新聞部專題

無核島國:校園屋頂光電走到哪?

文/饒辰書、郭晴、吳炳毅

2021年8月重啟核四、藻礁公投將至,加上5月的兩次全國性停電,臺灣社會再度掀起一波能源論戰。臺灣在無核的趨勢下,2025年太陽光電預計達20GW,臺大教授黃秉鈞卻直言「不可能達標」,地球公民也質疑教育部盤點不確實。事實上,截至4月太陽光電只達到6.12GW,教育部也聲稱已完成86%的校園建置太陽光電。

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2025 非核家園,勢在必行。

三核電廠除役在即

2018年公投第16案(俗稱以核養綠)通過,電業法第95-1條:「核能發電設備應於中華民國一百十四年以前,全部停止運轉。」因而失效,這似乎象徵民進黨政府全力衝刺的2025年非核家園目標,將因此面臨暫緩。不過根據規定,核電廠運轉執照有效期最長為40年,若需展延則應於執照有效期間屆滿前五年至十五年報請審核。行政院原子能委員會也曾於2020年7月17日於官網說明,經濟部已多次表示既有核電廠不考慮延役,也已錯過申請期限。

目前核一廠兩件機組皆已分別於2018及2019年除役;核二廠1號機將於2021年12月到期,2號機則將於2023年3月到期;核三廠1號機將於2024年7月到期,2號機則於2025年5月到期,全都錯過申請期限。因此,臺灣運轉中的核電廠都將於2025年底前除役。

至於核四廠,2014年時任行政院長江宜樺宣布封存後,台電表示重啟步驟繁雜艱辛,保守預估至少7+N年,若要趕在2025年完成重啟、開始供電完全不可能。

然而黃士修所提之「您是否同意核四啟封商轉發電?」第17案全國性公投預計於2021年8月28日投票,對此臺電認為「困難度很高,外界過於樂觀」,除了重啟的工程、經費外,核廢料也是全民需共同面對的課題。

重啟核四7+N?

  • 4年:福島安全強化工程、環評、設備重組與試運轉
  • 1年:機組啟動測試
  • 2年:原能會對各項測試之審查
  • 合約重啟困難
  • 安全儀控系統汰舊與備品取得困難
  • 地質需重新調耐震需求
  • 立法院與原能會等各項審查及建照核准等無法掌控因素

儘管電業法第95-1條廢除後,2025無核家園已無法源依據,不過實務面上2025年臺灣應無任何可繼續運轉之核電廠。2018年的行政院長賴清德回應公投結果時提到「非核家園目標不變,但取消期程」,經濟部長王美花更於2020年底受訪時表示2025年非核家園目標不變。

不過民眾又如何看待「2025非核家園」?從第16案公投結果來看,投票人數1000多萬人中,59.49%表示支持、40.51%表示反對,可粗略理解為反對2025非核家園的人多於支持。

經濟部能源局提供的資料顯示,2020年臺灣發電結構以火力82.23%居冠、核能11.24%居次、再生能源5.40%第三。其中,火力結構內包含45.03%燃煤、35.71%燃氣;再生能源中太陽光電占2.18%、風力占0.82%。另外再根據《能源轉型白皮書》,書中訂定2025臺灣發電配比目標,燃煤將從45%降至27%、燃氣從35%升至50%、再生能源則從5%升至20%。

臺灣能源下一步?

光電政策迫在眉睫

由此可知,太陽光電是替補核能的重要發展項目,計畫於2025年達成太陽光電總發電量20GW目標,最初規劃屋頂型目標為3GW、地面型17GW。2016年經濟部提出「太陽光電2年推動計畫」,預計在2018年6月前達成1.52GW的目標(實際成果約為1.78GW)。

2019年底經濟部再度提出「109年太陽光電6.5GW達標計畫」,預計於2020年完成太陽光電累積發電量達6.5GW(實際成果約為6.08,分別為屋頂4GW、地面2GW)。此外2019年由於屋頂型提前達標,因此修正為屋頂型6GW、地面型14GW;並於2021年初再度調整,將屋頂型提升為8GW、地面型調降為12GW。

能源局指出,臺灣目前能源發展目標為減少燃煤、增加燃氣,並提升太陽光電為主的再生能源比例,臺電說明未來將透過「建立太陽能預測系統」、「發展智慧電網」、「發展儲能」等措施解決現今再生能源發電問題。

補充小檔案

延伸閱讀:黃士修說「過度仰賴天燃氣發電會引發斷電危機」是真的嗎?

以核養綠公投發起人黃士修曾引用美國彭博BNEF的預測,過度仰賴天然氣發電將導致國家能源安全極度脆弱,因為天然氣安全存量只有7天,若未來有一半都仰賴天然氣,則每年夏季颱風一來,運輸船無法靠港就會有斷電危機。臺電則回應,為確保天燃氣穩定供應,已規劃擴增接收站及輸儲設備,並分散天然氣進口來源及提升安全存量,分散進口國也能增闢運輸路線,強化安全。臺電進一步說明:「中東氣源之進口占比於4年間由47%減為29%,另天然氣進口國已自2015年11國增至2019年包括美國在內的16國(全球LNG出口國僅21國)。儲槽容積將由現行至少15天,至2027年提升到至少24天;安全存量由現行至少7天,至2027年提升到至少14天。」

為何是「屋頂光電」?

富含潛力的再生能源

根據臺電「再生能源發電購量結構」資料顯示,2019年(含)以前水力發電都是再生能源發電主力,不過2020年太陽能(43.6%)首度超過水力(21.8%)成為再生能源發電量冠軍。

太陽光電可初步分為「屋頂型」「地面型」,設置在既有的建築物上稱為「屋頂型光電」,如住宅、公寓、學校校舍、商辦大樓、工廠廠房等;反之,非屋頂型光電設備皆屬「地面型光電」,兩者因設置上遭遇的困境不同,因而在目標設定中有極大差異。

地面光電曾引起社會各界的質疑,甚至有數起抗爭案例,例如臺南將軍光電計畫,計畫區域內為水鳥棲地,有多種瀕危鳥類會在當地過冬,且此區已被認定為生態高敏感區;另還有台東知本光電案,該地為具重要生態價值的溼地,同時也是原民部落的傳統領域,環團點出選址不當、未落實公民參與等爭議,並發起萬人連署。

2025 非核家園

大家怎麼看光電?

地面型光電爭議仍大

相對屋頂型光電而言,地面型光電雖面積、規模較大,不過,將面臨到更多的生態問題。舉例來說,臺南將軍光電計畫就從引發野鳥保育團體、學者的關注;臺東知本則因選址位於溼地,而引起環團、民眾的注意。

博愛樓

地球公民基金會

地球公民基金會仍對目前行政院的屋頂光電目標提出質疑,應積極透過聯合招租型式輔導,解決部分屋頂因屋頂面積小,而沒有廠商願意裝設的問題。

行政院經濟部

日前,行政院經濟部已將屋頂型光電調整為 8GW,並指出屋頂型已是最優先推動的次序。能源局也強調,該目標十分有挑戰性,短期內不會調整目標。

民間團體地球公民基金會因看中屋頂光電對環境危害較小,積極向大眾宣導屋頂光電的優勢、呼籲政府修改政策。地球公民於2020年10月22日與立委洪申翰、陳椒華及其他民間團體串聯召開「全力衝刺屋頂光電,行政院別再擺爛」記者會,針對2025屋頂光電設置目標對行政院各部會提出他們的評估結果並提出訴求。

地球公民鄧宇佑表示「地面型爭議多、屋頂型成本高」,屋頂型的成本還包括溝通及時間成本,不過他認為這些可藉由推動相關政策解決,例如屋頂面積小、成本效益不高導致廠商沒意願投入,便可透過「聯合招租」創造規模經濟,解決問題。

針對民間團體的質疑,經濟部回應「屋頂型已是太陽光電最優先推動的次序」,總統蔡英文也在2021年初接見相關產業公會時提到「屋頂型光電是最優先往前走的」,能源局也回應屋頂型訂定為8GW已相當有挑戰,近期不考慮再調整。

另個潛力可能?

大學作為光電政策的發軔

「校園」也可能是未來的重點推動場域,支持校園屋頂光電的鄧宇佑說,大學校地廣大,建築物屋頂建置太陽能板的預估發電量可觀;且學校本身就是用電大戶,有義務推動能源轉型、使用綠能;最後大學作為教育場域,對內可進行產學合作、技術開發,對外則可以達成教育大眾、履行大學社會責任(USR)的目的。

臺大機械系終身特聘教授黃秉鈞認為,住商屋頂過於零碎且易受鄰近建築物遮蔽,實際效益不大,而大學校園可克服此問題,他也強調在大學建置太陽能主要是為了研究用途,因為在培養技術、人才、資源的同時,都需要教育和誘因,剛好在大學校園裡都可以實現。他說,建置太陽能假設能省下100萬的電費,但對學校來說重點也不是100萬,而是「將未來科技放到教育現場直接測試的價值」。

技術與人才培養

挹注校務基金

有效運用空間

教育社會大眾

大學社會責任

眾聲喧嘩

校園中的屋頂光電

2020年7月立委洪申翰主持兩場公聽會,會中教育部報告目前全臺206間國立大學與高中已完成共86%的太陽能光電標租,其中國立大學佔87%、高中職佔85%,至於還未標租的原因多半是偏遠或是流標。洪申翰於會後表示,教育部等5部會應重新盤點設置太陽光電之裝置容量目標與潛力。

針對教育部的報告,地球公民基金會蔡卉荀認為盤點不夠確實,教育部僅報告設置的學校數量與比例,而蔡中岳則指出教育部盤點時一間學校只要有一棟裝設光電板即列入有達成,與整體可做面積有差異。太陽光電發電系統商業同業公會蔡宗融表示光電球場的光電躉購費率僅有6%,且部分學校要求業者要一併處理球場畫線、水泥、籃球架、照明設備等,恐難促使業者投資。此外,高雄愛樹人莊傑任強調,教育部針對樹蔭因遮蔽光電板而被斷頭的問題,應在環社檢核時做相關評估,避免此類事件重演。

綜合上述內容,可知目前教育部轄下單位設置太陽光電設備時,有下列三大問題:

一、低估大專校院設置太陽光電之潛力
二、教育部消極處理非國立學校之太陽光電量能盤點
三、業者建置太陽光電時會遭遇的各類問題

大學現況

大學屋頂光電全面衝刺?

環團仍對設置潛力有所質疑

能源局光電組的廖士煒指出後來經教育部持續盤點,國立學校光電容量應能從預計的128.9MW增加到150MW,且截至2021年4月底已達成118MW。不過榮獲「屋頂光電績優國立學校」特優的東華大學,2020年已設置3.4MW,且預估仍有5.6MW潛力,屆時光是東華大學就可達到9MW的總量,地球公民的鄧宇佑認為由東華大學的例子可知,教育部仍低估大專校院的設置潛力。

除前段提到屋頂型光電的發展潛力外,鄧宇佑也舉近期不斷爭論的「大學商品化」問題為例,地面型光電在校園內不太可行,然而屋頂卻是可以善用的空間,如裝設後可以將屋頂改造成提供討論報告的空間,或是裝設於既有的車棚上,都可以創造新的效益。他認為,大學不只是象牙塔,更對周圍環境具有示範效果,針對私立學校自主性較高的困境,鄧宇佑強調不論公私立大學皆為具備公共性的非營利組織,仍有擔負起社會責任的義務。

校園個案

國立東華大學

扭轉日照頹勢,逆勢獲校園特優

雖花蓮縣日照時間全國排名倒數第三,不過,國立東華大學近年致力於推動校園屋頂型光電,於 2020 年已達 3.4MW ,預估仍有 5.6MW 潛力,同時,也結合校內材料系與光電系的教學,榮獲「屋頂光電績優國立學校」特優的殊榮。(圖片提供/國立東華大學總務處)

黃秉鈞認為藉由推動節能與太陽能的確可以達成非核家園,甚至是「零能」。他表示,先推動電器汰舊換新來節能,再來是利用自用型太陽能供應建築電力,最後發展儲能技術打破再生能源間歇性的特質,就可以達到「零耗能建築」。
黃秉鈞
臺灣大學終身特聘教授

至於中、小學因缺乏光電設置規模,所以過去較少廠商願意投入,加上並非直接管轄,教育部也較為消極。不過能源局廖士煒說,教育部已經著手介入輔導縣、市政府處理潛力點,主要採取「聯合招租」模式,將不同學校的屋頂組合成較具規模的面積統一發包,提高光電業者意願。根據能源局統計,全臺共3984所國中、小學截至2021年4月底已完成215MV的太陽光電發電量,預計5月即可完成272MV的總設置目標。

另外,太陽光電也可能是2022年「班班有冷氣」的解方。根據經濟部能源局統計,屆時將增設約18.4萬台冷氣,一年預估耗費2.6億度電,不過光電組廖士煒解釋,技術面上台電持續協助學校克服,至於電費,若根據地方國中小光電板可產生的發電量來看,預計一年可發3億度電,可負荷冷氣所需用電量。

設置面積成關鍵

臺師大採用 PV-ESCO 模式

PV-ESCO模式
PV-ESCO模式是由民眾出借屋頂,屋主可以享有租金收入及售電分潤,設備成本與售電收入則都由廠商負責,可選擇全額或部分躉購,合約期大都長達20年。

設置面積的多寡也是影響業者進場的重要關鍵,據公視報導統計,高中(含)以下校園平均校地面積約在2萬至5萬平方公尺,但是大專校院的平均校地面積超過30萬平方公尺,較不會遇到廠商意願低落的情形。另外根據環保署網站,新竹縣「共計40所中小學屋頂設置太陽能光電系統,設置容量有20.00KW至262.08KW不等」,不過國立臺灣師範大學目前光是兩棟建築物的屋頂光電面積就可產生325KW(瓩)。

臺師大表示,因應國家能源轉型及「再生能源發展條例」修正公布,在教育部協助及建議下,使用PV-ESCO(太陽光電能源技術服務業)模式建置屋頂光電,該模式只需租借屋頂、不必編列預算,還能獲得分潤,並且對室內有隔熱降溫的效果。此外,針對大樓屋頂老舊的漏水問題,臺師大也於招標合約中明載光電廠商需保障及處理相關問題,因此廠商先架設鐵皮波浪屋頂,再將太陽能板架設於上,也強化阻絕輻射熱的效果。

臺師大圖書館校區屋頂光電/照片提供:臺師大總務處

延伸閱讀:綠電賣掉比自用賺錢!什麼原因讓台積電也搶著要買綠電?

《再生能源發展條例》第12條第3款規定,電力用戶的契約容量在一定容量以上者,應自行或提供場所設置一定裝置容量以上之再生能源發電設備、儲能設備或購買一定額度之再生能源電力及憑證;未依前開規定辦理者,應向主管機關繳納代金,專作再生能源發展之用。教育部也於2019年發函至各級學校表示,該部已成立太陽光電發電設備分區諮詢團隊,協助學校以PV-ESCO模式儘速利用閒置空間建置太陽光電,以符合法規。

為推廣綠電,臺灣目前綠電躉購價格幾乎都優於普通電價,造成與其自用不如都先賣掉的情況,引發效率不彰、圖利廠商的質疑。未來綠電需求也將遽增,如台積電就預計在2030年底有25%的廠房都使用綠電,2050年更要達成100%的目標,不過國內綠電不足,目前恐怕全部供給台積電也不夠。

無核島國,接下來該怎麼辦?

加速校園光電、減少技術管理與時間管理問題

截至2021年4月,臺灣的太陽能總發電量已達6.12GW,距離2025年目標的20GW僅剩近3年半,卻還有一半以上的差距,臺大機械系終身特聘教授黃秉鈞就直言「不太可能達標」。

《再生能源發展條例》修訂通過後,綠電需求因而提升,黃秉鈞指出因為光電合約長達20年,許多工廠根本無法預測自身20年後的發展,導致態度保守。反觀校園較無時限壓力且面積廣大,設置太陽能板除了可以提供遮陽、防漏水、散熱等功能,還可以增加收入再回頭投資教育事業,如東華大學表示他們每年獲得的綠電回饋金高達215萬。

此外,「2023班班有冷氣」上路後,校園用電增加是事實,如何兼顧環保、永續及人權,太陽光電或許是目前校園用電的解套。至於如何促進校園裝設太陽光電的意願?東華大學營繕組長邱翊承指出,目前教育部對各校的節電率已有嚴格要求,因此若能將綠能發電一併納入考量,應該能有效提升各校意願。

 

2021年5月13日因高雄興達電廠匯流排故障,造成全臺進入分區輪流停電,時間長達近5個半小時;不到一個星期,5月17日臺灣再次進入緊急分區停電,臺電表示是由於夜間尖峰負載超乎預期所致,各大媒體都將這兩次停電指向「臺灣就是缺電」。不過資深出版業者郝明義有不同看法,他認為有三種原因都會造成缺電:電廠不足的結構性、調節大眾用電的時間管理性、操作錯誤或設備故障的技術管理性。他指出「臺灣沒有結構性缺電的問題」,513停電就是技術管理性問題、517則是時間管理性問題,因此他認為解決臺灣電力問題不是增建或擴建電廠,而是如何解決後兩類問題。

 

專家觀點

不太可能達標?

黃秉鈞:節電比創能更重要,再生是節能的工具

再從校園光電擴展洞察臺灣整體的能源政策,黃秉鈞主張「節電比創能更重要,再生是節能的工具」,他認為住商部門節能最脆弱、卻也最容易推動,他舉例:「住家電力用戶1200萬戶,約安裝3000萬台冷氣,依汰舊換新速度推估使用中冷氣十年以上約2000萬台。若以最新變頻冷氣省電50%計算,更新1000萬台可節省5000MW(一台省500W×1000萬台),核四也僅有2700MW。另外空調照明約佔全國用電26%,若節電一半約13%,就可以補足退役的核能缺口11-12%,加速汰舊才是重點。」

他也分享臺大機械系辦公室的經驗,約50坪、屋齡超過30年的建築原本每天用電約81度,在更新冷氣與LED照明後節電55%、窗戶貼隔熱紙節電約5%、將15台桌電換成筆電節電10%,光汰舊換新就節電70%,另外建置自用型屋頂光電後節電約20%,總節電90%,每天耗電降至8.2度。

黃秉鈞認為臺灣過去一直在思考如何「創能」來滿足漸大的用電需求,不過卻忽略隨技術演進,「節能」也能帶來可觀效益,可說是變相創能。他也強調,再生能源在儲能設備成熟前都屬間歇性能源,應該將它視為節能設備而非創能設備。

 

臺大機械系系辦公室/照片提供:黃秉鈞

未來展望

臺灣能源政策展望

提升行政溝通層級,化被動為積極

地球公民鄧宇佑不反對政府現今的能源政策,「但是不夠細緻、目光不夠遠」。當綠電利益無法被適當分配、申請手續與法規繁雜時,動能就會不足,而當只是把盤點責任分配給各機關,將因為不是主要業務或推動辦公室權力不足,造成盤點難以落實推動。

鄧宇佑建議應該參考「數位發展部」的方法,提升推動太陽光電單位的層級,並將態度從被動轉為主動,由政府主動進行社會溝通,協助有意裝設、卻因為政策或法規因素而做罷的人。針對本身就隸屬於民間團體的地球公民,鄧宇佑說他們只能持續監督、蒐集意見,透過召開記者會或向政府倡議、施壓,成為推動的力量。

照片/饒辰書

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採訪編輯:饒辰書、郭晴、吳炳毅
照片拍攝:饒辰書
網頁建置:吳炳毅
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