乾淨能源的齷齪秘密 風能和太陽光電正在破壞電力系統

能源萬象
投資人通常喜歡投資電力行業,因為有可靠的報酬。然而,潔淨能源有一個齷齪的秘密,潔淨能源建置愈多,發電成本就會比其他發電成本更低。這使得邁向無碳未來的轉型更加困難,因為要保證電力穩定供應,在轉型期間無論發電形式乾淨與否都必需獲利才能持續供電。

(經濟學人 20170307 媽盟特約編譯/郭昭澄)

但是政府沒有理由停止支持乾淨能源的發展。

太陽光電和風力發電機發明近一百五十年後的今天,雖然發電量僅佔全球總電量的7%。不過,某些值得注意的事正在發生。十多年前它們對能源系統而言僅屬次要,但現在其成長速度己超過其他任何能源,成本的降低使風能和太陽能可以和化石燃料相抗衡。BP石油公司預計,未來二十年乾淨能源將佔全球能源供應成長的一半。 世界正在進入潔淨、無限供應且便宜電力的紀元,此想法已不再過於牽強,現在正是時候。

在此之前需要20兆美元,從現在要進入以上所述的情境在未來數十年需要鉅額投資,以取代噴雲吐霧的老舊電廠,將電力送往消費者的電線和高壓線塔也需要升級。投資人通常喜歡投資電力行業,因為有可靠的報酬。然而,潔淨能源有一個齷齪的秘密,潔淨能源建置愈多,發電成本就會比其他發電成本更低。這使得邁向無碳未來的轉型更加困難,因為要保證電力穩定供應,在轉型期間無論發電形式乾淨與否都必需獲利才能持續供電。除非能解決市場問題,否則對電力事業的補貼只會持續增加。  

決策者己然看到這個棘手的真相,並且拿這個理由停止支持再生能源發展。部份歐洲地區和中國,由於補貼減少,投資再生能源的速度正在減緩。無論如何,減少風能和太陽能絕非解決之道,應該重新思考全球如何為潔淨能源定價,才能更加善用之。


對電力系統的震撼
問題的重點在於,政府支持的再生能源政策原本是被強加在不同時代設計的市場上。大部份的二十世紀,電力是由垂直整合國家獨佔的事業所創造與推動。但自 1980年起,很多壟斷事業被拆散、民營化和自由化,讓市場力量決定最佳的投資方向。今天只有區區 6%的用戶(編者按:台灣屬於這6%!)使用來自獨佔事業的電力。然而,全球各地要求低碳電力供應的壓力與日愈增,使得國家影響力又悄悄重返市場。此現象是具破壞性的,原因有三,第一是補貼制度本身,其他兩個原因來自風力和太陽能本身的特性,其間歇性與極低廉的運轉成本。三個原因可以解釋為何電價便宜,卻又無法戒斷公共補貼。


首先,2008年以來大約8000億美元左右的政府補貼扭曲了市場,開始以崇高理想為由 ---為了抑制氣候變遷,並推倡風力發電機組與太陽能板等昂貴新科技。這補貼政策不巧碰上富裕國家,因為能源效率提升和金融危機,所導致的電力消費停滯。結果是供電能力過剩,電力公司在電力批發市場的收入大幅萎縮,阻礙了投資的意願。


第二 ,綠能發電是間歇性的,風和太陽隨著天氣變化無常,特別是在天氣條件不佳的國家,這意味著風力發電機和太陽能板只能在部份時間發電。若要保持電力供應持續,仍需依賴傳統的燃煤、天然氣或核電(編者按: 核電無法當備載)等,在再生能源無法供電時支援。但是,因為這些電廠可能會長期閒置,很難吸引私人投資。於是為了確保電力供應,就需要政府資金介入。


第三個因素影響每一個人:再生能源的邊際運轉成本很低,甚至零成本-- 因為風力和太陽能是免費的。在一個喜歡短期最低成本的電力市場裡,風力和太陽能就會把供應成本較貴的火力發電等供應商的生意搶走,壓低電價,最後大家的收入都減少。


變聰明一點
再生能源的市場滲透率愈高,前述問題就愈嚴重,尤其在已飽和市場。歐洲首先受衝擊, 電力行業飽受「失落的十年」之苦,收入下滑、設備閒置(情勢改變原本設備成為多餘)、企業拆散(可能是治理方式中斷無法繼續)。 2016年德國兩家最大電力供應商E.ON和RWE都拆解為二。美國再生能源豐富的地區,電力供應商很難找人投資新電廠。風力充沛的中國,為了讓燃煤發電廠能繼續經營,正在限縮風力發電。


結果,投資大部分都流向政府支持的領域,電力系統正在重新再受到規範。弔詭的是,政府愈支持再生能源,提供傳統電廠補貼就愈高,因為政府要支付「保證備載」以舒緩再生能源間歇性供電的問題。實際上,再度由政治人物而非市場來決定如何避免斷電。但他們經常犯錯:德國雖然大量補貼再生能源,但同時支持便宜、骯髒的褐煤發電,導致廢氣排放量上升。如果沒有新的方法,再生能源革命勢必後繼乏力。


好消息是新科技可以幫助解決上述問題(見文章 http:/www.economist.com/news/briefing/21717365-world-turned-down)。數位化、智慧型電表和電池可以讓公司和家庭用戶自行調節需求--例如在晚上做一些高耗能的工作,以配合間歇性供電的問題。小型、模組化電廠很有彈性地啟動或關閉,與可有效調整多餘電力的高壓電網等愈來愈受歡迎。


更重要的工作是重新設計電力市場,以反映彈性電力供需的新需求。這樣的市場應可更頻繁調整電價,反映天氣變動。當電力供應極端短缺時,應可啟動高固定電價以避免斷電。市場應獎勵願意在此時減少用電以維持電網穩定的消費者,如同獎勵此時多發電者一樣。電費帳單,有點像保單,應根據客戶希望的保證全天候供電程度加以調升或調降。簡而言之,決策者應該清楚他們遇到問題,不是因為再生能源,而是不合時宜的電價機制所致。這是他們應該解決的問題。

原文出處:
http://www.economist.com/news/leaders/21717371-thats-no-reason-governments-stop-supporting-them-wind-and-solar-power-are-disrupting