【明報專訊】新能源——尤其可再生能源——長久以來被認為只能作化石燃料的補充,但有些國家開始考慮推行「百分百的可再生能源政策」。德國300個地區宣布,希望能在2030年達到百分百使用可再生能源的目標,供應工業及現代生活所需的能源。究竟新能源能否完全取代傳統的化石燃料?
角度1﹕成本效益
相較傳統的化石燃料發電系統,新能源設備造價及發電成本昂貴,仍是未來發展需要突破的一大障礙。台灣經濟部能源局指出,當地使用再生能源的發電成本仍然偏高,除陸上風力發電成本較低外,其餘再生能源的成本都較傳統化石能源高。
《經濟學人》(The Economist)在Why is renewable energy so expensive? 一文指出,再生能源的建造成本非常昂貴,因為再生能源的電網大多遠離市區,要將電力運送到市區,導致整體成本更貴。另外,由於再生能源不能24小時全天候提供電力,太陽能、風力發電等都受制於天氣等因素,台灣網站「泛科學」〈再生能源燒錢如流水?〉一文便指出,因為再生能源本身的限制,傳統發電廠仍需在旁邊待命,到頭來成本比傳統能源更貴。
不過也有意見指出,國際上一般計算發電成本只用標準成本(levelized cost of energy)衡量經濟效益,忽略社會成本(social cost),即公共衛生、環境、污染等問題。
全國人大代表武鋼接受《中國能源報》訪問時表示,應將社會成本納入傳統能源生產成本中,因為煤、石油等不可再生能源看似便宜,卻賠上環境污染、人類健康等重大社會成本,相反看似昂貴的再生能源,如計算社會成本,不但能節約化石能源,也減輕對環境的壓力,相對較「便宜」。
角度2﹕蘊藏量
根據2011年煤炭產量和煤炭儲量比例分析,世界已探明煤炭儲量只可供開採多112年。石油屬不可再生能源,傳統石油(easy oil)蘊藏量減少是不爭事實,原油價格上升,不少國營石油企業(National Oil Company, NOC)將目標轉移到非常規(unconventional)的天然氣上,例如頁岩氣和可燃冰。
美國雖然蘊藏大量頁岩氣資源,然而美國能源信息署(EIA)2014年指出,佔美國總蘊藏量逾六成的加州蒙特利頁岩油的蘊藏量預估值比2011年的估算大減96%。事實上,即使美國宣稱自己蘊藏大量頁岩氣資源,但因為開採技術所限,仍然無法以合乎商業效益的方式開採。
至於被公認為「後石油時代」替代能源的可燃冰,使用方便、燃燒價值高和清潔無污染,加上蘊藏量豐富,被認為是替代石油、煤等常規傳統能源的首選。科學家估計,它的儲存量足夠讓人類使用1000年。而中國可開發可燃冰的凍土區總面積達215萬平方公里,估計至少有350億噸「油當量」,可滿足中國能源消耗近百年。
可再生能源方面,太陽能、風能均是取之不盡、用之不竭的能源,而且到處都有。「生物質能」則利用植物或動物的有機體發電、發熱及製造生物燃料。由於生物質中蘊藏的能量,直接或間接源於植物光合作用中所吸收的太陽能,是自然產生,可謂取之不盡。
角度3﹕產能裝置
太陽能雖不會排放污染物,但裝置必須覆蓋相當大的面積才能收集到足夠能量。台灣經濟部能源局表示,發展太陽能需要大量土地或屋頂面積,需考量屋頂、土地資源有限。為解決問題,當局正積極推動開發土地,初期以推動屋頂型設置、後期再推動土地型大規模開發,如在不利耕種之土地設置太陽能裝置。不過有部分意見認為,台灣是海島,地少人多,浪費如斯珍貴的土地發展能源科技,是本末倒置。
水能方面,建造大型水力發電項目的水壩或會影響原有河流生態,築壩蓄水會引致水位上升,把沿岸淹沒,故建造水壩通常需要遷移沿岸居民。
風能的裝置及效益受地理環境及位置影響,而風力資源豐富的地方往往遠離人口聚居的大城市,風能的輸送需要較龐大的基建設施配合。
角度4﹕污染
◆化石燃料×燃煤
2014年中國各地平均有35.9天受霧霾影響,而霧霾形成的重要原因之一,是生產能源時製造的污染。
中國現時仍然依賴傳統的化石能源,2000年至2012年,煤的消耗量漲幅達128%。但在燃燒化石燃料(fossil fuel)的過程中,會產生大量煙塵和有毒廢氣,尤其燒煤會產生二氧化碳,以及形成霧霾的PM2.5等有毒物質,污染物排放後在空氣中難以擴散,造成嚴重空氣污染,損害人類健康。
◆新能源×可燃冰
可燃冰是非常規的天然氣,「表面上」是潔淨能源,燃燒後二氧化碳排放極少,更不會排放硫及氮化物,不會產生灰燼,近乎零排放,但「可燃冰」主要埋藏於海洋和永久凍土中,開採過程有一定危險,一旦失去高壓和低溫的環境,可燃冰當中的甲烷會迅速氣化,釋放到大氣中,而甲烷是一種很強的溫室氣體,所帶來的溫室效應遠高於二氧化碳,加速全球氣候變暖,更可能帶來海洋、地質、氣候災害。
角度5﹕風險及生態影響
■開採頁岩氣致地震
頁岩氣主要採用水力壓裂法(hydraulic fracturing)技術鑽探,有可能危害當地的水資源及海洋生態。英國2011在英格蘭西北部便曾以水力壓裂法採頁岩氣,導致2.3級及1.5級輕度地震。另外,由於水力壓裂法會使甲烷和壓裂水等有害化學物質流入地下水中,污染當地自來水,影響健康。
■風力發電廠影響候鳥
台灣常有候鳥過境,若風力發電站設置於棲息地附近,即使風力機組的扇葉不致殺死飛行的鳥兒,也會影響棲息地附近的生態。不過環保組織綠色和平指出,只要建設再生能源設施時做好針對候鳥、留鳥族群形態的環境評估,問題可以避免。
■核電廠事故﹕切爾諾貝爾、福島
核能主要核燃料「鈾」在核裂變過程中會產生高放射性物質,若不慎泄漏大量核裂變物質,可以對社會、環境帶來嚴重影響,甚至禍延幾代人。
日本從1970年代起,將核能發展納入日本國策。2011年福島發生核泄漏事故,事隔4年,日本全國仍有約22.9萬人避難未能重返家鄉,災後重建工作遙遙無期。
另一宗嚴重核事故是1986年烏克蘭的切爾諾貝爾核事故。切爾諾貝爾第四號反應堆發生爆炸,散發大量高能輻射物質到大氣層,涵蓋大面積區域。事故所釋放出的輻射線劑量是廣島原子彈的400倍以上,直接受輻射塵污染的面積達20萬平方公里,逾33萬居民被迫撤離。由於核泄漏增加患癌風險,傷亡數字一直難以估算,綠色和平曾估計總傷亡人數達9.3萬;國際原子能機構(IAEA)和世界衛生組織(WHO)則估計8000人因此死於癌症,但數字被質疑低估,因國際原子能機構是推廣核能的機構。而2006年,根據法國《世界報》的報道,負責處理核污染的60萬前線人員中,已有10%去世,另有16.5萬人成為不同程度的殘疾人。
角度6﹕使用新能源的條件
■地域
不少新能源特別是可再生能源,受制於當地本身的天然資源,例如風力發電設置的地點必須風性良好(風期長、平均風速大、風力平穩)且不受遮擋,太陽能亦受氣候、晝夜及地理位置影響成效。對於一些缺少此等資源的地方,難以全面發展可再生能源。
香港可再生能源網指出,香港受制於土地供應少、風力未算強,要取代傳統發電或大規模使用可再生能源,有其局限。
■供電穩定
丹麥是目前全球風力發電比重最高的國家,在夏季白天電力需求最高時,恰巧是丹麥風力發電最多的時候,能滿足當地電力需求。然而,有意見認為可再生能源始終不夠穩定,如台灣在夏天時風力不如丹麥,風力發電機組常不能運轉,在最需要用電時卻無用武之地。
不過,綠色和平指這問題可利用智慧電網(smart grid)解決。智慧電網利用資訊及通訊科技,收集電力供應狀G,再調整電力的生產與輸配、家電及企業用戶的耗電量,以此達到節約能源。同時又能整合新能源,如風能、太陽能,以超導傳輸線減少電能的傳輸損耗,並依據需求彈性供電,提升整體電力的彈性和可靠度,甚至能在電能需求的高峰期,自動關閉非必要的電器來降低需求。