端看日本2012年起始的FIT制度,儘管加快了再生能源的發展,許多巨型太陽能發電廠在剛開始的幾年間飛速擴增,但隨著山坡地濫用與環境問題浮現,已有上百個地方自治體自訂條例限制太陽能於山坡地的開設。
隨著第26屆聯合國氣候變遷大會(COP26)結束,在新一波的綠電及減碳承諾驅動下,日本如何在當下的太陽能困境中,找到符合全國經濟能源供應,減少二氧化碳排放,又可以不利用山坡地架設大量太陽能板,達到節能減碳的目標呢?
山坡利用問題頻繁 太陽能設置減緩
日本太陽能發電裝置量最大的一年為2013年,之後逐年下滑,今年僅剩少部分廠商有意願設置大型的太陽能發電裝置。觀察其中原因,除了居民的抗爭、層出不窮的衍生災害,便是地方自治體回應國家綠能發展政策,在法律許可內設立相關條例與嚴格的審查措施,限制山坡地上架設太陽能板的浮濫現象。
以條例內容區分,共可分為四類。
1. 規範條例 :
(1)規劃特定保護區域、限制區域,非行政首長同意不能設立。
(2)事業單位避開上述區域,向行政首長申請設置並取得同意。
(3)簽訂協議契約:上述兩項不單只是經過同意即可,事業單位還需行政主導單位需簽訂契約,完成環境影響的評估,並隨時接受行政單位的指導及監督。
(4)廢棄物處理
2. 開發計畫提出時的相關條例
義務化事業單位在開發前,須取得周遭居民的同意,並且完整地將資訊分享給當地民眾,以減緩當地民眾疑慮及設置後風險。
3. 利用現存政策進行限制
以現有的條例及法令,如環境保護、景觀保護等緣由,限制太陽能場址的設立。
4. 環境影響評估條例
不同的自治體有不同嚴格程度的環境影響評估審查條例,以設置面積或裝置發電量區分,使事業單位必須滿足環境影響的審查後,才能設立太陽能發電場址。
由於上述種種條例的逐漸成形,行政手續的繁雜加上取得許可的困難度大增,大規模的太陽能電廠設置越發困難,隨著地方自治條例的越顯嚴格,太陽能設置量急遽地減少。
FIT時代的結束,FIP時代的來臨
明(2022)年4月日本即將終止FIT制度,改以FIP(Feed-in Premium)依據市場浮動價格再追加補助金的模式取代,以期許電力市場自行調整價格。
FIT是透過日本政府規定的價格,以訂定年契約的方式持續購入再生能源廠商生產的電力,其資金來源就是全民繳納的再生能源稅,時至2021年,每度電費最多繳納3.36日圓,平均每戶每年需多繳納1萬476日圓。歸功於FIT制度,日本目前已經設置1億700萬瓩的再生能源,而實際運轉的設備達到7040萬瓩,此理想發電量約為台灣日常用電量的兩倍之多,為台積電用電量的20倍以上。
由於不同都道縣府的環境不同,所選擇的再生能源發展項目不完全相似,如地熱資源豐富的大分縣就是以地熱為主,主為風力資源的秋田縣等,以及常見的太陽能搭配生質燃料。
日本電力構成與311地震後的影響
風力及太陽能會隨著氣候日照等因素改變發電量,稱為變動型再生能源(Variable renewable energy, VRE),而如水力、升值發電、地熱等就為恆常性的再生能源。當太陽能或風力產量過剩時,須依靠產能抑制裝置限制其電量,而當夜間或是風力不足時,儲備的基載電力就須按照VRE的變動立即產出電量,以保證電力的穩定供給。
以九州地區(約與台灣同等面積)的電力資料為例,電力公司會事先評估再生能源的發電效率,以控制基載電力(火力、核能)的生產量,當發現天氣不佳沒辦法產生足夠太陽能時,立即增加火力發電的能量供給,相對地,當日照狀況良好風力充足時,火力即減少發電量,另當風力或太陽能超出電網負載時,需利用電量抑制設備以控制發電量。台積電即將於九州的熊本縣設置生產據點,穩定的電力供應或許也是他們設置的考量要因。
日本原本是依靠火力及核能的國家,在經歷地震及福島事件後,全國的核能發電量急劇下降,而為了因應能源缺口,火力化石燃料發電成為最急迫的首選。但是當FIT迅速導入彌補電力缺口後,火力發電量也逐漸下滑,來到了十年來的最低點。
理想上,當再生能源逐漸增加,火力的基載電量就可以隨之降低,但在實際發電運作上,火力發電廠仍需要有足夠的發電機組及足夠投料量才能運作,以備即時的電力需求。目前為了改善此問題,九州電力選擇逐步增加LNG天然氣機組,以更靈活的發電方式替換成本逐漸增加的煤炭。
太陽能的快速導入,引發了眾多的環境隱患及居民反彈,但是在總體國家能源尺度上,太陽能是實質的改善了日本的能源結構,減少了核能的依賴及火力發電的需求。在太陽能架設逐步減緩的同時,替代化石燃料的基載發電以保證全國的用電安全,即成為更重要的目標,解決方式除了廣設儲電設備以支援變動型再生能源,提振林業以發展森林生質能源——不受氣象因素影響的生質能源發電,也就成為替代火力發電的主要來源。
增加林業生質能源,替換基載火力發電
目前台灣的基載電力為火力、核能為大宗,在核能式微下,火力發電廠的重要性漸增,但也導致空氣品質的下降。而主要發展的綠電又是以變動型再生能源為主,地熱及水力發電僅佔台灣綠能的19.99%。如果要提升基載電力,發展林業以增進生質能源的使用,可使台灣減少對化石燃料的依賴,同時又不影響台灣用電安全。
以日本為例,水力加上生質燃料的總發電量,占了再生能源的一半以上,在某些月份甚至還高於光電與風電的供電量。其中生質燃料幾乎不會隨著月份有大幅改變,表明了穩定的林業並用於發電,也是綠色能源重要的一環。
台灣目前在核能逐步退役下,綠能最大宗仍只限於太陽能及風力發電,但在環境疑慮未解、可設置場址逐漸減少之下,勢必需要以不同渠道取得再生能源。然而,台灣的主管機關是否有有能力及魄力推動水力發電的機組、重啟林業、增加森林生質能源發電及相關補助政策,將是對台灣2030年階段性減碳目標的重要考驗。