【綠色觀點】堂堂綠能「王室」三太子,竟淪落到沒人理解也沒人同情?

你知道豬便便也算綠能嗎?沒錯,沼氣發電當然算!
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原文刊登於綠學院,INSIDE 經授權與編審後轉載。作者葉欣誠,從環境領域的工程及科學開始,將專業延伸至經濟、管理、教育、傳播等面向,整合工具與策略。前幾年在政府工作,任職環保署與行政院期間,提出從物質流、金流、資訊流角度思考循環經濟與產業發展,目前擔任國立臺灣師範大學環境教育研究所教授及綠學院綠色帶路人。

近年重要國際大企業紛紛宣示自己的綠能目標,今年 (2020) 台積電、鴻海等企業陸續宣布在 2050 年之前要達到碳中和。不僅是企業,歐盟、中國大陸、日本、韓國等政府也陸續宣布了碳中和計畫,美國政府是否會在明年 (2021) 宣布,各界正拭目以待。

「碳中和」就是「名義上不製造額外的溫室氣體」。想要達到碳中和的目標,綠電是非常關鍵的要件,除非我們不再用電了。台積電、鴻海都宣布要達到碳中和,在全球各地的生產基地就必須有足夠的綠電可用,這也告訴我們,臺灣如果沒有足夠的綠電供應,就無法在越來越綠的國際供應鏈上扮演角色了。

綠電包含再生能源,但再生能源不等於全部的綠電

綠電就是太陽光電和風電嗎?根據美國環境保護署的定義,綠電包括太陽能、風力、生質能、地熱、沼氣以及小型水力發電等,只要產生的碳排放很低、甚至是零的發電型式,就是綠電。

臺灣《再生能源發展條例》定義再生能源則為:太陽能、風力、生質能、地熱能、海洋能、非抽蓄式水力、國內一般廢棄物與一般事業廢棄物等直接利用或經處理所產生之能源,或其他經中央主管機關認定可永續利用之能源。

綠電包含再生能源,而再生能源不等於全部的綠電,不管怎麼變,生質能都不變。我們大多數人只知道太陽能和風力發電,在《環保流言終結者—燒垃圾真的不環保嗎?》中我們第一次介紹生質能出場,因此很少人知道,生質能是全球綠電/再生能源家族中重要的一員,其貢獻僅次於水力發電及風力發電。

生質物就是「生物+物質」(biomass),所以也就有一般物質的「三態」:氣態、液態、固態。它有非常多樣化的技術選項與應用型態(註一),用來發電或當作替代燃料。

氣態生質能包含沼氣、合成氣,沼氣目前還有 FIT 綠電保價收購

氣態生質能常見的種類包含沼氣 (biogas) 及合成氣 (syngas)。沼氣就是把垃圾掩埋場的垃圾、廚餘、污泥、動物糞便、農林廢棄物等各種生物質中的有機物,以厭氧發酵程序所取得的氣體,主要組成為甲烷。

臺灣目前已有很多養豬戶會把豬糞轉為沼氣,再來發電,且其綠電保價收購制度 (Feed-in-Tariffs, FIT) 拿得比其他再生能源還高!經過很好的管理,不會產生環境的問題,把垃圾變黃金,還可以算是循環經濟的典範,發完電之後,液體的部分成為沼液,固體的部分成為沼渣,可以澆灌在農地裡,當肥料的一種。

目前沼氣在臺灣的產業發展面臨規模經濟的問題,因為本地養豬戶養的豬隻幾乎都在 5,000 頭以下,但 5,000 頭豬產生的排泄物不會太多,用小型沼氣發電設備就足夠,而若干國家養豬戶隨便一養就是幾萬頭,沼氣的發電量夠大,才稱得上規模經濟,當然這也就是為什麼本地的沼氣綠電收購價比太陽能、風力發電還高的原因!

不過政府現在希望由台糖帶頭,讓養豬戶規模變大,再加上臺灣回收做得好且農業體系完整,未來也可能像歐盟一樣,生產沼氣的原料不再侷限於豬糞,而會擴大到廚餘與農林廢棄物,這是兩個可能的機會點。

合成氣則是經過氣化技術在高溫、低氧環境中進行化學反應,將生物質轉換成的氣體,這種氣體也可用於發電。不過由於氣化的技術門檻較高,在臺灣有長期運轉的案例非常有限,要計算出所需要的收購價格,還需要更多的資訊,目前只能用最低的生質能躉購費率收購,也因此就無法構成產業投產的誘因。

液態生質能包含生質酒精、生質柴油,一開始有倫理爭議,隨著技術進步,現在已經可當車用燃料的替代品

液態生質能常用作法是做成生質燃料 (biofuel),種類包含生質酒精 (bioethanol) 及生質柴油 (biodiesel)。生質酒精是利用微生物當媒介,把甘蔗、玉米、木薯、甘藷等物質之醣分經由發酵作用轉化成酒精。生質柴油則是將油籽作物(如大豆、油菜籽及棕櫚油)、廢棄食用油、動物脂肪等經過轉酯化而成為燃料,所謂「能源作物」,指的就是油籽作物。

生質燃料使用農作物作為原料很自然。然而,若將人可以吃的玉米拿去煉油,就產生了「汽車和人搶食物」,甚至「富人和窮人搶食物」的道德問題。隨著技術突破,現在趨勢改使用農業廢棄物為原料。

當然,隨著汽油或柴油車逐步被電動車替代,車用生質燃料的發展前景自然受到影響。不過還是有一個機會,目前沒有發展出電動飛機,所以國際航空運輸協會 IATA 仍然鼓勵使用生質航油,這是未來生質燃料的重要發展方向。

固態生質能包山包海,各種垃圾都可以拿來發電,潛力無窮

新聞常看到廢塑膠、廢橡膠、廢紙、廢木材、廢纖維、污泥、農業廢棄物例如蔗渣、稻殼、花生殼,甚至一般垃圾都拿去燃燒發電,或是經過篩選程序,去除不適合燃燒的物質後,拿來作為工業鍋爐燃料以產生蒸氣發電、供熱,這些大概就是固態生質能 (solid biomass) 了吧?

是的!例如英國 Drax 電廠就是全球知名的生質能電廠,以木質顆粒、向日葵剩餘物、廢棄橄欖、花生殼、油菜粉等各種固態生質物為燃料,一座生質能電廠的發電量,居然可以相當於 1,000 架離岸風力發電機!(註二)

每天你我製造那麼多的垃圾,要馬上進入循環經濟很難來得及,透過焚化處理恐怕是最有效率、且能回收能量的處理方式。焚燒垃圾雖然不見得是最佳解,但這樣的轉化也是生質能的一種形式,且在臺灣這樣的發電量非常可觀,根據環保署的資料,2018 年臺灣焚化爐發電量達到 33.6 億度,約能提供 760,000 戶家庭一年的發電量。

焚化爐燃燒垃圾發電真的可以算生質能嗎?燃燒塑膠呢?

城市垃圾有諸多成分,其中有六至七成具有生質物的特性,若垃圾分類落實,焚化爐燃燒的垃圾可以視為基本上是有機物為主的生質物。因此,雖然有不同主張的存在,焚化爐燃燒垃圾仍可以視為廣義的生質能。經濟部與環保署歷年來的計畫中也包括建立「生質能中心」,或促進「生質能與環保產業」,譬如桃園市正在建設生質能源中心。《台灣垃圾快沒地方丟了!水泥再掀話題因為這位大戶將進場掃貨》文中談到的「水泥窯燒垃圾」,也是同一邏輯。

垃圾轉換為生質能可以理解了,但是燒塑膠能算生質能嗎?

基本上,塑膠是化學聚合物,雖然也是含碳的有機物,但通常燃燒塑膠不視為生質能,惟燒塑膠能夠以能源化的方式再利用,減少棄置於環境的可能性,就目前科技水準而言是最可行的做法,也是不折不扣的「再生能源」。即便是環保意識最為先進的歐盟,在其塑膠循環利用的近程規劃中,也將回收塑膠以焚化處理取代掩埋列為一個重要的過渡選項。

我們應該在意的重點是:在一般使用生命週期中已經成為「廢棄物」的物質可否透過轉化,成為能源,發揮良好的效益。這就是接下來要登場的固體再生燃料(Solid Recovered Fuel, SRF)。下一篇,我們繼續展開介紹什麼是 SRF。

(註一)了解更多 http://www.biomassdesk.org/category/newknowledge/ 

(註二)https://youtu.be/wjMkd5nRriU

責任編輯:Chris
核稿編輯:MindyLi


用太陽增加被動收入?友善環境ESG永續投資——加入太陽人全民電廠,成為能源置產者

不必身懷鉅款也能投資太陽能電廠?太陽人全民電廠提供一個綠能群募平台管道,無論是大老闆或小資族都可以投資看得見的日光綠電,並藉此獲得20年穩健的賣電收益,更為地球減碳盡一份心力。
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全球氣候變遷劇烈,如何找到與大自然環境共生共榮的經濟模式,是生活在地球上每一個人的課題與任務。在聯合國啟動的「 2030 永續發展目標」( SDGs )中,其中一項便是確保人們能享有可負擔的乾淨能源;此外,台灣經濟部也設定「 2025 年要實現再生能源發電占比 20%」的目標,並積極推動太陽光電等綠色能源,預計到了 2025 年,太陽光電裝置容量需達 20GW (吉瓦=一百萬千瓦)。

當然,不只台灣積極思考綠能,全球也掀起一股 ESG (環境 Environmental 、社會 Social 、公司治理 Governance )的永續投資概念,要讓地球公民們投入兼顧經濟發展與友善環境的行列。現在,除了投資 ESG 概念股或基金,還有一個可以「眼見為憑」的投資方法,就是加入太陽人全民電廠,成為太陽能源的置產者,讓太陽為你增加穩健的被動收入。

以行動支持永續,投資乾淨能源最有力

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故事起源於 2011 年,日本因為受到 311 福島核災的衝擊,開始積極思考能源轉型的做法,太陽人全民電廠為了讓民間力量也能投入,在日本首創群眾投資綠能電廠的共享經濟模式,透過將太陽能電廠分割成以太陽能板為單位的投資方式,大幅降低了賣電的投資門檻,也更有力地號召投資人加入日光創能的行列,一起創造穩健收益。到了 2017 年,太陽人全民電廠正式在台灣落地啟動,成功建構全台第一間串連線上/線下服務的全民電廠企業,截至目前為止已完成一百多座全民電廠,在桃園青埔、新竹芎林、台中沙鹿、南投中寮、雲林土庫、高雄林園、屏東萬丹等台灣各地,都可以見到太陽人的全民電廠,和太陽一起協力創能,發出對環境更友善的綠電。

只要太陽還在的一天,就能持續創造穩健收益,聽起來是否很迷人?太陽人全民電廠作為一個能源共享平台,讓個體投資戶能與有志一同的太陽人夥伴,一起投入這場綠能共享經濟,成為完善循環經濟的推手,也讓可眼見為憑的在地太陽能板,持續為投資人創造被動收入。

太陽人全民電廠的主要服務有三項:

  • 買電廠:投資人可以小額認購太陽能板,也可以選擇認購整座太陽能電廠。
  • 賣電廠:太陽能板或電廠持有人,可以藉由這個平台轉售;當然,在太陽人全民電廠購入的太陽能板或電廠,也能在這裡進行轉手交易。
  • 蓋電廠:有意從無到有開創太陽能源者,也能透過太陽人全民電廠出租屋頂、建置太陽能板,或是直接自己出資蓋一座太陽能電廠。

如果只是投資一塊太陽能板的話,就算是小資也能輕鬆入門,三個步驟就能成為能源置產者。只要到太陽人全民電廠官網選擇想要參加的電廠專案,並加入會員、選擇付款方式,就能直接晉升為電廠老闆,可以說是非常簡單的 ESG 投資術。

投資太陽能的多邊效益

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透過太陽人全民電廠投資太陽能電廠,有什麼好處?首先,對於投資人來說,太陽人全民電廠提供一站式的服務,包辦電廠建置與維運,投資人不必自備屋頂建設電廠或了解艱澀的專業知識,即可以加入投資綠電的行列,並獲得20年穩定的賣電收益。而對於土地或屋頂擁有者,則可以透過太陽人全民電廠免費評估電廠建置的可行性,並進一步獲得出租收入;若打算自己蓋電廠、自己賺電費,也可以獨享20年的賣電收益。

不只有經濟效益,太陽能電廠能貢獻的還很多。例如在高雄的鳳甲國中,即是在太陽人全民電廠的協助下建置了「高雄鳳甲太陽人一號電廠」,打造太陽能光電風雨球場,不只為學生遮風避雨、阻擋炎炎夏日,也為學校減碳發電,實現偏鄉地方創生與能源自主。也因為這次的成功案例,愈來愈多學校積極考慮太陽能電廠與校園建設融合的可能性,並送給孩子們一座兼顧能源與環保教育的校園。全民電廠不只讓投資人多一個綠色理財選擇,也是最佳的永續示範,讓更多人見證綠能共好的實踐,達成環境、能源、理財、教育的多方共贏。

太陽人全民電廠的獲益計算

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那麼,投資太陽人全民電廠的獲益計算為何?其實算法非常簡單,購買電廠後,接下來的 20 年都是套用同一個公式:

發電度數X電價=賣電收益
投資人實際獲得的收入,便是賣電收益扣掉營運維護費、保險費、屋頂租金等固定支出後所獲得的淨利。

發電量會因為日照量變化而有高低落差,但基本上,每度電的價格及計價基礎都是固定不浮動的。電費將由台電公司每兩個月結算一次,並透過銀行第三方自動化金流匯入投資人帳戶。在這個過程中,太陽人全民電廠擔任的角色,就是提供綠能群募平台管道,讓投資人可以輕鬆入門電廠投資,並且提供App服務供投資人追蹤獲利表現。如果還有其它關於電廠的問題,也可以在太陽人全民電廠的協助下獲得解答。

花東日出太陽人九號電廠為例,最基本的投資單位是一塊太陽能板,金額為22,595元。假設第一年的總發電量為434度,每度電價為6.07元,則首年度的賣電收益則為2,636元;扣掉營運維護費、保險、租金等固定支出,則投資人第一年的實際獲利為2,082元。以此類推,到了第20年,投資人即可獲得累積收益39,324元,不只回本當初購買太陽能板的本金,還另外淨賺16,729元,投資報酬率(IRR)為6.08%,算是金融市場上相當穩健的投資工具。

為了讓還不熟悉綠能投資的民眾可以更加了解全民電廠的運作模式,太陽人也貼心的提供「30天免費體驗電廠收益」的服務,讓民眾可以實際感受到每天太陽出來都有收益可領的好處後,參與全民電廠更無後顧之憂。

ESG綠色投資趨勢愈來愈熱,但是否真正將投資人的資金投入在環境保護的用途上,是近期的討論話題。太陽人全民電廠提供很好的解方,讓看得見的太陽能電廠實現投資人的環保初心,真正落實節能減碳、能源轉型,讓日光創能,也讓生活在地球上的人類能與環境共好。