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資料時間:2020/8/12     提供者 : 周桂蘭  
 

2020年上半年美國煤炭發電量驟降30%,為歷年來最低點,天然氣為主要的發電來源,但是否能協助美國電力達成脫碳目標受到質疑


摘要

美國能源資訊署(energy Information Administration)最新資料顯示,燃煤發電自2007年達到峰值以來,自2015年開始與燃氣發電呈現黃金交叉,下跌軌跡越來越陡峭,2019年燃煤發電量跌至42年來的最低點,降幅達到16%,但是2020年上半年又破紀錄大幅下降了30%。(如附圖一所示)

附圖一、美國能源別發電量趨勢圖(1970-2019)[1]

美國燃煤發電2020年上半年又破紀錄大幅下降了30%

2020年上半年,再生能源發電量增加了5%,天然氣發電量增加了9%。(如附圖二所示)

附圖二、2020年上半年各能源別發電量增減比例[ 1]

美國2020年上半年,再生能源發電量增加了5%,天然氣發電量增加了9%

天然氣已經是美國發電的主要來源,2019年占38%,其次是煤炭(23%)、核能(20%)和再生能源(17%,不包括屋頂型太陽光電)。

自2018年初以來,美國新增了18GW的燃氣複循環發電機組,同時關閉了31GW的燃煤發電機組和2.4GW的核能電廠。

美國雖然越來越多的州企圖達成脫碳目標,以及更多的公用事業公司採用淨零排放目標,但是,天然氣發電仍是許多美國公用事業公司的首選,民眾對脫碳及淨零排放目標的長期可行性的質疑與日俱增。

公用事業公司能够以多快的速度改變對天然氣的依賴程度,取決於儲能和其新興潔淨能源科技成本下降的速度。


評析

美國有超過180GW的風力發電廠和太陽能發電廠併網供電。雖然低成本的天然氣是燃煤發電最直接的威脅,但再生能源在美國部分地區正在形成燃煤發電更為嚴重的競爭對手,尤其是德州的ERCOT電網,今年燃煤發電量下降的大部分被再生能源發電取代,而不是天然氣, 甚至2020年德州的燃氣發電量略有下降。

美國因頁岩油氣開發成功而擁有豐富的天然氣,從近年來的統計也證實燃氣發電確實已取代燃煤發電。

波特蘭電力公司總裁設定在2050年前將其排放量至少减少80%,杜克能源(Duke Energy)和南方公司(Southern Company)等公司最近設定淨零碳目標[3]。

加州僅存的最後一座核能電廠預計在2025年前關閉並尋求在2045年前達成脫碳的電力系統。加州卓越的太陽能發電機組在陽光明媚充足的時候已經滿足了大部分的需求,但太陽下山出現電力系統鴨子曲線時,即使加州具有領先的儲能市場,加州獨立系統操作營運商(California Independent System Operator ,CAISO)統計商業運行電池容量為216MW,目前容量仍無法滿足電力平滑調度未來幾年,汽車和建築電氣化的趨勢將進一步新增對電網的需求壓力[4]。

新墨西哥州2019年能源轉型法案要求2045年前實現脫碳電力。新墨西哥公用事業公司PNM希望用天然氣取代燃煤發電並採用80%的再生能源和儲能設備,承諾在2040年提前達到電力脫碳目標[5]。

2020年總統大選的民主黨候選人拜登(joebiden)呼籲到2035年美國電力供應將徹底脫碳並投資2兆美元在零碳經濟的能源轉型[2]。

台灣全國發電量結構占比趨勢如附圖三所示,我國燃煤發電占比近十年來有些微下降,2019年占比約46%,顯示燃煤發電對我國基載電力的重要性。其次是燃氣發電占比在近十年趨勢則逐年提高,至2019年的占比約33%。核能發電占比隨著核電除役時程也會逐年下降。

附圖三、台灣發電量結構占比趨勢圖(包括台電+民營電廠+自用發電)[6]

我國燃煤發電占比近十年來有些微下降,2019年占比約46%

根據台電公司的燃煤與燃氣發購電量(指台電淨發電量加上購自民營電廠的電量)占比在2020年1月出現了如美國發電結構一樣的黃金交叉,我國燃氣發電占比達到41.6%,而燃煤發電降至31.5%,如圖四所示。

附圖四、台電公司發購電量占比趨勢圖[7]

台電發購電在2020年1月出現了如美國發電結構一樣的黃金交叉

台灣能源轉型致力於維持能源、環境與經濟三方壓力的平衡發展,順應國際減煤趨勢,將燃煤發電占目標由目前(2019年)的46%調降至2025年的27%。但是,台灣能源饋乏,98%的能源需仰賴進口,没有如美國擁有豐富天然氣資源作後盾,因此,基於維持發電結構燃料來源的多元彈性,我國的燃煤發電仍應維持一定比例的發電量,以提供基載電力的穩定基礎供應。雖然台灣電力結構要達成零煤目標相當困難,或許可參考美國的電力淨零排放目標設定,建立供需結構整體性的潔淨電力百分百思維,或許是比較務實的作法。


參考資料

[1]US Coal Power Generation Plummets 30% in 2020, EIA Says. 22020/08/12., https://www.greentechmedia.com/articles/read/us-coal-generation-plunges-30-in-first-half-of-2020-eia-says?utm_medium=email&utm_source=Daily&utm_campaign=GTMDaily

[2]What the Kamala Harris VP Pick Means for Biden’s Energy and Climate Platform, 2020.08.11. https://www.greentechmedia.com/articles/read/what-the-kamala-harris-vp-pick-means-for-bidens-energy-and-climate-platform?utm_medium=email&utm_source=Solar&utm_campaign=GTMSolar

[3]Utilities at an ‘Inflection Point’: Portland General Electric CEO, 2020/08/13. https://www.greentechmedia.com/articles/read/utilities-at-an-inflection-point-portland-general-electric-ceo-maria-pope?utm_medium=email&utm_source=Solar&utm_campaign=GTMSolar

[4]Western Heat Wave Tests California’s Clean Grid Transition, 2020.08.14. https://www.greentechmedia.com/articles/read/western-heat-wave-tests-californias-clean-grid-transition?utm_medium=email&utm_source=Solar&utm_campaign=GTMSolar

[5]New Mexico Utility PNM Wanted to Replace Coal Power With Gas. The State Went All-In on Solar and Storage, 2020/08/17. https://www.greentechmedia.com/squared/the-lead/new-mexico-regulators-approve-all-solar-and-storage-as-san-juan-coal-replacement-resources?utm_medium=email&utm_source=Solar&utm_campaign=gtm2

[6]能源統計資料查詢系統。https://www.moeaboe.gov.tw/wesnq/Views/B01/wFrmB0102.aspx

[7]我國能源轉型策略與發展簡報,工研院,2020/9/17

 


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