林清富︰增電節能 政府勿被台電綁架

自由時報 – 2013年3月18日 上午6:10

記者鄒景雯/專訪

馬政府說再生能源的發展不佳,台灣廢核必須再等四十年,台大光電所所長林清富受訪指出,政府必須下定決心,每年要增加若干比率的再生能源,若一年增加○.五%到一%,十年就有五%到十%。國外預估二○一五年太陽能發電即可達到有利潤。若做好增電與節能,到核電完全除役時,台灣並不會缺電。

2055年廢核論 江院長不專業

問:行政院長江宜樺在立法院報告非核最遲在二○五五年達成,你有何看法?

林清富:我不知道二○五五年的非核目標是根據什麼資料?江宜樺院長本人沒有專業知識作為判斷,這不能怪他,因為他不在這個專業領域,但他的幕僚應該具備政策專業。我不知道這是誰提供給他的資訊,廢核的時程並不需要這麼久,例如太陽能發電的價格這些年降得非常多,據國外的預估,整體來說,二○一五年太陽能發電即可達到有利潤,現在美國加州已經有利潤了。

問:經濟部也說再生能源的發展還不成熟,無法替代核電缺口?

林:再生能源的選項,除了水力已是非常成熟的技術之外,嚴格來說,其他技術都尚未成熟,連核能都不算成熟。核能要算成熟,必須包括處理核廢料,不能丟給別人,當地就必須能夠處理。核廢料的處理在光電技術上也有機會,但要花費的工夫非常非常大。核能是在核廢料尚未完成處理技術就推出的能源,同理,政府若要求其他能源技術必須與水力一樣成熟才推出,顯然標準就不太一樣。

再生能源有幾個部分,我比較熟悉的是太陽能,因為在這個領域已有一段時間,稍微了解一些真實的數據。有人認為太陽能效率還不夠好,能源的效率頂多就是百分之百,根據熱力學與相關物理的原理,推估太陽能效率極限大約是八十%,目前最好的技術可以做到四十四%,已超過極限的一半,說這效率不夠好,實在說不過去。例如,車子的速度距離光速的物理極限非常遙遠,我們不也照樣在用?所以效率不是關鍵。

太陽能成本 每年快速下降

太陽能真正的關鍵在成本。要做到四十四%的效率,成本非常高,目前多數用在外太空。電廠用的太陽能成本,包括系統、模組與逆變器(inverter)三部分,這些年成本降得非常快。拿模組成本來說,經濟學人去年報導,一九七七年,大約是第一次石油危機的年代,當時每瓦要七十多美元,今年預估每瓦○.七四美元,其進步非常的大。按照這趨勢,很快就降到○.五美元,不需要到二○五五年就會非常低了。

當全世界的太陽能電池產能擴增一倍,其成本會降為八十%,稱為Swanson effect。太陽能未來可擴張的範疇非常大,所以Swanson effect可以維持很多年。這產能可以擴增非常大的原因是能源的需求非常大,比電子大很多。舉例來說,石油業最大的是埃克森美孚,它有四千多億美元的營業額,電子業最大是英特爾,約五百多億美元,差距將近十倍。這只是一家的比較,整個產業的差距更大。

模組之外,目前系統成本從每瓦二美元多到五美元都有,可能與品質和安裝的規模有關,一般來說,愈小規模愈貴,三美元左右的大概是大電廠。就我所知現在最多的大約在每瓦三到四美元之間。另根據美國能源部的資料,二○○四年系統成本為每瓦八美元,當初估計二○一○年三塊多美元,與現況差不多,它預估二○一六年大約二.二美元左右,並期待未來十年內低到每瓦一美元,所以每瓦二美元的目標只要現在加以push,就有可能做得到。

發電成本也和太陽光強度有關,從太陽光強度分布來看,我們比德國和日本都好,所以更值得使用太陽能。新北市的平均日照是三.三小時,金門、嘉義是三.七小時,屏東恆春四.七小時,台東也有四.一小時。如果系統的成本是三美元,從台北地區以日照三小時計算,成本大約是一度四元台幣,如果是台灣南部的四小時,大約三元台幣,如果是恆春,日照四.七小時,不到二.六元台幣,已經比現在的民生用電便宜了。成本在未來幾年會再降,若到二美元時,前述成本再乘三分之二,在恆春,每度電成本將不到台幣兩元,所以蓋電廠是可以賺錢的。

綠能彈性大 先蓋好先發電

問:但這還牽涉到建廠時間的問題,狀況又是如何?

林:太陽能廠與核電廠不一樣。核電廠是建好了一次用上來,供電增加十%,建不好就是零;太陽能廠的好處是規模大小可以掌控,不必一次蓋很大,可以逐年蓋,先蓋好的部分就先發電,可以一年增加一點,若苗頭不對,也可以局部喊停或再改善,而時機很好時,可以立刻做更多,比核能更好規劃與鋪設。比較而言,核電的賭博是很大的,太陽能每次的小投資,更讓人放心,所以我不太理解台電究竟是如何思考這件事情的?如果規劃太陽能一年增加一%供電,十年就是十%,而核四也蓋了超過十年,如果政府,包括國民黨與民進黨,當初都立定太陽能一年要增加一%的政策,現在已經到位了。

百萬戶屋頂 可供發電11%

問:太陽能廠需要多少土地?可以發多少電?

林:以目前技術,如果做好安裝與維護,商業矽太陽能電廠的效率可達十五%,所以每平方公尺可有一五○W的功率。若平均日照為四小時,則一年可產生一五○W×四×三六五=二一九kWh,也就是二一九度。一平方公里一年可產生二一九×一○○○○○○=二一九M(kWh),也就是兩億一千九百萬度電。台灣目前所需電力大概是二千億度左右,如果太陽能要發一%的電,是廿億度,約需十平方公里。若是一○○平方公里,一年可發電二一九億度電,那就占了台灣目前總發電量的十一%。

土地在哪裡?台灣有很多沙岸,離海事實上有些距離,若只用一部分的五○○公里,寬二○○公尺,就可有一○○平方公里。西岸的淺海區(廿公尺深海域),也有上千平方公里,藉由填海造陸,是另一個不會影響耕地的方式,或是廢耕無法種植的土地等,這些地方又可以和風力做雙重使用,不會互相干擾,因為風車是架高在上面,不會影響太陽能板,也不會被太陽能板影響。

又或者是,以住家每戶屋頂一○○平方公尺(卅坪)計算,一○○萬戶可有一○○平方公里。或是在高速公路沿線路旁或中間分隔道架設,兩條縱向高速道路,可提供的面積大約是三五○公里(縱向)×十公尺×二條=七平方公里,可發約十五億度(平均日照四小時)或十一億度電(平均日照三小時),是台北一○一用電量的十多倍。如果再把所有公路都算進來,那就更多了,台灣公路總長約四萬公里,就算兩邊路旁各只安裝一公尺寬太陽能板,則面積為四萬公里×二公尺(兩邊)=八十平方公里。而省道部分,路旁可安裝更寬的太陽能板,所以全部面積會更大,就算用較低日照二.五小時計算,也可發電超過一○○億度,比台灣總用電量的五%還多。現在再生能源若扣除水力發電,大約只占零點幾趴,單從太陽能就能大大提高再生能源比率。

改善照明設備 可省電80%

問:所以最大的關鍵在政策導向,你對政府有何建議?

林:政府的影響確實非常大,如果十幾年前,我們就跟德國一樣,要求再生能源的占比要增加多少,就算是○.一%,十多年下來累積也有一點多趴,遠比現在高,這個趴數又可以隨技術的進步逐漸增加,所以要做到十%,只要設定達成目標的時程,台灣應該不難做到。如果現在開始設定每年增一%,到核電完全除役時,並不會缺電。而風力發電,目前政府的專注度也不夠,我聽說西岸的一些風車已經沒有在轉了,因為沒有做好維護。

我期待政府下定決心,每年要增加若干比率的再生能源,好好利用太陽能、風力。現在就要把政策定下去並切實執行,不只是規劃而已。至於一年要增加多少占比?或許○.五%到一%之間是可行的,那麼十年就有五%到十%,太陽能成本已經接近目前電價的時間點了,五年內一定可以比目前電價便宜。風力甚至比太陽能便宜,只是台灣溫度高,化學反應的侵蝕較嚴重,必須做更好的抗腐蝕技術。

除了開創能源,也必須節省能源,但不是依賴不要烤肉、隨手關燈,而是以政策改善電力結構,效益才會大。例如照明,將白熾燈泡換成省電燈泡或LED燈,立刻可以省電五分之四。應該要有具體鼓勵措施,我聽過實際的例子,透過大樓照明和用電設備的改善,就可省下十幾趴的電,在這樣的情形下,如何增電就不是那麼重要了。有些經濟學者說,電力沒有成長就會影響經濟,這是很奇怪的論調,他們是基於一個假設,大家用電要一模一樣,可是有些新的技術新的產品,電的使用效能是更好的,達到同樣目的,電力使用是比較少的,但他們都不考慮這一塊,所以每次都威脅電力不成長就會怎麼樣。其實電力不成長,有可能經濟更好,因為有新產品問世,這是他們無法理解的,可能是他們不清楚科技的進展。這些人不知道活在什麼年代,不曉得外面技術發展到什麼地步,而有些還可以升到高位,令人費解?

設獨立機構 規劃能源政策

問:你對台電有沒有看法?

林:我認為台灣需要另外一個獨立機構來進行能源規劃和訂定能源政策,再由它來規範台電的電力規劃和裝設。台電現在球員兼裁判,既做能源,又在規劃能源,自然規劃的都只從台電的角度著想!理想中,負責規劃的人不要去拿台電中油的計畫,這樣比較好。否則政府現在的數據都由台電而來,沒有其他地方的數據。而台電數據和國外機構的數據差很多,台電不解釋,政府也不追究原因,好像是被台電綁架一樣。

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