日趨完整的100%再生能源轉型藍圖

Tony Yen
Tony Yen
Apr 26 · 5 min read

愛爾蘭和英國不斷精進電力系統,以早日讓電力系統得以容納100%再生能源發電量在線上,是其他地域能源轉型中期將可借鑑的重大革新;芬蘭和德國共組研究團隊、耗時4年半做出的100%再生能源轉型路徑研究,則指引了這個必然的轉型最終會是如何。種種跡象顯示,100%再生能源才是人類最合理、最可行的最終發展目標。


在4月的前三個禮拜,我有幸回到台灣,向一些有興趣的大學和研究所同學分享世界能源轉型的現況。這些最新的學術研究、實務經驗,和島內喧囂塵上、對核能各種不切實際的空想言論相比,有巨大的差異,肯定也帶給不少聽眾巨大的衝擊。尤其在演講過程時分享澳洲能源轉型學者Simon Holmes的名言「還在講基載的人落後當前電力系統變遷至少十年」,遠遠甩開了島內許多仍舊死抱20世紀電力調度教條的擁核人士。

圖片出處:https://twitter.com/simonahac/status/1044361967425572864

世界能源轉型的進程當然不因島內不斷阻撓的擁核人士遭到停滯。愛爾蘭的電網很久以前就準備要在2020年容納75%的可預測變動型再生能源,英國人則說他們的電力系統在2025年能容納100%再生能源
(注:這裡說的2020年75%、2025年100%指的是兩個島國在一年某些時段可能會達成的里程碑,並非全年平均值。愛爾蘭和英國並沒有和歐陸電網同步,處理極短期電力穩定度的問題上,和台灣相若,必須高度仰賴境內的彈性資源。)

愛爾蘭的風力發電佔比在2018年已經到28%,許多時候已經能完全支應國內用電需求

唱衰能源轉型的核煤打手常常喜歡質疑可預測變動型再生能源沒辦法當同步發電機、沒辦法提供慣性、電力系統無法應對各種變動極快的頻率擾動,所以綠能滲透率一定不能超過某個比例N。殊不知隨著世界各地對於調度再生能源的經驗日益成熟,這個N值從20年前的2%、5%,一路上升到10%、20%、50%,現在終於來到100%。

再生能源當然可以提供新型態的合成慣性、增進電力系統穩定性;而整個系統本身也可以利用新的快速頻率反應(Fast Frequency Response)服務、保留同步補償器(synchronous condenser)等方式,讓再生能源衝破一道又一道過去被認為不可能克服的障礙。

隨著各個島嶼電網開始經歷到國際能源總署的「可變型再生能源併網六階段」的中後期(也就是開始跨過系統極短期穩定度障礙的階段),我們對於最終達成全年度電力需求、能源需求100%由再生能源供應的討論,也開始進入能源轉型後期的部門耦合(Sector Coupling)、季節性儲能等等觀念;學術團隊針對這些後期觀念的先進研究,則讓我們一窺轉型過程和最終樣貌。

芬蘭LUT大學和德國Energy Watch智庫合組的研究團隊,耗時四年半,終於在日前發表了重量級研究《Global Energy System Based on 100% Renewable Energy》;跑了細緻的逐時系統模型的他們,提供世界各地域達到100%再生能源供應能源需求的轉型路徑藍圖。
(我的忠實讀者可以留意,這樣高時空解析度的系統性研究,正是我上一篇文章提到的,當前100%研究中比較新的發展領域。)

芬蘭和德國共組的研究團隊指出,在2050年時的用電、供熱、運輸、海水淡化等等能源需求,都可以全由再生能源供應,且均化發電成本將和今日化石燃料為主的電力系統相若,甚至略低一些。
芬蘭和德國共組的研究團隊指出,100%再生能源的能源系統不僅將是零碳排,也能替能源部門創造出比現今化石燃料為主的系統更多的就業機會

研究報告開宗明義便指出:能源轉型不是科技可行性或經濟合理性、而是政治意志(是否足夠)的問題(The energy transition is not a question of technical feasibility or economic viability, but one of political will.。這也是綠能正在起飛的當前,我們面對台灣能源議題應有的認知與態度:不必靠核能的能源轉型,我們一定做得到!

Jeremy Leggett‏ 對此一研究之簡介

(本文原載於媽媽監督核電廠聯盟粉專上)

能源轉型文摘

這系列文章收錄各種能源轉型最新的學術研究、新聞或文章。

Tony Yen

Written by

Tony Yen

A Taiwanese student who studies in the master program of Renewable Energy Engineering and Management in University of Freiburg.

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