能源知識庫

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。

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]

「(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。

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]

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。