2050擺脫石化燃料不是夢 (下)

■人類如果真的在2050年完全擺脫石化燃料會是什麼光景呢?

撰文|方程毅

本系列(上)曾提及,此項研究針對的139個國家(幾乎包含全世界所有的能源使用)在2012年的能源需求為12兆瓦(12TW),依照當今能源供應的比例,到2050年能源需求會成長至20兆瓦(20TW)。

在這20兆瓦(20TW)的能源需求當中,除了一般家用、工業用之外,很多正是因為石化燃料才獨有的消耗,包括:石油的開採、處理及運送,火力發電浪費掉的熱能。如果使用再生能源能省下開採或運送的成本,風力、太陽能都是就地取材。天然資源也沒有浪費的問題,試想火力發電,當燃燒煤礦時,這些熱能都是多產生出來的,發電裝置效率也不可能達到100%,無形中產生許多浪費;但風力或太陽能,發電效率就算再低也不會額外多產生廢熱或排放二氧化碳。因此本篇論文推估,如果2050年能夠100%使用替代能源,預估的能源需求會從20兆瓦(20TW)減到11.8兆瓦(11.84TW),需求甚至比2012年還是以石化燃料為主力的發電模式還要低。由此可知光是取代石化燃料浪費掉的能源就可以就可以抵銷未來人口增長而上漲的能源需求。

這11.8兆瓦的能源需求會是由哪些來源提供呢?根據研究團隊預測,超過55%來自我們頭上的太陽。太陽能板電廠將供應21.36%、聚光太陽能熱發電9.72%,但以上兩者需要土地,且電廠發電就需要額外建造輸電設備;因此從自家或附近屋頂發電更符合經濟效應,2050年將有14.89%來自自家屋頂;11.58%來自公部門或商業建築的屋頂太陽能板。

另一個能大量供應能源的為風力發電,2050年將會有23.52%來自陸上風力發電、13.62%來自離岸風力發電。其餘還包括4%來自水力、0.64%來自潮汐及波浪、0.67%來自地熱。

之所以希望再生能源能完全取代石化燃料正是因為再生能源產生的汙染及全球暖化,研究團隊也推估,若是2050年真的能夠100%使用替代能源,全球光是防治空汙的花費就能省下23兆美金(2013年幣值);應付全球暖化的經費也可以省下28.5兆美金。再生能源發電也可以在全球創造2430萬個工作機會(但未提及石化能源業會有多少工作消失)。除此之外,現今石化燃料皆來自特定地區,當產油國或產煤國政局不穩定時就有可能引發能源危機,而風力或太陽能的來源較為分散,不限定在某幾個特定國家,因此價格波動也相對較小。在Youtube上論文作者也簡單總結了這項研究成果,有興趣的讀者不妨點進去看看。

看了論文對於全球的預測,讀者是否很有興趣知道研究團隊怎麼預測台灣在2050年的能源供應呢?這項計畫也針對了台灣進行預測。

根據計算台灣替代能源最有潛力的一項是離岸風力發電,將佔38%,太陽能電廠將佔26.6%,地熱也佔了27.2%(見圖)。而被認為在台灣有潛力的潮汐發電則不可行。在大家一天到晚吵核電的時候,是否應該多關心一下我們替代能源的發展潛能呢?

雖然本篇論文認為2050年100%再生能源不是夢,就技術上的發展來說確實有機會,但世界無法進步的原因一向不是技術,而是政治。發展替代能源,代表有一群掌握能源命脈的石化業者將失去影響力,許多一輩子在石化業工作的一般勞工也可能永遠失去工作,在技術轉型的過程,無法習得新技術的人便很有可能落入三餐無以為繼的貧窮黑洞,整個社會要如何面對這個問題才是關鍵。

 

原始論文:Jacobson, Mark Z., Mark A. Delucchi, Zack AF Bauer, Savannah C. Goodman, William E. Chapman, Mary A. Cameron, Cedric Bozonnat et al. "100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World." Joule (2017).

參考資料:

  1. Jacobson, Mark Z., Mark A. Delucchi, Guillaume Bazouin, Zack AF Bauer, Christa C. Heavey, Emma Fisher, Sean B. Morris, Diniana JY Piekutowski, Taylor A. Vencill, and Tim W. Yeskoo. "100% clean and renewable wind, water, and sunlight (WWS) all-sector energy roadmaps for the 50 United States." Energy & Environmental Science8, no. 7 (2015): 2093-2117.
  2. Jacobson, Mark Z., Mark A. Delucchi, Mary A. Cameron, and Bethany A. Frew. "Low-cost solution to the grid reliability problem with 100% penetration of intermittent wind, water, and solar for all purposes." Proceedings of the National Academy of Sciences112, no. 49 (2015): 15060-15065.
  3. What Does ‘Utility-Scale Solar’ Really Mean?
  4. Cell Press. "How 139 countries could be powered by 100 percent wind, water, and solar energy by 2050." ScienceDaily. (accessed August 29, 2017).
  5. 聚光太陽能熱發電

--
作者:方程毅 科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

加入好友

3,335 人瀏覽過