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資料時間:2019/6/27     提供者 : 林祥輝  
 

日本透過CO2排放的因素分解,指出減少CO2排放的2個方向,能源供應的低碳化和節約能源,並應評估生命週期的CO2排放


摘要

 

日本經濟產業省資源能源廳於2019年6月27日發表一篇宣導文章[1],主旨為在考慮減少CO2排放時要記住的2個觀點,以下摘要說明之。

 

「巴黎協定」於2016年生效後,全球正致力於減少CO2和其他溫室氣體的排放。在各國的CO2排放中,許多國家在供電和供熱等燃料燃燒上所排放的「燃料燃燒CO2」比率都很高,因此,減少CO2排放的議題需要從能源的角度來思考。

 

通常隨著經濟成長,CO2排放量也會增加。但是,我們希望可以減少CO2排放,且經濟又可以成長,以提高生活品質。因此,要如何減少CO2

 

從圖1的因素分解的恆等式,可以找出減少CO2排放的2個方向。

CO2排放量的因素分解(詳如上文所述)

圖1、CO2排放量的因素分解[1]

 

根據這個式子,「CO2排放量」被分解成「(1)單位能源消費的CO2排放量」、「(2)經濟活動的能源密集度」、「(3)人均經濟水平」和「(4)人口」。

 

因此,減少CO2排放,有必要降低(1)、(2)和(3)的值。但是,降低「(3)人均經濟水平」的值,表示要採取「減少經濟活動量」等措施,這是大家不希望看到的。因此,為確保國內生產總值(GDP)成長的同時,可以減少CO2排放,則有必要降低(1)和(2)的值,採取(1)能源供應的低碳化,例如從傳統的煤炭和石油轉換到天然氣等低碳燃料、開發再生能源等;(2)節約能源,引進高效率設備等。

 

依據日本2010年度和2017年度的燃料燃燒CO2排放、最終能源消費、實質GDP、人口總數等資料,整理如表1所示。

 

 

表1、日本燃料燃燒CO2排放等數據的增減率[2~4]

日本燃料燃燒CO2排放等數據的增減率(詳如上文所述)

 

「(1)單位能源消費的CO2排放量」增加6.8%,這是因為2011年東日本大地震後,核電機組(共54部)陸續被停機或除役,到2017年底只有5部機組恢復運轉,其電力缺口主要由CO2排放量高的火力發電填補,使得「電力排碳係數(CO2排放量/發電量)」增加,對(1)產生了影響。

 

「(2)能源密集度(能源消費/GDP)」減少15.4%,由於引進各種節能措施,例如更換為LED照明、高效率的工業用熱泵和馬達,以及推動次世代車等。

 

「(3)人均GDP」增加9.2%,雖然人口減少約1%,但實質GDP增加約8%。

 

綜合考慮這些因素,日本2017年度的CO2排放總量較2010年減少2.3%。為了促進未來進一步減少CO2排放,「能源供應的低碳化」或「電源的非化石化」,減少化石燃料使用,增加再生能源和核能發電,降低「(1)單位能源消費的CO2排放量」將是日本首要的挑戰。

 


評析

 

日本2017年度最終能源消費中,石油占48.0%、電力25.8%、煤炭10.1%、都市瓦斯8.7%、供熱7.1%、再生能源及廢棄物0.3%[2]。2017年度燃料燃燒CO2排放中,電力部分占44.4%[5]。因此,電力部門的低碳化是主要焦點之一。此外,日本政府設定2030年度零售電力業者的非化石電源要達44%以上,發電部門的電力排碳係數要降至0.37 kg-CO2/kWh (2017年度為0.519 kg-CO2/kWh)等低碳化目標。

 

觀察CO2排放的另一個重點是「生命週期CO2排放」的概念,應考慮從最初生產到最終廢棄的一系列過程中所有的CO2排放。對於發電廠來說,不僅要考慮發電運轉階段燃料燃燒的CO2排放,並且要考慮發電廠從建設到廢棄,以及燃料從開採、運送到加工,最後進行廢棄物處理的過程等所有的CO2排放。

 

日本各種發電技術的生命週期CO2排放量,如圖2所示。使用煤炭、石油和液化天然氣(LNG)等化石燃料的火力發電,其生命週期CO2排放遠高於其他電源。主要是因為這些化石燃料在燃燒時排放大量的CO2,因此在發電時CO2排放占生命週期CO2排放中很大的一部分(圖2顯示的「發電之燃料燃燒[直接]」部分)。

 

另一方面,太陽能、風力和地熱等再生能源在發電廠的建設和廢棄等過程中會造成CO2排放(圖2顯示的「其他[間接]」部分),但在發電時不排放CO2;核能發電也在製造鈾燃料和建造發電廠的過程中排放CO2,但在發電時不排放CO2

 

日本各種發電技術的生命週期CO2排放量(詳如上文所述)

圖2、日本各種發電技術的生命週期CO2排放量[6]

 

當變動性再生能源(太陽光電和風力發電)高占比時,為穩定電力系統,仍需要利用到火力發電作為「調整者」的角色。因此,減少火力發電CO2排放的對策是非常重要的,例如將化石燃料排放的「CO2」視為「資源」,進行補集、分離、回收和再利用的「碳循環技術」。為此,日本政府近期發布了「碳循環技術路線圖」[7],將有助於減少CO2排放到空氣中。

 

參照表1的整理資料,我國燃料燃燒CO2排放等數據如表2所示。相較於日本,我國經濟成長有較大幅度的增加(2017年比2010年GDP增加18.5%),使得國內能源消費、燃料燃燒CO2排放均增加。此外,我國「(1)單位能源消費的CO2排放量」增加4.7%,增加幅度低於日本(主因是火力發電填補核電缺口);「(2)能源密集度(能源消費/GDP)」減少13.9%,減少幅度低於日本。若以碳排放密集度(CO2排放量/GDP)來看,2017年比2010年減少9.8%,減幅高於日本的9.6%。

 

表2、我國燃料燃燒CO2排放等數據的增減率[8]

我國燃料燃燒CO2排放等數據的增減率(詳如上文所述)

 


參考資料

[1] 「CO2排出量」を考える上でおさえておきたい2つの視点,經濟產業省 資源能源廳,2019/6/27。

[2] 平成29年度(2017年度)エネルギー需給実績を取りまとめました(確報),經濟產業省,2019/4/12。

[3] 国民経済計算(GDP統計),內閣府。

[4] 日本統計年鑑,總務省統計局。

[5] 原子力政策の動向について,総合資源エネルギー調査会 電力・ガス事業分科会 原子力小委員会 第18回,資料3,2018/12/5。

[6] 日本における発電技術のライフサイクルCO2排出量総合評価,電力中央研究所,2016/07。

[7] 日本政府發布「碳循環技術路線圖」,提出CO2分離回收,轉換成化學品、燃料和礦物等,並設定2030年和2050年以後各種製造技術的目標,能源知識庫,2019/6/7。

[8] 中華民國106年能源統計手冊,經濟部能源局,2018/7。

 

 

 


關鍵字標籤 CO2排放 因素分解 生命週期



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