隨著氣候變遷加劇,各國積極推動能源轉型與綠能科技發展。透過創新技術、政策引導、智慧能源管理與區域合作,提升能源效率、降低碳排,打造永續智慧城市,重塑全球能源版圖。
隨著全球氣候變遷情況日益嚴峻,各國皆已迫在眉睫,開始積極尋找低碳與永續發展新解方,並全力投入能源轉型。傳統石化燃料雖然長期支撐全球產業與經濟發展,卻導致溫室氣體排放、環境汙染與資源枯竭等問題。因此綠色能源(Green Energy)與創新智慧科技結合,已成為各國推動能源轉型與未來產業發展關鍵方向。
風能領航 丹麥擴大離岸風電投資
根據聯合國「綠色經濟計畫」(Green Economy Initiative)建議,若每年以GDP的1.25%投入能源效率與再生能源,將可使全球初級能源使用在2020年減少約9%,至2050年約可減少50%。而依據國際能源總署(The International Energy Agency,簡稱IEA)調查統計,全球能源需求在未來20年將持續增長,由各國設定的「碳中和(Net Zero)」目標也將加速促進能源產業創新發展,像是太陽能、風能與氫能等綠色能源技術不斷突破,加上智慧電網(Smart Grid)、人工智慧(AI)能源管理系統與儲能技術飛速發展,將大幅提升能源利用效率,朝智慧化邁進。
在全球同步邁向淨零碳排必然趨勢下,部分先進國家率先實施綠能政策並取得顯著成效。例如:丹麥、德國與澳大利亞等,透過創新技術與積極政策來推動綠能產業智慧轉型,並為全球政府與產業提供重要參考模式。這些國家的成功,主要是來自於政策引導、技術創新與社會積極參與等關鍵因素。
丹麥是全球風能發展領導者,早在1970年代便已開始啟動能源轉型,其在離岸風電領域更是處於領先發展地位。至2024年風能已占丹麥總電力生產的約50%,並計劃將在2030年前達到100%再生能源發電。憑藉著豐富的風能資源、穩定的政策支持及先進的技術,丹麥成為全球風電產業重鎮,也吸引為數不少國際能源企業如TotalEnergies和Ørsted進行大規模投資。丹麥的離岸風電項目,凸顯離岸風能在未來能源結構核心地位。這些項目不僅有助於實現區域能源結構綠色轉型,還將進一步推動歐洲能源安全與減碳排目標落實。
根據丹麥氣候能源部及財經新聞媒體於2025年1月31日的報導,針對丹麥離岸風電、氫能發展面臨挑戰,丹麥氣候、能源與公用事業部長Lars Aagaard宣布,丹麥政府將擴大對離岸風電與氫能領域的投資,以因應全球能源轉型挑戰,並加速丹麥綠色轉型。該項計畫將重啟丹麥大規模離岸風電項目,並為綠色氫能開創新商機。
由於丹麥政府考量缺乏國家補助難以吸引競標者,因此將重啟大型離岸風電計畫,推動2至3GW 離岸風電標案,並將提供更有吸引力的條件,包括提供國家補助與更靈活的競標條件,以吸引更多投資者參與。
在綠氫方面,丹麥政府仍致力建設從丹麥至德國的氫氣運輸管道,但將採取分階段策略,計劃投入數十億丹麥克朗(約1億4,520萬美元), 加快建設氫能輸送基礎設施。丹麥政府提供 75億丹麥克朗(約10 億8,941 萬美元)貸款擔保,並在未來30年內將補貼約80億丹麥克朗(約11億6,204萬美元),以確保項目能順利運作推動。
大舉挹資 德國打造氫氣核心網路
德國從1990年代起開始推動能源轉型政策(Energiewende),目標是逐步淘汰核能與化石燃料及發展再生能源。德國政府計劃在2030年將可再生能源發電比例提高至80%以上,主要是透過增加風能和太陽能裝機容量,以實現減少對煤炭發電的依賴。也計劃在2038年前逐步淘汰煤炭發電,並在2045年達到「碳中和」目標。然而再生能源的間歇性特質對於電網穩定性構成挑戰。為達到平衡供需,德國需再擴大儲能設施如鋰電池和抽水蓄能電站,以儲存過剩的再生能源,在需求高峰時釋放,以平衡電網負載。此外,智慧電網技術應用也至關重要,透過即時數據分析與人工智慧(AI)技術,動態調整電力供應, 以優化能源分配。
為促使能源轉型,德國將投資200億歐元建造近1萬公里長的氫氣網路。氫氣核心網路包括未來氫運輸與進口基礎設施最重要線路。該計畫預定持續到2032年,且各類項目可在2037年前獲得資助,以減輕業者融資負擔。
雖然德國政府大力推動儲能技術、智慧電網與氫能發展,但再生能源的波動性,使其在短期內仍難以擔當穩定電力供應的重任。從中長期來看,綠氫的國內產能也還無法填補能源缺口,因此仍需依賴進口能源,無疑加劇製造業能源供應的不確定性及推高能源價格,進而干擾產業投資布局。
打造強韌電網 澳洲邁向全方位能源轉型
地廣人稀日照充足的澳洲,是全球太陽能板安裝率最高的國家,目前每3戶家庭,就有1戶裝設太陽能板發電。為發展澳洲本土的太陽光電供應鏈,澳洲政府宣布研擬「太陽能射日計畫」(Solar Sunshot),提撥10億澳元(約6億3,000萬美元)協助國內太陽能板生產,以扶持再生能源發展。根據澳洲能源市場調度中心(Australian Energy Market Operator,簡稱AEMO)於2023年6月發布的整合系統規畫(Integrated System Plan,簡稱ISP),澳洲未來25年能源發展,主要目標包括逐步淘汰燃煤發電廠及大規模發展再生能源與儲能輸電建設等,以實現「電力路徑淨零藍圖」。
目前澳洲正陸續關閉燃煤發電廠,預計將在2040年前全數完成關閉。此外,也將大幅增加再生能源裝置容量,包括電網級太陽光電和風電,以及分散型太陽光電。預計至2050年電網級再生能源將成長6倍,從目前的21GW增加到127GW;分散型太陽光電將成長4倍,從21GW 增加到86GW。天然氣發電裝置容量也將從目前的11.5GW 增加到15GW,以補足再生能源的間歇性,成為穩定的備用電力。
為因應再生能源大幅發展,澳洲的儲能系統容量預計將在2050年從目前的3GW 增加到49GW,成長近16倍。儲能發展與再生能源、輸電網路建設相結合,以確保電力供應的可靠性。由於澳洲國土廣闊,因此為完善全國電網建設,必須在2050年前逐步布建近1萬公里的輸電線路,以順利供輸電源及打造強韌電網,朝全方位能源轉型邁進。
鎖定高階技術 臺灣建立綠能供應鏈
臺灣是高度依賴進口能源國家, 約有98%能源仰賴進口,為確保能源自主性並減少碳排,臺灣政府積極推動綠能轉型,以風能、太陽能、氫能與智慧電網等技術為核心,邁向2050年淨零排放目標。近年臺灣在綠能發展取得顯著成績,例如:離岸風電技術突破、太陽能發電量大幅成長及綠能供應鏈逐步建立。
行政院於2016年10月通過「綠能科技產業創新推動方案」,而肩負臺灣綠能產業發展使命的「沙崙智慧綠能科學城」則在2019年底由「綠能科技示範場域」率先正式啟用。為臺灣躋身亞洲綠能高階技術研發及測試驗證中心,奠定產業發展核心基石。
臺灣擁有充足日照資源,適合發展太陽能光電(Photovoltaic,簡稱PV)。臺灣政府透過補助與法規鬆綁,鼓勵工廠、住宅、學校安裝太陽能板,並利用漁電共生及農電共生模式發展地面型太陽能,預期於2025年達到20GW太陽能發電容量。臺灣還擁有世界級的離岸風場,至2023年底風力發電裝置容量已突破8GW,預計至2025年達到15GW。氫能與儲能技術則是未來能源轉型重要關鍵,目前仍以藍氫(天然氣製氫)為主,未來則將發展綠氫(再生能源製氫)。台灣電力公司正推動智慧電網與儲能系統,目標2025年建置590MW儲能設備,以提升電網穩定性。
臺灣的電網仍以集中式火力發電為主,待再生能源併網後,需加強智慧電網管理以確保供電穩定。臺灣產業對於智慧電網與能源管理系統應用仍處於初步階段,未來必需加強人工智慧技術與數據分析在能源領域的應用。
確保本土競爭力 印度課徵高關稅
能源轉型對於各國的意義不盡相同,尤其是發展中國家,長期面臨能源短缺、電力基礎設施不足與能源不穩定供應等挑戰。依據國際能源署(IEA)調查報告,全球仍約有7億7,500萬人無法獲得穩定電力供應,其中大多數分布在撒哈拉以南非洲、南亞與東南亞地區。因此發展中國家亟需尋求永續且可負擔的能源解決方案,以促進經濟發展、改善當地民生並提升人民生活品質。
目前占全球人口近20%的印度,有近3億人每天僅靠著1.25美元過生活,貧窮與經濟成長都離不開能源,該國面臨的能源問題亦反映出許多發展中國家窘境。長期以來印度一直苦於應付現代能源不足問題,被稱為「生質燃料」的非商業能源,包括木材、農業和動物排放廢料,是印度逾半人口的燃料。在商業能源方面,印度的總能源超過50%倚賴煤炭、石油占比約為30%,但約有85%石油倚靠進口、天然氣占比則為6%,遠低於全球平均的25%。現代再生能源僅占總能源的3%,至於核能則僅占比1%。
印度總理Modi於2014年出任總理時,面臨一系列阻礙產業發展能源問題。Modi政府聚焦能源發展並視其為經濟成長重要引擎。為推動能源改革,Modi於2015年在新德里召開全國能源峰會(Urja Sangam),提出一系列指導能源發展原則,包括取用、效率、永續性、能源安全及後來補充的能源正義等。他也提出調整「機構機制」,以提高能源運用積極性和靈活性。印度政府還嘗試改革財政、監管價格體系,並鼓勵本土和跨國企業,對石油與天然氣上游的生產和投資,同時開放新的探勘領域。Modi 政府也制定雄心勃勃的再生能源目標,對進口太陽能板課徵高關稅,以確保印度製造太陽能板在市場具有競爭力。
策略氣候基金 協助低收國家發展再生能源
其他發展中國家像是在撒哈拉以南非洲,約有43%的人口無法獲得足夠電力,許多地區甚至每天僅能享有幾小時的供電量。在南亞與東南亞地區,部分國家如孟加拉、緬甸與印尼的農村地區,居民往往倚賴昂貴且汙染嚴重的燃油發電機、柴火與煤炭來獲取能源,不僅成本高昂且空氣汙染嚴重。
依據International Energy Agency(2023b) 報告指出,潔淨能源投資快速成長額並非平均地分布在各個國家或部門, 亦即部分經濟體尚無法因應這個全球投資趨勢。原因在於石化燃料短期投報率較高,相較潔淨能源的高額前期支出,發展中國家不易在短期內放棄石化燃料。此外,2022年太陽能光電組件價格相較2021年增加約20%,已開發國家較能藉由完善的融資體制發展綠能相關產業。
目前新興和發展中經濟體或國家,潔淨能源投資亦受到許多面向影響與阻礙,如印度、巴西和中東地區部分國家,對於再生能源的投資受到 利率上升、政策與市場現況不明確、電網基礎設施薄弱、公共事業財政緊張及投資成本高昂等因素,國際社會仍需投入許多資金與工作,才能協助低收入經濟體推動潔淨能源產業發展。
由策略氣候基金(Strategic Climate Fund,簡稱SCF)資助的「擴大再生能源計畫」(Scaling Up Renewable Energy Program,簡稱SREP),主要協助全球再生能源發展方案部署,並期盼協助低收國家發展再生能源市場。SREP旨在幫助貧窮國家促進能源轉型、變革,並追求低碳的未來路徑,期盼增加國家人民整體能源獲取,解決許多開發中國家偏鄉地區難以取得中央政府配電窘況,並促進經濟增長、減少石化燃料依賴與盡可能減少溫室氣體排放。
許多低收入國家經SREP遴選為試行點而受益,例如:衣索比亞只有2% 農村地區可使用電力,甚至全國也只有23%的家戶能夠獲得電網配電。根據專家指出,衣索比亞具備水力、地熱與太陽能等發電潛力,可透過融資與監管來發展。其中水庫型水力發電即可達到10GW的容量,產生的電力規模還可輸送至鄰近國家,但面臨的挑戰為輸電線路需升級與擴建。衣索比亞政府目標至2025年,能有65%的人口實現併網服務並邁向「碳中和」。
儘管面臨諸多挑戰,綠能技術在發展中國家的應用也已展現強大潛力,並逐步改善當地人民生活。像是微電網(Microgrid)與分散式發電網(Distributed Generation)技術,能夠快速為無電地區提供可靠電力,特別適用於人口密度低的農村地區。例如:孟加拉透過太陽能家庭系統(Solar Home System,簡稱SHS)計畫,成功為超過600萬戶家庭提供太陽能電力,讓約2,000萬人獲得穩定照明與電力供應,解決農村地區電力不足的問題。印度政府推出農民能源安全與發展計畫(PM-KUSUM),為農民提供補助,安裝太陽能水泵以取代柴油水泵。聯合國也與非洲政府合作,在無電區域建置太陽能學校與太陽能醫療診所,提供照明、電腦與基本醫療設備用電。
跨境合作 共享可再生能源
隨著全球一致邁向碳中和(Net Zero)目標,許多先進國家正積極透過城市規劃與社區合作及推動地方性綠能解決方案。藉由智慧城市能源管理系統、區域性可再生能源合作、社區微電網與能源共享等策略,這些國家正逐步降低碳排與提高能源效率,打造永續發展智慧城市。
智慧城市透過能源管理系統(SEMS),運用物聯網(IoT)、人工智慧(AI)與大數據分析,即時監控與優化城市能源使用,提高能源效率與降低碳排。主要功能包括:
●智慧電網(Smart Grid):透過AI自動調配能源供需及提高電網穩定性。
●智慧建築管理(Building Energy Management System,簡稱BEMS):減少建築用電浪費,如智慧照明、自動調溫、再生能源併網等。
●智慧交通與電動車充電管理(EV Charging Management):透過動態電價與V2G技術,降低高峰用電壓力並促進綠能車普及。
像是新加坡政府即透過「智慧國家2025(Smart Nation 2025)計畫」推動智慧電網、綠建築及區域能源管理系統(District Cooling System,簡稱DCS)等智慧能源管理方案。目前已展現的成果有2022 年星國智慧電表普及率達95%,有效降低用電浪費。此外,星國政府也預計在2030年前提高太陽能供電量至2GW,約占全國電力需求的5%。
先進國家也透過區域合作,共享可再生能源資源,如風能、太陽能與水力發電,以降低單一城市的能源依賴與提升能源安全。從國際間區域電網的發展來看,目前最為成熟且成功的案例為歐盟的區域電網。歐洲電力系統是世界最大的互聯電網,超過400條互聯線路,由歐洲電力傳輸系統營運商網路(ENTSO-E)協調管理,代表36個國家40家電力傳輸系統營運商,主要任務是確保互聯歐洲電力系統安全與運作,同時促進再生能源整合和電力市場發展。
亞洲最具代表性的區域電網則是東協電網(APG),最早於1997年提出,目的為促進東南亞各國的電力互聯互通,以滿足電力增長需求,推動再生能源發展。18個互聯計畫至今僅完成9個,完成率僅50%,跨境輸電容量約7.7GW,目標於2040年達到17.6GW。現行唯一透過東協電網在運作的多邊電力協議,是串連寮國、泰國、馬來西亞、新加坡的「電力整合計畫(Power Integration Project,簡稱LTMS-PIP)」。
環保協定 碳交易市場啟動
隨著氣候變遷對於全球環境與經濟衝擊加劇,國際社會陸續簽署多項環保協定,以加速全球能源轉型及促進綠能技術發展。其中《巴黎協定》(Paris Agreement)為當前最具影響力的國際環保協定,明確要求各國採取行動,控制全球升溫幅度在1.5度至2度以內,並要求196個締約國承諾減少碳排放,並於2050年前實現淨零排放。《巴黎協定》第六條允許各國建立碳市場(Carbon Market),透過碳交易機制(Cap-and-Trade), 提高高碳排企業成本,並鼓勵企業投資綠能與節能技術。目前歐盟碳交易市場(EU ETS)為全球最大碳交易市場、中國大陸全國碳交易市場(CCER)則已於2021年啟動。
環保協定也促成技術轉移(Technology Transfer)與跨國合作,特別是發展中國家能夠獲得資源與技術援助,以加快綠能技術的應用。例如:聯合國清潔發展機制(CDM):鼓勵先進國家投資開發中國家綠能項目;全球環境基金(GEF):為新興經濟體提供資金,應用於可再生能源技術研發與應用。這些機制協助技術較落後的國家加速綠能轉型,促成全球能源技術共享。
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