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第 269 期 2015 年 9 月 2 日發行
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日本公布最適電源結構方案與衍生的臺日合作

蘇顯揚(中華經濟研究院 第二所研究員兼日本中心主任)

  2011年東日本大震災造成福島第一核電廠輻射外洩事故以來,已超過4年的時間,但是日本政府一直無法在核電事故之後提出最適電源結構,原因無它,政治性考量而已。事實上,日本自2012年底眾議院選舉、安倍上台後,一路歷經2013年參議院選舉、2014年眾議院選舉,以及2015年4月中的統一地方選舉,在選舉不斷的情況下,執政的自民黨一直避免明示能源的中長期政策,主要也是因為民眾仍對核能發電持保守的看法。直到2015年4月下旬,日本政府才公布2030年最適電源結構方案,此一方案恐怕也是政治角力下的產物。本文主要分析2030年日本最適電源結構方案的意義及其展望,並觸及因此衍生的臺日合作。

一、核電重回基載電源的要角

  2015年4月28日本經濟產業省(以下稱經產省)公布日本2030年電源結構方案表示,2030年時日本核能發電比重為20~22%,而包括太陽能等在內的再生能源發電比重則達22~24%。相較於2011年東日本大震災發生之前,2010年度日本核能發電比重達28.6%,2030年的電源結構則顯示核能發電比重大幅降低,符合安倍政權宣示「將儘可能降低核能依存度」的政權公約。另一方面,再生能源發電比重則大幅提升,一舉超過核能,也回應了共同執政的公明黨主張提高再生能源比重的要求。屆時,由於核能發電比重占電源結構的兩成左右,使日本包括核能、煤炭火力、水力等在內的基載電源比重,將恢復至與其他國家相同約六成左右的水準。(參見表1)

  經產省針對2030年的電源結構表示,考量成本及對環境的影響後,認為核能發電比例需超過20%。但是,由於日本政府已將核電廠運轉年限定在40年以內,如果國內的核電廠均需在40年期限屆滿時廢爐,則至2030年度核能發電比例將降至15%左右。另一方面,在日本民眾仍然對核電廠的安全性存疑情況下,不可能考慮新設核電廠。因此,解決之道是如果能經過核能管制委員會安全審核合格,部分核電廠可以延長20年的運轉時間,則核能發電比例將可增加至20~22%。這是經產省估算核能發電比重的背景因素。

  再生能源方面,至2030年雖然發電量隨天候改變的太陽能與風力發電比重合計僅止於9%弱,但能穩定發電的地熱與水力、生質能等合計最多可達15%左右。主要是雖然再生能源的CO2排放極少,而且安全性也高,但是因為發電成本較高,會增加國民的負擔,因此設定在22~24%。如此一來,在2013年度時占比僅11%的再生能源,至2030年前將被培育成為主要的電源,也將成為溫室氣體大幅削減的要角。

  有關各項電源的發電成本,根據「總合資源能源調查會發電成本檢驗證工作團隊」(由經濟產業省組織專業人士所組成)於2015年5月11日所發表2030年各電源的發電成本驗證結果顯示,核能發電成本為每度(kWh)10.3日圓以上,和其他電源相比是最便宜的。其他如煤炭火力為12.9日圓,一般水力11.0日圓,太陽能12.7~15.6日圓,風力(陸上)為13.6~21.5日圓。根據日本政府的試算,如果將發電成本較低的核能發電比重設定在20%以上,便可吸收再生能源普及的成本,進而抑制電價的上揚。

  事實上,就再生能源的發展來看,對於資源缺乏的日本來說,若能對不易覓得處理場所的生活廢棄物再度利用,對安倍政權正在推動的「地方創生」政策來說,將是一大助益。只不過,太陽能、風力雖然都有擴大電源占比的可能,但是它們均屬於變動能源,如何加以系統化,與資訊技術(IT)結合,利用法規鬆綁進行技術革新,是活絡再生能源的重要課題。尤其是日本目前對於再生能源採取全額收購的FIT(Feed-in Tariff)制度,須進行適當的管理,才能使再生能源更具有競爭力。

二、明確能源供需結構才是防止溫室效應的關鍵因素

  此次日本經產省急於提出最適電源結構方案,主要也是因為2015年12月上旬將在法國巴黎舉行第21屆聯合國氣候變遷綱要公約締約國大會(COP21),屆時需要明確提出因應地球温室效應氣體排放的削減目標。如果日本遲遲無法決定電源結構,將無法提出相應的削減目標值,將使日本在地球環境議題上受到國際的非難。4月30日日本政府發表排放溫室氣體將於2030年比2013年削減26%的目標案,主要是藉由電源結構的重組及節約能源可提供減排21.9%,含氯氟烴(chlorofluorocarbon)替代或甲烷對策可減少1.5%,利用森林吸收可減少2.6%,合計可削減排放26%。至於基準年,則由過去減排目標基準年的2005年,改變為因東日本大震災所伴隨之核電廠事故所導致火力發電增加的2013年。此一新削減目標雖然受到「對於2030年以後的考量不充分」的批評,但相較於美國預定於2015年底向COP21提出「2025年較2005年減排26-28%」,以及歐盟(EU)的「2030年較1990年減排40%」之目標,若以日本所提出的2013年為基準來換算,美國為減少18~21%,歐盟為減少24%,日本所提出的26%目標相較之下毫無遜色。

  只不過,為防止溫室效應所需考慮的並非只是各項電源的比例而已。主要是CO2的排放有九成以上來自於能源因素,因此,有關能源供需預測對防止温室效應具有決定性的影響。根據日本經產省2013年度最終能源消費結構資料顯示,日本電力消費占23%,而燃料消費則占77%。也就是,最終能源消費是以熱能型態占大半。而非電力部門排放CO2的量又比電力部門多得多。因此,為設定温室效應氣體排放削減目標而討論最適能源結構時,必須優先檢討熱能利用的問題。其中,汽電共生(Cogeneration)之分散型電源結構的普及尤其是重要的課題。(參見圖1)

三、日本的電力自由化對策

  電力事業由於具有規模經濟,大部分國家的電力公司均屬地區性獨占較多,再以管制電價來減少獨占之弊。不過,近年來由於技術的進步,利用瓦斯鍋爐來進行小規模發電情形越來越普遍,加上電力市場規模比發電廠規模大得多,使電力供應呈現多家電力業者競爭的情形,還有通訊技術的發展,使分散電力成為可能,過去的電力公司可能是在閉鎖的公司內部提升發電效率,如今則可以透過智慧型電網分散電力市場的供需情形,形成電力自由化的背景。

  日本自1950年代以來是以各地區1家電力公司的制度來運作,也就是俗稱的9電力體制,由各地區電力公司進行獨占事業經營。但是在泡沫經濟破滅之後,這種高成本結構及國內外電力價格差異情形倍受指責,引進競爭原理來促進電力事業的經營效率是民眾的共識,因此自1995年起逐步實現電力自由化措施。唯進入2000年代受到原油價格高漲的影響,以石油火力作為電源的新電力業者受到高成本的限制一度萎縮,直到2011年東日本大震災之後,由於地區內電力供需均衡大幅崩潰,電源供應多元化問題再被提起。日本政府因此決定自2016年度起逐步實施供電自由化、零售電自由化、輸電自由化及發、輸電分離原則等,稱之為電力自由化措施。

  電力自由化之後,衍生許多的商機,不論是電力業者與瓦斯業者的配套行銷、電力業者與資訊業者的跨地區行銷合作,或是利用ICT技術的電力控制技術來創造新的服務等,跨領域結盟情形越來越多,引申的商機包括太陽能面板硬體系統、能源控制技術、應用及服務的發展也均有革命性的影響。

  日本將自2016年4月起實施一般家庭的電力自由化,最大的變化就是可以自由選擇電力公司的供電。由於服務的多樣化加上各電力事業的競爭下,對消費者來說可享受較佳的好處。電力公司也需因應消費者的需求來提供具有吸引力的服務,透過智慧型電錶的「可視化」來達成電力供應的最適化。尤其是將集中電源與分散電源進行適當的重組,不但可以提升發電效率而且也可以避免限電的危機。

四、日本電力自由化衍生的臺日合作

  2012年12月安倍政權上台,祭出安倍經濟學三支箭,其中,第三支箭的成長策略是進行大幅度的法規鬆綁措施,2015年3月《電氣事業法》修正案獲內閣通過,2016年4月起電力零售事業完全自由化,2020年起也將實施發輸電分離原則。再加上最近公布的最適電源結構,日本電力事業自由化未來的藍圖已大致確定。日本電力事業的新商機也因此因應而生。

  臺日企業合作原本就極為密切,日本企業雖在技術面領先,但是臺灣企業的製造能力、商機的敏感度、原料採購來源的掌握,還有彈性生產體制等特性均使臺日企業成為最佳合作夥伴,創造雙贏契機。臺日企業合作也已由過去日本企業單向對臺投資轉變為臺日企業雙向投資。以再生能源領域來說,台達電企業早就切入太陽能發電領域,而日本SoftBank企業對太陽能發電領域也積極部署,並與鴻海企業合作在機器人領域及在印度生產太陽能面板等。更不用說臺灣在資通訊產業具有一定的實力,可以協助日本企業在電力事業創造商機。日本公布最適電源結構,並將再生能源作為主要電力來源,則未來例如大容量高性能蓄電池的需求將大幅增加,以利夜間收集電力,並在價格高昂的白天釋放出來。太陽能電池、充電式蓄電池隨著技術進步,未來需求將大幅成長,這也將是臺日企業合作的商機。

五、未來展望

  面對日本未來最適電源結構及電力自由化的趨勢,除了提高能源利用效率外,利用「節電」來「創電」也是非常重要的課題。日本在東日本大震災之後,出現了所謂的「節電廠」,使得節電成果大幅提升。相對於發電廠利用發電來創造電力,節電廠係利用節電來創造電力,由於不需要建造實質的發電所,價格相對便宜,可視為另外一種電力的來源。一般也稱之為「Negawatt Power」,也就是「負的消費電力」的意思。例如,日本關西電力公司在2012年夏天電力使用率超過97%、預期供需緊張之際,對於轄區內的7,000個用電大戶,以投標的方式設定使用電力的調整,而達成節電的目的(電力需求者針對節電可能數量、時間帶、報酬的希望額進行投標,關西電力依便宜的順序決定得標)。由於電力或是能源的消費本身並非最終目的,而是為了執行活動所產生的衍生需求,在可以達成相同水準的活動目的的前提下,如果可以利用節電使創電蓬勃發展,並使得住宅或是社區的智慧化持續進行,便可能實現電力消費減少與經濟成長並存的目標。

  至於,對於具有固有特徵與課題的各種能源該如何組合的問題,過去以來的能源組合,來自供給面因素的成份相當濃厚。也就是以大規模發電廠為中心,若得知火力與核能發電各有幾座機組,乘上設備利用率便能算出發電量,進而導出各個電源的比重。但是2030年時點的電力市場將與現在的樣貌大不相同。如果日本電力系統改革能按照預定計畫進行,發輸電分離與市場自由化的結果,電力消費者以及需求者將可以在市場上選擇自己想使用的電源。屆時,電源結構將不是依供給計畫所決定,而是依存於消費者與需求者選擇的結果。

  因此,如何精確估算電力使用量,以免電力供需失衡也極為重要。否則電力供應不足,可能發生停電或是導致老舊火力發電廠增加發電,使CO2排放量增加;另一方面,若電力需求大幅減少,則電力價格將不得不調升,則產業只好外移或是大幅增加進口財,結果可能帶來國內產業結構的空洞化。

  總而言之,日本最適電源結構以穩定供給、價格低廉、防止温室效應、支撐景氣及活絡地方經濟為主要考量。電源結構可能因為考量某種因素的比重增加,而有不同的結果。也可能因各項電源所面臨的課題獲得解決程度的不同,而使各項電源間的相對優勢發生改變,在這部分,政策所扮演的角色與影響將很大。

  臺日均是能源小國,依賴能源進口比重相當高,日本公布最適電源結構政策可提供我國在訂定電源結構的參考。2015年5月29日的新聞報導,我國經濟部決定針對離岸風力及太陽能光電加強推動力道,目標為2030年總再生能源占臺灣電力系統比重三成。主要也是風力和太陽能電力輸出功率較大,加上技術的進步,使發電成本得以大幅降低。

  日本正在大力推動電力自由化,加上公布最適電源結構,其制度與經驗相當值得我國借鏡的同時,技術面的交流也可以截長補短,互補互利。甚至在再生能源領域,臺日雙方也有雙向投資的空間,更不用說,透過電力自由化,電力事業正在進行跨領域合作,未來的商業模式如今才是剛起步而已,也為未來的臺日合作創造無限可能的空間。