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2020 年 世界能源觀測 World Energy Issues Monitor 2020
2020/02
World Energy Council (WEC)
https://www.worldenergy.org/assets/downloads/World_Energy_Issues_Monitor_2020_-_Full_Report.pdf
現今全球能源正朝向5Ds方向轉型:脫碳(decarbonisation)、分權化(decentralisation)、數位化(digitalisation)、民主化(democratisation)、以需求為中心(demand-centric)的能源服務。未來將繼續朝向人工智慧、區塊鏈技術的應用與建立永續城市的方向發展。

各國政府為推動能源轉型開始更廣泛地採用再生能源、加速推動數位化、並採用發展各種能源效率措施。此外,能源的區域整合與結構多樣化可降低對其他國家的能源依賴,藉以提升能源安全。文章先整理重要的世界能源趨勢,再敘述亞洲主要國家的能源觀測,最後再點出未來能源發展重點。

一、重要的世界能源趨勢
(一)智慧城市
包括推動智慧電網的普及以及儲能技術的創新與應用。
(二)能源效率
主要的能源效率技術包含裝設建築物的智慧電錶與建立熱回收系統減少能源消耗。
(三)能源整合
加強區域合作使各國的能源供應來源多樣化,提升能源供應的安全性。
(四)能源結構多樣化
藉由增加再生能源比例的方式,減少對進口能源的依賴並降低碳排放。
(五)擴展再生能源的應用(尤其是太陽能和風能)
其中碳捕獲與封存(Carbon Capture and Storage, CCS)是減少煤炭使用的重要技術。

二、亞洲主要國家的能源觀測
亞洲地區的能源轉型趨勢包含提升能源效率、減少使用煤炭(亞洲占全球的75%煤炭需求量)以及液化天然氣在能源結構中的占比明顯提高。以下將摘述日本、韓國與中國3個國家的能源議題與發展重點。

(一)日本
能源議題 :
1. 大規模事故對日本的能源系統產生嚴重不確定性
2019年日本地區遭到強烈颱風侵襲,造成東京附近大規模停電。此外,日本容易發生地震且有火山爆發的可能性。在氣候和地理環境影響下,迫使日本須格外重視電力基礎設施的恢復力。

2.核電反應堆的監管
2011年東日本大震災導致福島第一核電廠發生大規模的核能事故,雖然日本政府已對重啟核電廠擬訂了更為嚴謹的條件,但因逾期未進行安全審查而飽受批評。此外,核電廠退役的24個核反應堆也成為棘手的能源問題。

3.氫經濟(Hydrogen Economy)的影響
氫經濟指的是以氫氣取代化石燃料,包括氫氣的能源生產、配送、儲存以及消費的低碳能源體系,幫助減少工業和交通運輸過程中的碳排放。目前日本政府積極促進氫經濟的技術創新與發展,並在2019年推出世界上第一艘液化氫運輸船運輸氫氣。

發展重點:
1.對於颱風、地震等氣候問題,日本已積極推動實施《巴黎協定》的相關行動。
2.大數據及人工智慧被認視為能源企業服務中的關鍵要素,目前日本的新創企業與IT公司正合作進行試驗,研究相關應用並加強隱私權的保護措施。

(二)韓國
能源議題 :
1.能源高度依賴進口
韓國的液化天然氣、煤炭、石油幾乎完全依靠進口來滿足需求,增加了能源供應中斷的脆弱性。

2.發展再生能源的成本高昂
至2030年,韓國計劃將再生能源從目前占能源結構的6%能源結構中提升到20%,並減少對煤炭及核能的依賴(目前火力發電和核能發電占總發電量的70%)。此外,韓國因多屬崎嶇地形和電價長期低於市場成本,導致發展再生能源的成本相當高昂。

發展重點:
1.人工智慧的應用
韓國政府和大型能源企業利用人工智慧技術建立能源控制服務系統,提高建築物的能源效率。目前政府已編列39億美元的預算推動人工智慧的應用與建置大數據平台分析需求和市場趨勢。

2.區塊鏈技術
韓國政府為區塊鏈技術應用提供稅收抵免,並撥款900萬美元支持研發。此外,也積極推動再生能源證書 (Renewable Energy Certificate)提高產品的透明度和能源效率。

(三)中國
能源議題 :
1.美國與中國的貿易糾紛
2019年由於美中貿易的緊張局勢,中國的能源需求成長速度降至1.1%(過去22年中國的平均能源需求成長速度為每年5.9%)。

2.氫經濟的重要性
中國將氫氣作為電池的替代品以提高能源系統的彈性,並在2018年實施氫氣價格補貼政策。

發展重點:
1.降低對煤炭的依賴
中國重要的能源政策「藍天計劃」致力於使用低碳燃料(如:改用天然氣)和再生能源代替煤炭,並積極部署再生能源系統。

2.永續城市(Sustainable Cities)
中國政府通過低碳城市計劃建立新的城市設計,將住宅、工作和服務集中在一個地區,形成多個城市生活圈,藉以減少人口通勤、移動的交通運輸碳排放。。

三、未來能源發展重點
支持全球能源轉型創新的平台The Start Up Energy Transition (SET) 指出未來驅動能源轉型的技術發展重點如下:
(一)人工智慧
針對可能侵犯隱私權以及因政治目的進行操控。
未來發展重點:
1. 配電網路同時蒐集生產者與消費者兩端的供電與用電資料,以及增強不同智能裝置(如:智慧電錶)間的資料雙向互通與連線能力,進而優化能源系統的需量反應(demand response, DR)管理。。
2. 建置快速的能源決策系統分析大數據資料,提高電網靈活性以及整合變動性再生能源(Variable Renewable Energy,VRE)。

(二)區塊鏈技術
針對網路攻擊、數據被操縱的可能性、儲存需求劇增,以及現有系統效率低落進行評估。
未來發展重點:
區塊鏈技術仍然被視為提升分散式能源(Distributed Energy Resources, DER)系統負擔能力的解決方案。SET正整合政府和能源企業開發並試用新的應用程序,研究分析區塊鏈技術能發揮最大價值的應用層面,例如:瑞士已有企業成功利用智慧電錶的交易資料結合區塊鏈技術降低電網的營運成本。

(三)永續城市
人口往城市集中的都市化現象導致城市用電尖峰負載高、大量能源消耗以及產生大量廢棄物與碳排放等能源問題待解決。
未來發展重點:
1.城市運輸的轉型
公共交通運輸系統及民眾使用以混合動力、以天然氣為動力的載具取代化石燃料載具。
2.擴大儲能的應用
以電轉氣(power to gas, P2G)技術促進整合再生能源,並擴展儲能系統的應用範圍。
3.推動減少能源消耗的措施
實行大規模的城市資源節約(resource-efficient urbanisation),運用數位技術建立人工智慧平台提升建築物的能源效率並預測能源需求。
謝汎琪
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