能源知識庫

摘要

(一)   日本太陽光發電協會(JPEA)於2017年7月3日發布「日本太陽光電展望2050」報告[1]，依據國內外的市場動向和政策，總結太陽光電產業2050年的願景，日本應導入200GW的太陽光電(PV)，期對實現國內2050年溫室氣體減量80%的目標做出貢獻。該報告指出這不是最終目標，只是邁向未來脫碳、永續發展社會中的一個目標點。JPEA預估日本PV到2050年的累計運轉量如圖1所示，圖2則顯示各年度的設置量。

圖1、日本太陽光電(PV)預估到2050年的累計運轉量[1]

圖2、日本太陽光電(PV)預估到2050年的年度設置量[1]

(二)   日本於2012年開始實施固定價格買取(FIT)制度，由於PV的躉購價格優惠且設置時間短，促使申請的設置量急遽增加，也導致許多取得認可後未運轉的案件，於是2016年修改FIT法，實施新的事業認定制度，對於未在期限內運轉的案件，將予以撤銷認可。此外，電力系統自由化改革(2016年度起電力零售全面自由化，2020年度起輸配電部門的法律分離)將促進跨區電力系統運用需求(併網)的增加，以及推動跨區電力連線容量增強的長期計畫。2040年以後，分散式電源將更蓬勃的發展。圖2顯示這些政策措施對PV設置量的影響。另一方面，為達成2050年溫室氣體減量80%的目標，零碳排放的電源須達90%以上，因此必須採取提高非化石電源比率、能源使用的轉換(電氣化)、社會變革(節能、高效率)等措施，其中PV設備導入量200GW為最低要求。

(三)   該報告提出2050年PV累積運轉容量可以達成200GW的依據：

1.          技術觀點

(1)       許多再生能源先進國家或地區的變動性電源的年均消費比率超過40%，若採取相關對策，有可能超過50%。假設日本導入PV 200GW、風力75GW，自然變動性電源占電力消費約為30%~35%。

(2)       PV系統的發展將從單體發電模式，轉型至以PV為主的複合式商業模式，例如結合蓄電池、電動車、燃料電池系統等新服務模式。圖3顯示PV系統的進化，太陽光電系統第4代(PV System 4.0)，將可獨立或併網的自由操作，讓電力系統容易整合，並利用人工智慧(AI)等，有助於電力系統的供需調整和穩定性，若解決大量導入問題，將可創造新的價值。

圖3、太陽光電(PV)系統的進化[1]

2.          經濟觀點

(1)       目前PV設置需要政策補助，但隨著系統成本下降，達到市電同價後，期待不再需要補助的自立導入。

3.          綜合觀點

(1)       未來能源領域的趨勢(4D+E)：去碳化(De-carbonization)(巴黎協定)、緩和管制(Deregulation)(電力自由化)、分散化(De-centralization)(分散式能源普及)、數位化(Digitalization)(物聯網IoT、AI技術利用、即時化)、電氣化(Electrification)(運輸部門、熱利用等)，將成為PV加速普及的推動力。

(2)       電力供應的去碳化、熱利用的電氣化、運輸部門的電氣化，將提高對再生能源電力的需求。

(四)   該報告預估到2050年的PV發展，將貢獻出總發電量的18%、排放減量12.3%、減少化石燃料消費所造成的財富流出約2.6兆日元(2015年度實質GDP為517兆日元)等效益，如表1所示。

表1、日本太陽光電(PV)發展的預估效益[1]

評析

(一)   日本在FIT制度下，截至2017年2月，日本PV導入量為32.9GW、認定量達83.1GW[2]；日本歷年的PV導入量，如圖4所示。此外，日本2030年度的電源結構目標中，太陽光電導入目標為64GW，風力發電為10GW。該報告則對2030年的PV導入目標提高至100GW，顯然比2030年度電源結構目標的設定值高出36GW。

圖4、日本太陽光電(PV)累計設備導入量[1]

(二)   該報告點出實現2050年PV願景的最大技術開發之一為虛擬電廠(VPP)技術，其涉及分散式變動型PV的相關技術。此外，推動微電網、智慧電網、智慧社區等，也多是以PV為主的社會基礎設施，進而促進太陽光電產業的發展。

(三)   我國太陽光電的發展目標是逐步推動地面型大規模開發，優化環境，擴大應用，以達2025年太陽光電屋頂型3GW、地面型17GW，累計設置20GW。對於未來長期發展目標規劃，可參考日本太陽光發電協會(JPEA)的規劃，並考量我國的發展環境限制。

參考資料

[1]       JPEA PV OUTLOOK 2050—太陽光発電2050 年の黎明，日本太陽光發電協會（JPEA），2017/7/3。

[2]       日本再生能源網