英國再生能源小探:綠能的潛力與失落 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

英國再生能源小探:綠能的潛力與失落

建立於 2016/06/24
作者:柯妤萱

再生能源的現狀

英國的再生能源發電量在2015年時高達24.7%,榮登亞軍,其中風能以46.1%居首,生質能次之。整體發電量最大的是天然氣,煤電比例下滑許多,核電則有微幅成長。自2002年採用再生能源責任認證(ROC)制度以來,英國的再生能源發電量成長了八倍。英國對再生能源發電(不含大型水力)的投資於2015年排名全球第四,其中以投資風電為最大宗。由歷史觀之,英國選擇降低煤炭發電,以再生能源的提升補強,同時核電量也已攀過了最高點。

雖然再生能源漸增,卻很難說英國政府對綠能發展已不遺餘力。歐盟目標是在2020年讓再生能源達到最終能源消耗量的20%、在2030年達到27%。這項目標遠高於只在發電量中計算比例,因為電力只是能源的其中一種形式,而英國很可能無法達標。

若英國脫歐公投結果決定留歐,再生能源發展可能也無法達成歐盟的2020年目標。來源:Renewable energy progress report,European Commission。

再生能源與電價

過去十年來,英國電價的成長多數是基於天然氣價格的漲幅。當天然氣價格上升,以天然氣所發的電也變貴,造就了整體電價的成長。與此同時,再生能源並卻對批發電價貢獻卓著,因其燃料成本為零、邊際價格低,可讓便宜的風力取代較昂貴的其他發電廠供電,藉此壓制批發電價。基於德國的先例,英國再生能源對降低批發電價的影響力越見龐大(註1)。研究也指出,風電與太陽能一年能為英國的批發電價省下15億5千萬英鎊,且發展再生能源的回饋高於付出,利於消費者(註2)。屏除電費中的稅額不計,擁核的英國將比積極執行能源轉型的丹麥與德國付出更高的電費,無論是家戶或工業消費者。

左圖:家戶平均電價隨天然氣價格成長。來源:Domestic energy bills in 2015: The impact of variable consumption,DECC。右圖:英國(黑線)與他國的批發電價。來源:Wholesale Energy Markets in 2015,ofgem

圖片:若去除電費中的稅(other taxes & VAT),僅觀察綠色處,英國的家戶(上圖)與工業(下圖)消費者付的發電費用比丹麥與德國多。來源:歐盟

以往社會總是以均化成本(Levelised Cost of Electricity, LCOE,壽命期間內之單位發電成本)來衡量各種發電技術昂貴與否,然而全球風能協會(GWEC)在三年前提出了新的評估方式:以金錢價值為基礎,再納入社會衝擊成本、就業效應與地緣政治衝擊成本,疊加為電力社會成本(SCoE),藉以正視火電與核電對社會的傷害。由此觀之,英國再生能源的電力社會成本有望於十年內降為最低,且差距頗大。

以電力社會成本(SCoE)來看,連離岸風電的價格也能在2025年前低於火電與核電。來源:GLOBAL WIND REPORT ANNUAL MARKET UPDATE 2013,GWEC。

不過,根據英國明年實施的差價合約(CfD)電價,新核電廠的合約是92.5英鎊/千度,再生能源諸如陸上風電與太陽能約在85英鎊/千度(註3),二者的差距已拉開。離岸風電的價格雖高,在2020年前卻會跌破100英鎊/千度,亦有研究認為英國的離岸風電會於2026年前降至約85英鎊/千度,比造價不菲的欣克利角C核電廠(Hinkley Point C核電廠, 英國最大核電工程)供電來得便宜,而後者在2026年前還未完工。

左圖:離岸風電(藍線)的價格雖高,在2020年前卻會跌破100英鎊/千度,也將比天然氣(灰線)便宜。來源:OFFSHORE WIND: DELIVERING MORE FOR LESS,BVG Associates。右圖:英國的離岸風電將於2026年前降至約85英鎊/千度。來源:WindEconomics: By 2026 offshore will undercut nuclear,來源:WIND POWER MONTHLY

根據英國政府設立的碳信託(Carbon Trust)研究,就連向來昂貴的浮體式風機也能降低其發電成本,幾乎與固定式風機媲美,在2020年代低至85至95英鎊/千度。代表產業發言的歐洲風能協會也已公開表明,包含接電網的費用,歐洲離岸風電的均化成本可於2025年前低於64英鎊/千度(註4)。英國正準備於蘇格蘭興建第一個浮動風電場,預計明年底完工。

圖片:向來昂貴的浮體式風機也能降低其發電成本,媲美固定式風機。來源:Floating Offshore Wind: Market and Technology Review,Carbon Trust。

再生能源與核電

備受矚目的欣克利角C核電廠(Hinkley Point C核電廠, 英國最大核電工程)前途未卜,彭博新能源財經將這項建案比喻成猛瑪,大而無當、極端昂貴且沒有建造的必要;標準普爾(Standard & Poor's,世界金融分析機構)與穆迪(Moody’s,美國信用評級公司)皆因此案調降了建商的評等。

但英國政府對核電廠照顧有加,依然認為核電在能源組合中不可或缺。儘管研究顯示以再生能源取代核電可為消費者省下約400億英鎊(註5),且合約期間較核電短,但英國能源與氣候變遷部堅持,若欣克利角C核電廠能安全地提供60年的電力,為長達35年的核電合約付帳就對消費者有利。不過彭博新能源財經也指出,此核電廠除役將為未來世代帶來沈重負擔。

欣克利角C核電廠的電價高於一般基載能源。來源:BLOOMBERG NEW ENERGY FINANCE SUMMIT,BNEF。

英國為核電創造了友善的環境。彈性低落的核電廠難以關閉,當市場上的電量充足時仍不調降,源源不絕地供電,成為電價最「負」的技術,故能排在再生能源之前優先入網(merit order)。綠色和平認為,英國政府給予欣克利角C核電廠的龐大補貼高過一千億歐元,使核電廠方無懼於負電價與財務損失(指電量供過於求,廠方需付費請消費者用電。)高額補貼雖有助核電降低批發電價,卻形同扭曲市場,也有礙於再生能源產業。而實施CfD制度後,核電廠縱使再賠本賣電也不見血。

英國實施CfD制度後,核電的電量縱使以極低的負電價賣出也無妨。由於CfD保證核電廠的市場收入(92.5英鎊/千度),故廠方免於大量虧損。來源:Negative pricing in the GB wholesale electricity market,Baringa。

英國有超過六成的燃料自國外進口,包含核電廠所需的鈾,而選擇再生能源可讓坐擁群島的英國懷抱能源自主。核電量的未來趨勢看跌,而國際再生能源署(IRENA)認為英國的再生能源潛力可達發電量的56%,這樣的趨勢也與彭博新能源財經的估計相符(註6)。

上圖:核電量的發展趨勢看跌。來源:Beyond subsidy- How the next levy control framework can cut carbon at least cost,Green Alliance。下圖:國際再生能源署(IRENA)預期英國的再生能源潛力可達發電量的56%,不過這也是艱鉅挑戰。來源:REmap: Roadmap for a Renewable Energy Future, 2016 Edition,IRENA。

政策無常甚於再生能源

能源專家認為,相關政策能否持續是英國能源產業今年最大的挑戰(註7)。2015年時,英國再生能源政策轉向,除了削減相關補貼,突然改變保障再生能源的制度也令相關投資環境惡化,政治人物、分析師與產業界的劣評如潮。再生能源因英國選舉受到攻擊,保守黨政府推行新政也可能是出於意識形態而非證據。能源與氣候變遷部部長認為:「成本下降的能源,補貼也會降低。」此舉使再生能源廠商叫苦連天,認為政策缺乏長期規劃。為國內產業發聲的英國工業聯合會(Confederation of British Industry)也要求部長建置穩定的產業發展環境,包含發展再生能源技術。

國際能源署(IEA)的新研究指出,就算再生能源均化成本已能與傳統能源競爭,也需要穩定的政策扶持:政府對投資者發出明確的、有關電業建置的長期訊號,並著重於如何建立一個適合再生能源取得金援與擴大規模的環境(註8)。這種著眼於長遠的計畫適合英國與台灣參考。

發展再生能源的三個政策階段。再生能源於第三階段時已具成本競爭力,此後政府依然要以穩定的政策框架(policy framework)扶植之,並建立一個適合再生能源取得金援與擴大規模的環境。來源:RE-TRANSITION– Transitioning to Policy Frameworks for Cost Competitive Renewables,IEA-RETD。

再生能源已足以替英國產業穩定地供電。去年11月4日,英國國家電網曾發出電力餘額不足通知(NISM),並緊急購買電力,應變成本比前年的同一天多了不到七萬英鎊。儘管當日風力較小,但風勢早已被預測並以替代電廠上場,故英國國家電網營運部總監Cordi O’Hara回應此事件時說到,變動不定的風電是可靠的(註9)。

至於再生能源發電量增加是否會有害電力輸送呢?若電網公司具備可靠的預測技術,可事先估計出再生能源發電量並擘劃電力調度,不用擔心再生能源有害整體系統,且不會導致缺電。英國國家電網認為,毋須為連入電網的風電量設限(註10)。

再生能源的好夥伴

為了因應氣候變遷與同步發展低碳經濟,只建設再生能源發電廠仍然不夠,電力系統需要具備更優良的彈性與節能措施。英國將在全國裝設智慧電錶,每戶人家為此花費6英鎊,但智慧電錶在2030年前可為每戶省下43英鎊。全國基礎設施委員會的報告指出,若英國善用跨國電網、儲能與設法滿足電網的彈性需求,每年能省下80億英鎊。

英國基礎設施委員會的報告指出,若英國善用跨國電網、儲能與設法滿足電網的彈性需求,每年能省下80億英鎊。來源:SMART POWER,National Infrastructure Commission。

英國也已於上個世紀開放了供電與售電市場,消費者得以自由轉換供電商。英國天然氣暨電力辦公室預期智慧電錶普及後,消費者可輕鬆藉由Apps來操控用電時段與節電,電網也能善用即時數據來調控電量。

若英國脫歐公投結果決定留歐,再生能源發展可能也無法達成歐盟的2020年目標。來源:Renewable energy progress report,European Commission。

而在節能方面,英國的最終能源消耗量從十年前的高峰下墜至今,已回到了1980年代的水平。儘管工業產出量有所衰退,但能源密集度降得更多,由1970年至2014年來已下跌了71%,可見能源效益提升是英國減輕工業耗能負擔的主要推手。住宅與交通的能耗量緩漲,但政府仍未將節能政策放在首位考慮(註11),媒體與學者已提出相關忠告。

左圖:工業產出量有所衰退,但工業的能源密集度降低得更多,尤其是化學業。來源:英國能源報告右圖:工業的能耗量降得最低,但住宅的能耗量緩漲,交通的能耗量增加最多。來源:英國能源報告

結論

既然再生能源的電價持續下探,限縮其發展反倒增加英國消費者的電費負擔。在能源與氣候變化部的調查中,81%的英國人支持利用再生能源,38%支持核能,亦有七成民眾相信再生能源發展與產業有利於英國經濟(註12)。

再生能源物美價廉,還能協助島國邁向低碳與能源自主的未來。英國的政策無常是最好教訓,增加發電廠、建設智慧電網與強化系統彈性的政策也須同時並進,否則將會導致系統轉型失敗。英國既有成功經驗,也有困頓之處,全盤仿效故不足取,雅納其智慧也能協助台灣攻錯。期待台灣擁有國際化的眼光,與先進國家一同建立適合再生能源長期發展的環境。


【參考資料】

  1. Hinkley Point C核電廠與風場(Wind power & Windgas)的興建成本比較
  2. 彭博新能源財經舉出五項無需建造Hinkley Point C的理由:FIVE REASONS NOT TO BUILD HINKLEY
  3. 法國電力公司(EDF)遭標準普爾(S&P)與穆迪(Moody’s)信用評等公司降級:EDF's hybrid debt is its Achilles' heel - CEOEDF: At breaking pointUPDATE 1-S&P downgrades EDF hybrids to junk status
    Hinkley Point C核電廠的前途未卜,穆迪的分析師認為此建案令身為建商的法國電力公司(EDF)花錢如流水至少十年,已調低它的信用評等。標準普爾(S&P)在五月跟進,除了降低評等,也將EDF的混合型債券視為垃圾。EDF發行高達十億歐元的混合型債券,評等遭降如同遭到痛擊,投資人發現滿手債券皆是垃圾時將無比震撼。兩間評等公司皆看壞其前景,也都同意EDF若堅持繼續英國的新核電計畫,即會被調低評等。
  4. 英國能源與氣候變遷部堅持,若Hinkley Point C核電廠能安全地提供60年的電力,為長達35年的核電合約付帳就對消費者有利。
  5. 綠色和平認為,英國政府給予Hinkley Point C核電廠的龐大補貼高過一千億歐元,使核電廠方無懼於負電價與財務損失。

【註釋】