新聞標題【民報】​【專文】太陽能發電是解決台灣缺電的萬靈丹?
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​【專文】太陽能發電是解決台灣缺電的萬靈丹?

 2017-12-02 09:44
太陽能電池板必須定時清潔大量堆積的灰塵。圖/李界木提供
太陽能電池板必須定時清潔大量堆積的灰塵。圖/李界木提供

從環保面來看,使用太陽光電可以解決能源危機的隱憂、減緩全球暖化的趨勢、以及符合國際環保公約訂定的規範;從經濟面來看,使用太陽光電產業可以:製造就業人口、幫助企業轉型、以及平衡區域間的經濟發展落差。所以,蔡英文政府能源政策,喊出在2025年台灣太陽能發電量要達到200億度。台灣在發展再生能源方面有一股勇往直前的毅力,值得肯定。

但要達標,太陽頂上有四朵烏雲。

面對空氣污染減量折壽問題

印度自現任總理莫迪就任後,印度政府開出2022年3月前國內太陽能裝機量,要達到100GW的目標,且再生能源發電量要提高到全國發電量的40%。印度對於成為全球太陽能源強國雄心勃勃,現在卻有專家指出,該國嚴重的空氣污染,不只會讓太陽能板的效率大打折扣,恐怕也會讓印度政府,投入可再生能源的數十億美元資本「蒙上灰塵」。

据研究發現,每年造成印度數百萬人生病喪命的粉塵煙霧,也會使太陽能發電量減少25%以上。美國與印度科學家從第一次研究中指出,人造顆粒漂浮在空氣中、沉積在太陽能電池板上,將嚴重影響太陽光被轉化為能量,進而導致發電量急劇下降。懸浮顆粒降低空氣的透明度,使到達地面的陽光減少,也會使太陽能發電效率降低。研究人員又說,唯一能解決這種問題的方法就是清潔太陽能板,但是在清潔中也會使得太陽能板的耗損率增加、壽命不長。他們結論,如果減排計畫沒有執行完善,設置再多的太陽能廠來發電,效果也是有限。台灣空污嚴重地區,正是想要裝置太陽能發電的地方。雲嘉南高屏地區,夏天又逢缺水季,如果限水的話,太陽能板清洗工作,又怎樣進行?

沙塵暴包括煤塵暴,是影響太陽能電站發電量的一大殺手。風沙不但增加運維人員的清掃成本,更嚴重者造成逆變器盒中積沙,導致防塵網堵塞,散熱性質變差,逆變器轉換效率變低,特別是大功耗器件,溫度急劇上升,甚至會導致內部器件損壞。溫度降低、風沙、鹽霧等外部環境影響器件壽命。極端天氣越來越嚴重,影響電站的長期運行。相信身在台灣的你我都明顯體會到「沙塵暴」威力,不但台北天空全籠罩在漫天飛沙中,就連向來艷陽高照的中南部也受波及,讓許多有呼吸道過敏症狀的民眾鼻水直流,忍不住要高喊「沙塵暴嘜擱來啦」!落塵堪稱是太陽能板的殺手,不但會影響發電量,還會減少使用壽命,表面材質仍然無法「不惹塵埃」,加裝機器除塵太耗電,也不合乎節能概念,怎麼清理已經夠惱人,更別說還有沙塵暴威脅。如酷暑天,急速降溫的夜晚,沙塵暴和大風天這些使太陽能板折壽和失能。

太陽能發電不是基載,根本不能作非核家園的基載

太陽能受氣候、晝夜的影響很大,到達極不恒定,所以根本就不適合當基載。核能發電是一種基載,推動非核家園,替代核能發電的綠電,也必須選擇具有基載特性的綠電來替代才合理。一般認為台灣具有基載特性的綠能,深層地熱發電及洋流(黑潮)發電。但很可惜經濟部卻沒有將深層地熱發電及洋流(黑潮)發電,列為替代性的綠能基載;卻反而將受制於風力、日照的發電不確定性,而不具有基載條件的風力、太陽能發電,當作基載。並因而以躉購費率每度6元大力推風力、太陽能發電系統,作為2025非核家園的替代方案!台灣缺電的是基載電力,不是補助電力。

需求土地大,威脅生態

太陽能這種能量非常分散,作為太陽能發電能源,它的密度太低了,因為太陽能的利用裝置必須具有相當大的面積,才能收集到足夠的功率,面積大造價就會高。

太陽能發電方面,賴清德說,地面部分要17GW,屋頂3GW。我們若以核四廠兩部機組年發電量約193億度估算,欲以太陽能發電完全取代核四發電,則安裝容量約需15GW,此時必須仰賴地面型發電廠才能達成。在不考量土地成本下,1MW目前之建置成本約5,200萬元,土地面積約需1公頃(亦即0.01平方公里),因此欲以太陽能完全取代核四,單是安裝所需費用就需新臺幣7,800億元,且所需用地面積約150平方公里。在土地寸土寸金的台灣,並需考量糧食安全情況下,欲找到如此大面積的土地建置太陽能發電系統,難度極高。

到目前為止,在風電場(wind farm)和太陽能園(solar Park)進行的研究明示,這些類型的土地利用變化,可能導致微觀氣候的變化。很明顯,太陽能板會造成陰影和風的變化,原則上很可能改變溫度,改變降雨分佈 (影響土壤濕度) 和風在陸地上流動。研究發現,太陽能板不僅是製造遮蔭,還減少了植物在地面上的物種多樣性和生物量,這反過來又影響了在太陽能電池板下的土壤中儲存了多少碳。雖然我們對微觀氣候效應的認識正在增加,但目前尚不完整,對植物、土壤、碳循環、溫室氣體(CO2, 甲烷和一氧化二氮)排放和土壤碳儲放(C stocks)後續影響尚不得而知。

但政府已盤點約1萬公頃面積可供裝設太陽能,但其中有些被業者視為執行難度高,可能有危害生態疑慮,或易受天災襲擊,維運不易。台灣西南部沿海濕地,仍是黑面琵鷺度冬最重要的棲地,也是全球度冬最重要的棲地,比例占全台98.8%。度冬族群數量逐漸增加下,族群數由主棲地四草、七股陸續向南北擴散,由嘉義與高雄沿海濕地黑面琵鷺數量顯著增加可見一斑。但經濟部為了設置太陽光電,把眼光放到西南沿岸的「廢鹽灘」,則引起保育界憂心。我們全力支持國家發展綠能政策,但不該為了解決一個環境問題,而又製造另一個環境問題。濕地具有眾多生態功能以及生態系服務價值,太陽能光電板不該選在濕地生態上。台灣土地面積小,人口密度高,故可設置大型太陽光電之空間,實為有限。又供應每戶太陽光電所需要的土地面積頗大,特別是百萬瓦等級的大型發電站。這片地面土地在鋪設太陽光電板之後,就失去了其他可利用價值,既不能種植蔬果,也不能再加蓋其他的建築物,對國土狹小的國家而言是極為不適合的。

成本高、風險大、財政負擔重

目前利用太陽能的各種技術,都具有成本高的缺點,首期資本投資不菲。一套太陽光電發電系統,相關的設備包括︰太陽電池模板、模板支撐架、直交流電力轉換器、直流電力匯流盤、配電盤、(蓄電池、充放電控制器)等。一般而言,設置並聯型系統1峰瓩的成本(包含所有的週邊配備)大約需要30萬元新台幣。而一般3至4瓩的太陽光電系統的發電量剛好足以供應一家四口的基本電量需求。這是選用單晶矽或多晶矽太陽電池裝設的太陽光電發電系統,所以,若是想要在台灣裝置一套並聯式發電系統大約需90~120萬元新台幣,頗為昂貴。在許多陰雨綿綿或是日照短的地區,很難完全靠太陽能供應,投資報酬率較低。別忘了,隨太陽光電系統之增加,需同時增設火力發電(燃煤、燃氣等)機組作為備用電源,難達節能減碳功效。

雖說過去幾年光電成本迅速下降,政府對於太陽光電的收購價格,也逐年調降,從2010年的每度電12至14元,下降到今年第一季的6.48元。不過即便如此,離「市電平價」仍有一段差距。在不考量土地成本下,1MW目前之建置成本約5,200萬元,若要達到能源政策,喊出在2025年台灣太陽能發電量要達到200億度的話,至少要花費1兆2千億元以上。財政負擔重。

政府認為由於收購再生能源發電的電力的經費來源,來自於人民,但若是無限制地提升再生能源發電的裝置容量,勢必會造成電價的上漲,進而影響民眾的生活品質,進而形成了擾民的舉動。是以政府宜慎選、作技術評估,再作決定。


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