院著作 海洋能發展現況 國際間，海洋能技術尚處於示範測試階段但已超過 20個國家制定海洋能發展策略並投入技術研發 國內處於海洋能機組研發測試階段 Singapore Sentosa (2019,1) Taiwan NTOU site (2010, 300m, T/W) Lu-Dao(UC, O) Japan Niigata(UC, W/T) Saga (UC, O) Nagasaki (UC, O) Korea Jindo (UC,T/W) China Weihai (2015,300m, T/W) Zhoushan (2017, T) Zhuhai (2017, 3.0Km,W) Oregon,USA N.site (2012, 4.5Km, W) S.site (2017, 10.8Km, W) Hawaii,USA Wave.site (2015, 1Km, W) 1. 2.
23. 東部海域黑潮流速穩定及流量大 表層與深層水溫差大且常年穩定 具先天優勢 挑戰 法規、金融、產業鏈與人才 培養待建立 技術與市場尚未成熟 環境議題與離岸風電相近 需關注航道、生態與漁業權議題 國內學界、法人及部分產業已具 自主研發與測試能力 30 © ITRI. 工業技術研究院著作 優勢 1. 2. 1. 2. 3.
24. 31 © ITRI. 工業技術研究院著作 2050淨零排放的N種可能 臺灣海洋能未來發展關鍵 研發到應用 2. 克服海水鏽蝕問題 1. 研發抗颱風氣候之技術 3. 提升發電效率；降低測試及驗證成本 4. 波浪與海流須具備繫纜錨碇、電力傳輸、水下精準安裝等技術 5. 溫差須具備大管徑製造、深層水應用等技術
25. 32 © ITRI. 工業技術研究院著作 氫能是氫氣經過反應所產生的能量被視為驅 動未來能源變革的候選人之一 氫氣燃燒後產物僅為水，對環境友善因此被 視為終極潔淨能源 氫能
26. 氫能可應用於再生能源調節、工業/運輸燃料用，及替代天然氣用於供熱 國際間，日、德、韓、澳及歐盟等10個國家，已公布制定氫能發展策略 氫能發展現況 發電及儲能應用 產業燃料替代 氫能電池運具 住商燃料替代 H2 氫燃料電池使氫能可以轉化成電力 氫燃料電池結合電動馬達產生動力 氫可以與天然氣鍋爐混燒 家用瓦斯管線可混氫 33 © ITRI. 工業技術研究院著作
27. 優勢 國內具有燃料電池零組件及 系統整合能力 挑戰 基礎設施與法規仍待完備 技術仍發展中，綠氫成本相對較高 圖片來源：Alexander Kirch/Shutterstock.com 短期內無餘電可供電解製氫 氫能具備可靠、無碳、可存儲 和應用範圍廣等特色 國內氫氣短期主要來自於天然氣重組 有使用競爭及碳排爭議 34 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2. 3. 4. 1. 2.
28. 餘/灰氫到綠氫 臺灣氫能未來發展關鍵 克服產氫安全性(腐蝕、毒性洩漏) 與水資源議題 持續技術研發、提昇應用需求 產業供應鏈規模化 設計氫能進口規範 布建管線、接收站、輸儲等基礎設施 35 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2. 3. 4.
29. 生質能 國際上生質能技術發展成熟 各式燃料轉換技術(固/液/氣)應用於熱電 生產及運輸燃料 國內生質燃料主要應用於工業鍋爐及發電 或以混摻方式替代運輸燃料 圖片來源： Flickr / tomd_o_g - 新北市八里焚化廠 (每年 發電量2.5億度，約可供7萬戶家庭1年使用) 36 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2.
30. 優勢 國內生質能產業鏈已逐 步建立，技術水準具南 向發展競爭力，有輸出 案例 確保穩定的進口料源 國內料源分散，集運成本高 圖片來源：自由時報 圖片來源：農業資源與綠能趨勢網 生質能料源若未妥善利用 會造成異味及環境問題 37 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2. 3. 挑戰
31. 增加料源 建置資材供應鏈及管理機制， 開發本土農林牧業資源 建立國內料源集運系統 研發以微藻生產生質燃油技術 臺灣生質能未來發展關鍵 生質能 熱電應用 生質 航空燃油 農林牧 植物 沼氣 都市 垃圾 廚餘 微藻 完善料源進口機制與配套 38 © ITRI. 工業技術研究院著作 1. 2. 3. 4.
32. 電力系統整合及儲能也是邁向淨零碳排的關鍵一環 提升各類 電廠可控性 維持電力系統 穩定度與可靠度 需求端資源 優先導入 發電端 系統面 需求端 因應再生能源增長，透過發電預測、儲能、電網強化等自動化措施 建立電力系統靈活性，確保電力系統供電穩定 電力系統 關鍵課題 因應策略 再生能源併接需求 低負載時段棄風棄光 系統穩定度下降 電氣化趨勢下，電力需求大幅提升 消費者轉型為產消合一者 系統可調度性和 穩定能力降低 再生能源 傳統電廠 發電短時間大幅變動 氣候造成發電不確定性 43 © ITRI. 工業技術研究院著作
33. 43 © ITRI. 工業技術研究院著作 2050淨零的能源組合 儲能設備 因應再生能源特性儲備電力 因應再生能源占比提高，精進再生能源 預測技術，設置儲能系統容量 打造零碳電力能源系統為淨零轉型重點，未來在能源轉型的路上，應掌握國際前瞻技術，視不同能源特性 與臺灣地理條件優勢，靈活搭配各類能源技術與配套措施，以期能提供穩定、安全、可負擔的零碳能源 再生能源 未來主要電力供應來源 短期優先成熟技術，建置太陽光電、風 力發電；中長期扶植具本土化優勢技術 如地熱與海洋能研究 負碳技術 吸收傳統或其它排碳的發電設備碳派放 為維持電力供給穩定保留之火力發電， 將搭配負碳技術減少碳排 無(低)碳火力 配合再生能源與電網需求彈性調度 導入無碳燃料(氫/氨)混燒技術，配合再 生能源特性，與燃氣搭配作為必要的中 尖載發電
34. 能源如此重要，當面臨決策 勢必要考量多個影響層面 43 © ITRI. 工業技術研究院著作
35. 能源的決策 正是多元考量、權衡取捨 以取得最大公眾福祉的過程 圖片來源：台電公司 35 國家安全 公平 民生 經濟 43 © ITRI. 工業技術研究院著作
36. 要在不同的觀點、主張之間 找到交集 能源的選擇 是一個多目標的問題 每個人要的都不一樣 36 交集卻不是 唾手可得! 43 © ITRI. 工業技術研究院著作
37. 將難以凝聚共識、找到解決問題的方向。 當所有人無法設身處地 只堅持自身主張優先時 ? 37 B的主張 電價要便宜、供電要穩定 「不准漲電價！就是不要再生能源！」 43 © ITRI. 工業技術研究院著作
38. 38 B的主張 電價要便宜、供電要穩定 「不准漲電價！」 唯有願意納入不同觀點 接受階段性的折衷權衡 與逐步改善的空間 43 © ITRI. 工業技術研究院著作
39. 43 © ITRI. 工業技術研究院著作