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2017再生能源發展分析與預測
.2017/12/24
摘要 再生能源市場在過去幾年經歷前所未有的加速成長,2016年設置量再次創紀錄,主因是太陽光電設置快速成長。另一方面,因設置成本持續下降,使得風能與太陽能在越來越多國家,變得能與化石能源電廠競爭。本文摘錄IEA 2017年再生能源報告,詳描述近年來再生能源市場分析、再生能源發電裝置容量、生質能產量、供熱系統的消費量,以及預測2017-2022年再生能源發展。

一、 因中國再生能源持續發展,促使2016年太陽光電的成長幅度高於其他能源,並開啟了太陽能的時代

2016年再生能源新增裝置容量打破過去紀錄,主因中國大陸太陽光電大規模佈建、成本下降與政策支持。2016年也是太陽光電裝置容量的新增幅度首次超越其他能源,新增裝置量更達到74GW。IEA估計在2017-2022年,全球再生能源發電裝置容量將超過920GW,成長率達43%,較去年預期更為樂觀,主因是中國與印度調整太陽光電增設的估計量。估計在未來5年,太陽光電將超越風能與水力,成為主要再生能源新增裝置容量來源,至2022年總裝置容量將達740GW。
若能克服不確定性與障礙,太陽光電的成長力道將大幅增長。中國面對兩項重要挑戰:更多的再生能源補貼費用與電網整合。中國政策目前已由躉購制度(FIT)轉向綠色證照額度,若結合電力市場改革、新傳輸線路與分散式發電,將能加速太陽能與風能設置。若中國能克服這些挑戰,預計2022年中國的太陽光電設置量將能達到320GW,全球太陽光電設置量將達880GW。

二、 美國仍為成長第二快速的市場,同時印度再生能源的成長速度將超越歐盟

即使美國政策仍有許多不確定性,但因多年期的聯邦稅制獎勵、再生能源配置標準(RPS)與各州對太陽光電的政策支持,使得美國能在再生能源市場成長率維持第二,主要來自陸域風機與太陽光電設置。然而目前因聯邦稅制改革、國際貿易與能源政策等不確定性因素,將影響再生能源後續發展。歐盟再生能源成長率則遠低於五年前,主因電力需求疲弱與生產過剩問題,以及部分市場的拍賣裝置容量難以預測。即使在2020年後,歐盟政策的不確定問題仍將繼續存在,但若歐盟再生能源指令(Renewable Energy Directive)要求2020年之後應提供3年期的政策支持,將為投資者改善市場的可預測性。
太陽光電的成長,能協助填補開發中的亞洲國家與撒哈拉以南非洲地區的電力缺口,IEA估計這些地區的離網(off-grid)裝置容量至2022年將成長3倍,達到3000MW,主因是政府電力計畫的工業應用、家庭太陽能系統(solar home system, SHS)、微型電網與私人部門的投資所驅動。雖然裝置量僅占整體的一小部分,但預計這些設施將可為7000萬人口提供基礎電力服務,為社會經濟帶來相當大的影響。

三、 再生能源發電成本更具競爭性,將能與煤炭發電成本競爭

IEA估計2022年,再生能源發電量將可達到8000TWh,占總發電量比例將自2016年24%,成長至30%,屆時水力仍為主要再生能源發電來源,次之為風能、太陽光電與生質能。未來五年再生能源成長量將為煤炭與天然氣總合的兩倍,雖燃煤發電在2022年仍為主要電力來源,但與再生能源的差距將減半。許多國家再生能源政策將自躉購制度轉向長期電力採購合約(power purchase agreements, PPA)的競標制度,因競爭而使近兩年太陽光電與風能計畫減少30-40%報酬,競爭價格機制壓縮了整個產業鏈的成本,使投標機制成為政府一項具成本競爭性的政策,再者,透過拍賣將更能控制再生能源設置情況、整體獎勵與系統整合。預計2017-2022年電力採購合約競標機制占再生能源裝置比例,將自2016年20%成長至50%。
估計2017-2022年全球平均發電成本將下跌,電廠規模太陽光電成本降幅達25%、陸域風機15%與離岸風機33%。此外,拍賣價格亦指出成本大幅下降的可能性,範圍從太陽光電的每千度30-45美金(印度、墨西哥、阿拉伯聯合國大公國與阿根廷)到陸域風機的每千度30-50美金(印度、摩洛哥),當拍賣價格與額度經過不斷的驗證,擴大競標定價將導致平均成本持續下降。

四、 太陽能與風能成長加速,系統整合變得更加重要

風能與太陽能約占未來五年新增再生能源裝置容量80%,預計2022年丹麥的變動型再生能源(variable renewables)發電將占總發電量70%,比例位居全球之冠,部分歐洲國家比例將超過25%,中國、印度與巴西的比例則將超越10%。若未同時提高系統彈性,包含強化電網與相互連結、儲能、需量反應與其他彈性供應,當再生能源發電占比逐漸提高,可能因風能與太陽能發電大幅增加但需求低落,導致躉購電價下跌,使變動型能源暴露於損害系統價值的風險下。
市場和政策框架需要進一步發展,以同時應對多重目標,包含提供長期價格訊號以吸引投資,確保短期電力調度效率、將負外部性予以定價、釋放足夠的彈性、加速再生能源技術配置組合。

五、 生質能(Biofuels)成為運輸部門最主要的再生能源供給,且電動車數量持續增加

再生能源占運輸部門的比例將僅呈現微幅成長,由2016年的4%成長至2022年的5%,生質能與電動車是利用再生能源達到運輸部門去碳化的主要選項。估計至2022年生質能將仍占運輸部門再生能源消費量的90%,儘管電動車銷售持續成長,市占率仍相當有限。巴西為達成國家2030年永續生質能目標,成為主要生質能成長的貢獻者,美國則因政策架構支持,使乙醇與生質柴油產量持續擴張,歐盟則因預期2020年後的政策並無鼓勵產業投資,將呈現溫和成長。
先進生質燃料,如纖維素乙醇,在近幾年有重要的進展,但仍無法與石油產品競爭,預估產量將成長7倍,但仍僅占1%生質能產量。若在有利於生質能的市場與政策架構下,生質能產量將成長至13%,其假設巴西將提高投資於生質燃料設備,擴大美國的燃料輸配基礎設施,印度推動運輸燃油添加計畫,但即使在加速發展的情境下,再生能源占運輸部門燃油需求在2022年仍僅達5%。再生能源占電動車電力消費比例將從目前的26%,成長至2022年的30%,全球電動車電力消費(包含汽車、兩輪車、三輪車與公車)在2022年將成長一倍,但仍僅占總發電量不到1%。

六、 再生能源供熱成長四分之一,但占整體比例仍相當低

再生能源占供熱系統比例成長緩慢,將由2015年的9%成長至2022年的11%。全球約40%與能源相關的二氧化碳排放量來自建築物與工業製程的熱水與供熱系統。全球再生能源供熱消費量的成長,主要國家為中國、歐盟與北美,工業製程需求則來自中國與印度。
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資料來源 IEA