09:00~10:00
寶貝摩天輪
主持人: 彭宗平
2015/07/27
0:23:10
從科技觀點,洞察台灣能源科技發展的未來!
第二期能源國家型科技計畫,有哪些成果與亮點?
台灣發展生質能的展望與策略如何?太陽能、風力發電的發展前景與困難何在?
帶領整個社會達成減碳目標,除了科技,還需要哪些條件的配合?
引言:
主持人彭宗平教授(以下簡稱彭):
歡迎您收聽《台灣的明天‧明天的台灣》,我是彭宗平。我們這一季要討論的主題是能源與環境。上個禮拜邀請到台灣大學應用力學研究所的李世光教授,他也兼任能源國家型科技計畫執行長。他來這裡跟我們說明這個計畫推動的目標,以及執行的狀況。我們知道台灣98%的能源仰賴進口,所以這個計畫的執行,跟它的成效,對台灣未來的永續發展非常重要。李教授,歡迎您。
來賓李世光執行長(以下簡稱李):各位聽眾朋友大家好,也謝謝彭教授再一次邀請我。
1. 台灣的「殼牌石油」!
彭:我們知道李教授曾經擔任國科會(目前科技部之前身)的工程處處長,也擔任過工研院的副院長,以及資策會的執行長,對台灣科技政策推行有很深的了解跟實際的經驗。上個禮拜他跟我們說明了第二期能源國家型科技計畫的內涵跟目標。今天我們要請李教授針對能源國家型計畫,繼續深入跟聽眾進一步分析,特別跟我們講一講目前的進展。
雖然這個第二期計畫是從去年開始,但是基於第一期已經有一個五年計畫,現在可說是一個延伸。在這一期,到目前有哪些情況,能夠跟我們做比較具體的說明?
李:好的。的確在第一期的五年計畫裏面,在研究團隊努力之下,推動了很多計畫,也有一定程度的成果。這一期的計畫交付到我們手上來,目標是讓這些成果真正的產業化。所以除了我們上個禮拜所談到的六個主軸之外,每個主軸也利用產學合作逐步地推動。我們也很高興,經過這一年整體的推動,把台灣在這個領域過去的成果,一步一步落實到產業界去,目前看起來是有效的。在去年一年,我們整個成果的技轉金累計就差不多超過兩億元。在各式各樣的、多項的業界技轉案裏面,有幾個相當不錯的亮點。
舉個例子來說,其中一個有名的案例是鼎唐能源科技,獲得工研院技轉的研發成果,是一個接近「無碳損」的纖維素生質丁醇的技術。簡單的講法就是,我們為了產生生質能,希望利用不同的菌種,讓農業、林業廢棄物的纖維素,變成所謂的酒精。在這個計畫裡更進一步,讓它變成所謂的丁醇(按:丁醇比酒精更適合加進汽油作為替代燃料,也是許多化學品的原料)。
相對於開採化石能源,生質能本來就是一種再生能源,排碳比較少。而這個計畫更可進一步的減碳,因為相對於傳統的生質能技術,它的整體減碳效益,也可說是從空氣當中吸碳的能力,提升了156%。這個計畫的技轉、設廠,結合技術授權、國內外市場的拓展、商業化等等,目前的規劃是希望三年內能夠有產品問世。
目前該公司規劃量產的丁醇,一公升的成本希望能夠降到新台幣二十元以下。事實上那家公司希望有一天,它能夠成為台灣的Shell Oil(殼牌石油),以這個願景來推動。它的計畫成果也得到科技界的奧斯卡獎,就是R&D 100(全球百大科技研發獎)的鼓勵,工研院也把整個團隊,包含當時執行計畫主持人、所長跟他的研究團隊都一起技轉出去,這是一個相當重要的計畫成果。
2. 生質能、光電、淨煤減碳的發展亮點
除了這個以外,我們的核能研究所,也以他們長期所做的生質材料技術,跟馬來西亞的台商合作,他們利用這個台商多餘的木料,就是合板加工剩餘的木材,經過技術轉移,能夠用這些材料產生所謂的生質燃料。我們都知道生質燃料的推動最大的成本之一是「搜集廢料」。經濟部曾經做過一個有意思的分析,如果我們不把這件事想得很清楚,隨便就在台灣建一座生質材料發電廠的話,只要一百天,就會把所有在台灣本身能夠收集到的材料都用完。所以這部分的研究工作一定需要全球化,而且跟國際的夥伴合作。剛剛那兩個案例都是這樣思考,有成果、有技轉、有國際合作,因此符合前述這個想法。
彭校長您在上個禮拜曾經問到,像固態照明這些技術,沒有繼續做研發,是不是還會有成果?其實是有的,例如永燦光電跟永嘉光電就是如此。成功大學研發的一個國內的微奈米結構技術,在去年用一千萬技轉給永燦光電,同年成立一間新公司,叫做永嘉光電。那是一個新台幣三千萬元資本的公司,專門生產軟性光罩微影技術跟它的關鍵元件,可以用於節能,這就是主要的成果之一。
此外,我們上個禮拜也提到所謂的淨煤減碳。像中鋼公司、台塑公司,就建立了二氧化碳捕獲的示範工廠。過程當中,有九件產學合作,廠商的整體投資超過三千七百萬。對於這部分的研究成果,報章雜誌有一個有意思的分析,這些廠商把捕獲的二氧化碳一部分拿去做蝦、海藻的養殖,藉著養殖,他們把產業的績效,就是產業效益,提升了好幾百倍。我在上個禮拜也跟大家分享過,全世界在儲碳,我們叫CCSU,就是carbon capture, storage and utilization(二氧化碳的捕獲、儲存與應用)這樣的思路底下,根據全球的分析,尤其是IEA(國際能源總署)更強調,不做這件事絕對沒有辦法降低地球暖化。在這個過程當中,台灣當然也需要做一些事,可是台灣地狹人稠,很難單純的做「儲碳」,也就是單純把捕獲的碳打到地底下去,對此我們做了各種嘗試,不過在台灣是相當困難的。
彭:有人在做嗎?
李:有的。我們在台灣確實嘗試這方面的研究工作,一部分現在還在思考與規劃,不過最近可能會暫時停止一些計畫。一個是所謂中油的永和山,前陣子報章雜誌也提到這件事情,居民認為將二氧化碳儲存在他們的地底下,不是一個很合理的作法,所以有些民眾溝通的程序必須再更深入的規劃與進行。另外一個討論是放在鹽水層的結構中,可是那部分的工作,雖然不像儲存在海洋中,受到國際海洋公約各種更嚴格的法規所規範,也仍舊需要處理與學習不同的國際規範與作法,因此必須做進一步的規劃和溝通,才能再推動。所以直接灌存在地質底下這個工作,目前在台灣推動得不是這麼順利,藉由這些工作的推動,我們持續在了解各種相關問題與合宜的作法。
因此除了儲存,我們還需要進一步思考其他各種作法。我剛剛提到過,中鋼跟台塑的捕碳示範工廠,不是把二氧化碳存到地底下去,而是把它用掉。在那樣的產業結構下,我們的確發現了一些重要的亮點。這就是我們台灣的嘗試,在這個領域做出進一步的努力,也跟國際上的作法有一些差異。
3. 台灣存在一些技術優勢,但發展策略為何?
彭:我想請教一下,剛剛您提到生質能領域製造丁醇,成本可以低到將來一公升二十塊錢,像這樣的一個技術,它的生產規模將來可以有相當程度的擴充嗎?另外,您剛剛提到CCSU這個部分,所謂捕碳的走向也是很重要的,但台灣在先天條件上,恐怕不太適合做這件事情。還有您提到六大主軸中心,前面的亮點其實有些涵蓋在裡頭,您怎麼評估台灣在能源科技的技術水平?跟國外比起來如何?怎麼去衡量我們的實力,訂出好的發展策略呢?
李:您問到一個很重要的問題。在技術上面,台灣因為這麼多年的努力,有一部分的科技,的確在全球是居於第一流的地位,也有一部分的科技我們還在追趕。可是更重要的,尤其像剛剛您提到的生質材料等等這方面的科技,其實關鍵在於我們有沒有足夠的「料源」。如果回顧人類在這個部分的努力,早期我們說把糧食拿來做成生質材料,後來發生很大的問題,因為變成與一般的民眾爭糧食,所以造成糧食成本的增加,巴西就是有名的例子。所以新的生質技術都是用所謂的廢料或者「非食用材料」。如果真的跟先進國家比較,以北歐為例,全世界最大的生質材料公司就是在瑞典。
彭:對。
李:非常有意思的是,瑞典到今天他們國家政策還在開發「燒木頭」的爐子,如果以我們台灣的想法,所謂燒木頭的爐子,那不是砍伐森林嗎?可是你真的去跟瑞典人談,他們說其實新的林種、新的林相,每單位時間、單位面積裡面產生的木材總體積,是遠大於舊的林相的。因此只要做好一定程度的林場開發跟儲存,還是可以達成減碳。
在發展過程當中,這些北歐的公司又發現,全世界生質材料生產最快速的地方在東南亞。所以台灣的這些技術,如果能夠跟先進國家過去的應用經驗合作,再結合東南亞這個地緣接近的區域來做,它是有希望的。換句話說,以先進的技術結合國際的力量,找到國際的場域,產生新的材料、新的能源之後,一部分能源再運回台灣,這種作法應該具有可行性。
而對於這一類的例子,我們就要去分析哪些東西可以落實,哪些技術發展之後有機會產業化,哪些技術即使我們做到最好,也沒有機會跟國際競爭……,這些就是我們在整個計畫的產業推動上,所做的各種思考。
彭:等於還是要做優先順序的排列,然後做適當的選擇。
李:是的。
4. 能源使用是一種抉擇!能源問題不能單靠科技計畫解決。
彭:您談過了目前執行中的計畫,它具體的案例跟亮點。那麼,以這樣一個計畫的執行,預期的成效如何?對台灣整個能源需求貢獻的程度有多大?
李:以能源科技計畫本身而言,希望使得我們的能源密集度(按:GDP除以排碳量),每一年以2%來提升。目標是五到十年之內可以提升能源效率5%到10%,或者是降低二氧化碳排放量5%到10%。單純以能源國家型科技計畫本身,全力以赴,配合目前的政策,大概剛好可以達成這個目標。
但這個目標跟全世界先進國家來比,還是不高的。不高的原因,我們必須從這個角度來想,就是台灣地狹人稠。以風力發電為例,雖然從各種分析來說,我們擁有很好的風場,全世界最好的前十大風場,其中八個都是我們的,可是它們的面積都很小。面積很小,就表示它所能產生的再生能源總量是不夠高的。加上台灣是個海島,所以是一個獨立電網,在這樣的結構下,我們不像某些國家可以跟它的鄰近國家合作,用電的交換來發展特定科技(按:例如再生能源發電不足時,可以跟鄰近國家買電,發電多的時候也可能賣給對方,這樣一來,再生能源的發展就會比較容易,但在台灣卻辦不到)。種種因素,都使得我們在能源科技發展過程中,面臨更困難的抉擇。
所以我們必須很誠實地說,能源國家型科技計畫只能夠做這麼多。另外更大規模產業的推動,還要靠經濟部的綠能旭昇方案。但從一個更宏觀的角度,我們必須這樣子說,能源科技或一個國家的能源使用,是一種抉擇。它是民眾、產業、政府三方攜手努力建構的。我們甚至應該說,如果我們希望像德國一樣,要求更大幅的提升再生能源比例的話,我們的電價是不是應該提升?產業的結構是否必須改進?
從1990年到今天,我們比較不客氣地說,除了在過去幾年,能源使用效率有2%逐級的改善以外,我們幾乎面臨一個問題,就是每1%的GDP成長,都伴隨著1%的二氧化碳排放。在這樣的結構下,提高能源使用效率,一直是能源國家型科技計畫嘗試努力的目標。可是只靠計畫是不夠的,我們的產業結構其實面臨同樣的衝擊。所以我們必須說,從政府、產業到民眾三方面,我們做好抉擇了嗎?科技計畫只能做這麼多,政策面、價格面都需要配合,才能有真正的效果。因此我必須再一次強調,能源使用是一種抉擇。
5. 太陽能、風電是台灣的優勢產業,我國再生能源發電目標是否太低?
彭:您剛剛也提到綠色能源旭昇方案,其實它包括好幾項,包括太陽能、風力、照明。我們在上個禮拜提到,在台灣所生產的太陽能面板,已經在國際上占了很高的比例,全球太陽能電池的比例,我們大概占了將近20%。固態照明,像LED等等,台灣也在世界上扮演舉足輕重的角色。
風力的話,包括陸上的風力,還有離岸風力。我知道離岸風力是目前你們計畫要做的事情。我們有一個計畫是要裝設一千台風機,包括離岸跟陸上的;太陽能也有所謂的百萬屋頂計畫。但是在政府的規劃中, 2030年再生能源或者替代能源的比例,大概只占我們能源需求的10%而已,感覺上這個目標好像低了一點,甚至應當說很低。比起許多自給能源不足的國家,他們對替代能源、再生能源追求的比例,實在比我們高出很多。台灣為什麼會有這樣的現象?
雖然您剛剛提到產業需要配合,能源使用的抉擇等等,這些都很重要。但台灣目前的再生能源相關產業,大都是優勢產業,為什麼我們在目標上會訂得這樣低?雖然這不完全是您的科技計畫所能回應的問題,可是以台灣的科技實力,是不是有更高的目標可以來做?或者到底有哪一些問題,是我們沒有辦法解決的,而變成訂定這樣低的一個目標?
李:好的,我們先拿太陽能來說好了。太陽能板的計畫,做面板台灣很好。可是做到模組這個部分,台灣不是全世界領先的。如果真的分析全球過去這幾年來所有太陽能板的成本降低,幾乎全部都來自於人工費用的降低,換句話講,中國大陸在這一部分大量投入乃是造成太陽能板成本降低的主因。這也是為什麼美國、歐盟提出雙反(反傾銷、反補貼)這樣的討論。所以台灣在那一部分的成本結構,是沒有辦法跟大陸競爭的。
在這樣的條件下,為什麼我們推廣百萬屋頂這種計畫呢?其實科技計畫的分析很清楚,地面型太陽能電廠的開發成本,單位電價的成本是遠低於屋頂的。可是如果從國家的角度來想,在台灣,如果我們在屋頂上設置太陽能板,絕大多數的經費來自於裝設、來自於建築師、來自於改建的成本,那一部分經費其實是用在台灣的。如果我們全部都是做地面太陽能電廠這種設計的時候,絕大多數的資金會跑到國外去,因為國外的模組比較便宜,使用者會買國外的模組回來裝設。
所以能源計畫其實非常複雜,它牽扯到經費的使用跟落實。即使我們太陽能的面板設計跟生產是全球一流的,可是我們實際上的整體模組成本,絕對不是國際上最有競爭力的,因此在發展的策略上也要調整。
至於陸域風電,面臨目前民眾的抗爭,因為擔心所謂的在地噪音的問題,所以才會產生相當多的抗爭,因此在陸域風力的發電廠,幾乎沒有剩餘什麼空間可以繼續往下開發。2030年要新設置發電量達到3GW的六百台風機,那個目標需要落實在海域上面。關於海域這方面,同樣的,目前有幾個示範場域的計畫在推動執行。在推動過程當中也發現,我們會立刻面臨以下幾個問題:就是海洋工作船的推動、生態的分析、跟民眾漁業權的相對考量,都是透過這個計畫與其它相關計畫和相關團隊逐步的嘗試解決。
目前當然我們也看到,要推動這些大型的風機,尤其是離岸風機的話,是不是能夠協助建構大型的本土風機廠商,達到70%的自製率?在經濟部跟整個計畫的推動之下,目前看起來中鋼的董事會、東元的董事會,都推動要成立這樣的公司,還有幾家比較小的民間公司也在努力做這件事情。這樣的結構其實需要產業、政府、民眾三方一體,我們的民眾也要跟政府一起思考,就是風機很好,太陽能板也很好,那放我家後院好不好?這個問題,一直是我們再生能源在推動的時候,必須思考的重要議題。
彭:是。台灣能源的選擇,還有能源政策、能源價格,需要考慮的因素很多,包括民眾、包括產業結構、包括整體社會的氛圍,都是很重要的。
李:是的。
6. 總經費1/3做節能!再生能源與環境、生態保育衝突下,節能可能成為最重要選項。
彭:台灣的永續發展,當然能源絕對是必須的。可是生活品質的提升,很重要的一點,也是要有很好的環境。這樣的一個科技計畫,對環保還有節能減碳這方面的用心如何?你們的貢獻會定在什麼地方?
李:好的。談到環保與節能減碳,我們還是回到剛剛的例子,單純用離岸風力發電來看好了。我們希望到2020年,離現在已經沒有多少年了,我們希望離岸風力能夠自產電力到21億度,這樣的話,可以減碳130萬公噸左右。這個目標已經不算非常高,可是單純以這樣的結構,它就必須要面臨我剛剛所提到的生態爭議。為什麼呢?還記得我們發生過所謂的「白海豚會不會自動轉彎」這樣一個議題,對不對?
彭:是。
李:我們如果把離岸風電廠放在台灣的西部海域,最合適的地方之一,就是白海豚洄遊的區域。我不是說白海豚不重要,這是全民的選擇。但我們需要了解,如果我們要達成離岸風力發電的目標,又要避開白海豚,就得把風機再往外海移動,而我們一旦要移出去一點距離,水深立刻會加深好幾十公尺到百公尺,它的成本就會大幅增加。一旦我們大家同時體認生態是重要的、環境是重要的,而我們的用電跟產業都是重要的,如何取捨?這部分相對的選擇,是全民、政府跟產業共同的責任,如我前面所說,能源使用是一種抉擇!
所以,這個能源國家型科技計畫往前走的時候,我們也很快的發現,相對於推動再生能源的種種困難,「節能」才是最有效的,全世界的國家大概都花1/3的經費,來做節能科技的推動。如果根據國際上這種經費投入的banchmark(基準),我們也花大概1/3經費做節能,在可預見的將來,節能科技將可能是帶來最大貢獻和最重要的選項,這件事情我們大家必須一起努力。當然我們的能源科技計畫,也已經在這方面積極推動與進行中。
彭:好。我們今天非常高興邀請到李世光教授,分享第二期能源國家型科技計畫目前執行的狀況,並分析這個計畫對未來台灣能源需求的貢獻,以及對台灣環保、節能減碳的助益。下個禮拜我們會邀請台灣綜合研究院黃宗煌副院長,來這裡跟我們說明台灣化石能源運用的狀況,以及能源的規劃。《台灣的明天‧明天的台灣》,我們下週再會。