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A Taiwanese student who studied Renewable Energy in Freiburg.

Looking back at 2012, the days in the earth science training group and the prelude to the rising tempest of 2013–14

It was the last train leaving childhood, the hand gesture of the conductor before departure. It was the time shown on the clock at the exit of the MRT station, before and after the night journey.

It was the mist in the mountains, the visitor center at the entrance of a hiking trail. It was the chilling wind with heavy moisture, the miscanthus bowing down to the gale. It was the peak hidden in the fog, the omen of the tempest to come.

It was when we still not yet saw the end of each trail, but had to…


歐洲電網跨境進出口問題之再釋疑

近來擁核公投在台灣越演越烈,不斷有基載至上的論者,以德國和鄰國之電力進出口,試圖論證其所慣用的基載三段論,並否定大量風光併網在台灣的可行性。對於這樣子論述的謬誤,我過去已多所說明,近日公投前再做一次完整闡明,以利國人更了解歐洲電網跨境進出口的真實情況。

一、物理流不代表電力市場的實際交易結果

首先,部分擁核者不斷提供德法「物理流」(Physic Flow)之情況,得出德國必須仰賴法國核電之結論。然而物理流僅僅描述各國跨境輸電線的電流方向,並不代表各國間實際批售電力之交易情況。德國地處歐陸中心,法國出口給其他國家的電力交易,有時必須假德國電網才能進行。

描述各國彼此實際批售電力進出口交易情況的是「商業流」(Commercial Flow);在大部分的情況下(尤其用電尖峰、太陽能電力輸出能力高的中午時段),德國都是對各國出口商業流。然而因為前述地緣關係,德法跨境物理流和商業流常常呈現不一致的情況。

2018年1月3日下午兩點,德國與鄰近國家跨境商業流(左)以及物理流(右)之情況。在該時刻德國自法國輸入物理流,然而實際上德國在該時刻是向法國出口電力。

二、跨境進出口減輕基載面臨之壓力,讓過剩核煤機組得以苟延殘喘

其次,另一部分擁核者亦從德國進出口的情況,從相反的方向攻擊,認為德國再生能源太多,並據而得出大量再生能源併網必然導致需要跨境進出口之結論。這樣的推論忽略了批售電力之進出口在歐洲電網早已是行之有年的頻繁行為;即使核電佔比非常高的法國,亦會在清晨用電低谷、批售電價相對較低的時候透過出口電力,消化國內過剩的核能基載。


4年前我即將到德國讀碩士的時候,德國舉行了一次聯邦大選,最後梅克爾領導的基民/基社聯盟,得以和社民黨繼續執政4年,而綠黨當年則僅拿到不到9%的得票率,比左派黨還少,氣候變遷似乎成了被邊緣化的議題。

詭譎多變的執政組合可能

當時,誰也沒想到在經歷Hambach森林等眾多煤礦廠開發抗爭、除煤時程討論、氣候罷課等等重大事件後,綠黨在這4年的支持度有了爆炸性的成長(詳可見https://bit.ly/38Mb6Co)。到今年年中為止,綠黨的支持度都一直緊追在基民/基社聯盟之後,偶爾還能反超成為支持度最高的政黨。

不過,隨著9月底大選將至,策略性投票的選民陸續歸隊之後,目前民調顯示的是史上變數最大、可行執政組合最詭譎多變的一次聯邦大選:按照目前的支持度換算,沒有任何兩個政黨能夠單獨組成執政聯盟,可行且在邦政府層級出現過的執政聯盟包括:由社民黨、綠黨、左派黨組成的紅紅綠聯盟,以及由基民黨、綠黨、自民黨組成的牙買加聯盟;其他前所未聞的可能性還包括由社民黨、綠黨、自民黨組成的紅綠燈聯盟,由社民黨、基民黨、綠黨組成的紅黑綠聯盟,以及基民黨、自民黨、另類選擇黨組成的禁忌聯盟等等排列組合(這根本是高中數學經典教材?)……讀到這邊大概可以想像,目前德國社會上對這次選舉的討論風向,有多繁雜而混亂。

德國第一公共電視台九月初公布之大選民調

對能源轉型的影響?

根據能源轉型智庫Agora Energiewende(https://bit.ly/2WWSWLZ),新政府在執政百日內必須確立的氣候政策包括:對化石燃料和高碳排產業的轉投資、宣布2030年以前電力部門全面除煤、宣布2045年以前全面禁止化石燃料的使用、制定政策以讓陸域風能設置速率提升至目前的3倍、加速離岸風能建置、制定政策讓太陽能在2030年以前成長為目前的3倍等等。

綠黨和左派黨是目前所有政黨當中,提出的氣候與能源政策最符合前述建議的兩個政黨(https://bit.ly/3jKy9DY)。比如說,同樣和綠黨提出2030年全歐電力部門除煤的,只有左派黨;兩個政黨也同樣訂出2030年全面禁止新燃油車上路的時程;左派黨在氣候中和的期程制定得比綠黨前面(2035年),綠黨則有電力部門達成100%再生能源的具體時程(2035年)的條件下,相對應的氣候中和時程(「20年以內」)。不過,由於左派黨有些地方勢力支持德俄天然氣管線Nord Stream二號的興建,這會不會讓左派黨若果執政後,在燃氣轉綠氫議題陷入兩難,是筆者的一大疑慮。

另一方面,目前支持度最高的兩個執政黨,基民/基社聯盟和社民黨,都沒有打算提前德國國內法定除煤時程(2038年)的打算,也沒有加速2030年以前綠能設置的具體承諾。基民/基社聯盟本次大選主要政治人物在氣候議題上也屢屢失職/失言:他們的總理候選人Armin Laschet身為北威邦首長,該邦在七月下旬極端天候事件造成的洪患中災情慘重;他的重要左右手Friedrich Merz則在日前表示歐盟碳邊境稅的計畫「毫無道理」(https://bit.ly/3jN7RBk)。

這麼看來,綠黨近期支持率的小跌,對於德國能源轉型政策的未來有些微不利(對德國的台灣政策亦同,因為綠黨算是德國國會中對台灣最友善的政黨)。不過,和4年前相比,綠黨這次的得票率可望成長到原本的兩倍,這已經能替德國國會注入更多關於能源轉型的聲音;更重要的是,環境與氣候議題仍是德國人心目中德國最重要的議題(https://bit.ly/38KW0gJ),因此長期來看,可以預期各個主流政黨受此大時代氛圍影響,將繼續走向更積極的氣候政策(為反而反的抗議型政黨另類選擇黨除外;附帶一提,它是德國國會六個政黨中唯一高舉擁核擋綠口號的政黨)。

本文原載於媽媽監督核電廠聯盟粉專


前幾天翻了阿公的遺物,發現這本他上國民學校高等科時代的出版物。裡面內容大多是明治維新以來日本天皇在對外宣戰(對清、對俄、中日戰爭、太平洋戰爭等等)時的下詔。該書在台灣歷史博物館似乎有登錄

有趣的是,書背上寫著阿公的中文名字以及另一個日文名字,讓人不免懷疑這是否就是他生前曾經說過的日本老師替他取的日文名字?


隨著世界近幾年對於氣候變遷的重視,不斷有擁核者試圖將核能描繪成減緩世紀末地表均溫的必要手段。然而在數十年的補貼和研發之後,除了核能產業的精美宣傳以及某些和其搭唱的政治勢力的漂亮口號以外,放眼世界,核能理論上的減碳潛能有真的被世界各國政府和電業採納並落實嗎?我們或許可以參考氣候與能源智庫Ember所整理的資料,觀察2021年後疫情的經濟復甦過程中,各國如何因應反彈的用電需求,來得到比較客觀的推論。

實情令核能支持者難堪-2021年上半年和疫情尚未爆發的2019年相較,核能的全球發電量不增反減-事實上,太陽能和風能供給了絕大部分反彈的用電成長,其次(令人遺憾地)是燃煤。

太陽能和風能供給了絕大部分反彈的用電成。圖片來源:https://twitter.com/EmberClimate/status/1431267154872131585

中國以外的世界:核煤發電量大減 綠能持續增加

但以上是把全球能源發展的異數-中國給考慮進去的結果。中國是G20中,2021年上半少數核能發電量有所成長的經濟體,也是唯一一個核能和燃煤發電量同時顯著成長的成員。當我們把中國的資料視為離群值去除後,全球其他地區電力系統的趨勢便很明顯:2021年上半相較於2019年,燃煤和核能發電量都大幅減少,而太陽能和風能則負擔了這一年用電成長的絕大部分。


除了成本便宜,良好規範的綠能對國土利用也有正面助益

根據德國Fraunhofer太陽能研究中心(Fraunhofer ISE)的最新報告,太陽能和風能目前的生命週期均化成本已經接近既有燃煤和燃氣機組的運轉成本;到了2030年,由於碳價格的上升以及綠能成本的持續下降,太陽能和風能的生命週期均化成本將比燃煤運轉成本更便宜、到了2040年也會比燃氣的運轉成本便宜。如果是討論新的核能或化石燃料電廠,那根本無須再做討論-綠能早已更加便宜了。

太陽能和風能的生命週期均化成本,已經接近既有燃煤和燃氣機組的運轉成本。詳見LEVELIZED COST OF ELECTRICITY RENEWABLE ENERGY TECHNOLOGIES, JUNE 2021, Fraunhofer ISE。

這已經不是甚麼稀奇的事情,在台灣也慢慢被社會大眾接受。不過,能源轉型的唱衰者常會質疑,綠能有其他負面效應需要考慮;其中最常被拿出來提的是綠能裝設對於國土利用的影響,尤其是農業用地和太陽能的競合情況(因為台灣沒有煤礦、油氣田、或者鈾礦,因此使用傳統能源對全球土地利用的影響,在台灣的討論通常會被淡化)。

已經有不少就農光共存的角度討論農業和太陽能如何達成雙贏的討論。然而我認為,我們應該更進一步翻轉太陽能設置對於國土利用的影響的基本認知:事實上,不僅經濟價值較佳,設計得宜的太陽能電廠,是可以比廢棄或產值低落的農地更有環境價值。

比方說,假如原生植被能帶來較高的固碳能力和保土能力,而且太陽能電廠設置的同時其底下允許這些植被的復原的話,那麼將農業用地改成太陽能電廠,就能達成雙重的減碳效益:除了太陽能發電取代化石燃料發電的趨避性減碳效益,原生植被復原後增加的土地固碳能力,也能帶來額外的碳匯-而在淨零碳排過程中,負碳排選項是最後一哩路中的重要環節。根據一份針對美國中西部太陽能電廠的研究,種植草皮或原生植被的太陽能電廠,固碳、水土保持、傳粉供應等環境指標都比農業用地好。在台灣因為許多農業用地是水稻田,被取代後也許還可以減少水稻田的甲烷排放量。


本文中,沒有特別標明的截圖皆取自IPCC第六次評估報告(AR6)報告一。

氣候物理觀念的統整

在AR5中,「輻射驅動源」(forcing agent)、「等效輻射驅力」(effective radiative forcing)、「調整」(adjustment)以及「氣候回饋」(climate feedback)等專有名詞已經成形,但彼此的區隔仍偶有灰色地帶或定義不清之處。

AR6明確將「輻射驅動源」、「等效輻射驅力」、和「調整」等觀念和「氣候回饋」做嚴格且簡潔的區隔:凡是因地表均溫增減造成的大氣層頂淨輻射通量變化,都歸類為「氣候回饋」;而和地表均溫增減無關的大氣層頂淨輻射通量變化,則根據因果關係,歸類成「輻射驅動源」(因)與「調整」(果),其淨效應則為「等效輻射驅力」(注)。這樣的分類方式,避開了AR5中使用「快速調整」(rapid adjustment)等詞彙讓人以為「調整」和「氣候回饋」可用時間尺度做區分的誤會。
(注:更精確地說,輻射驅動源所造成的等效輻射驅力,由初始擾動產生的立即性輻射驅力instantaneous radiative forcing和調整所構成,這部份的區別就有時間尺度的差異性。)

舉例來說,大氣二氧化碳濃度增加可視為一輻射驅動源,額外二氧化碳吸收向上長波輻射、造成大氣層頂淨向下輻射通量增加為立即性輻射驅力、達成平衡後地表溫度增加以增加向上長波輻射則為氣候回饋。而此過程中,大氣水氣濃度變化造成的大氣層頂淨向下輻射通量改變,則根據其是否和地表溫度增加有關係,區分成調整或氣候回饋(理論是如此,實際如何運作顯然就是內行專業了)。

在AR6中,等效輻射驅力和氣候回饋的關係和AR5相同,由底下公式表示:ΔN = ΔF + α ΔT。其中ΔN為大氣層頂淨輻射通量的變化、ΔF為等效輻射驅力、α 為氣候回饋係數、ΔT為地表均溫改變量。下圖說明假設上述線性關係恆成立下,如何藉由氣候模擬結果,推出氣候回饋係數。

不同輻射驅動源和回饋機制的影響更為清楚


近期台灣電力系統有幾個值得注意的新聞,可供未來能源轉型的參考。

其一是煙花颱風在7/21以後的一週左右的時間,帶來了豐沛的風能發電和水力能發電。這讓7月底每天的風光水等再生能源發電佔比都趨近6%,是夏季的新紀錄。煙花颱風接近台灣的路徑,雖然帶來強風和水力,但因為南臺灣受到外圍環流的影響較小,太陽能仍有效發電,造就了非常理想的再生能源發電情境。

煙花颱風接近台灣的時間,剛好是台灣負載尖峰最有可能出現的時節-因此,很有可能我們今年的年負載尖峰,因為煙花颱風而有效下降了-雖然具體貢獻需要利用機率性的反事實論證方法來定量分析。

在以前,人們對颱風的想像,大多伴隨著其所帶來的巨大災難,然而煙花颱風的拜訪,以及其帶來的綠能發電和負載抑低,象徵著另一種想像的可能-在未來,襲台的颱風當然還是有可能造成意外的災害(也包括核電廠必須降載或停機等對於電力系統的損害),但它們也是夏季時節綠能大展身手的最佳機會。

另一個好消息是,今年截至目前為止變動型再生能源的容量價值實績,因為夜間殘餘負載尖峰的有效抑低,達2.11GW。和去年的1.81GW相比,這是顯著的成長,也代表負載尖峰和殘餘負載尖峰的差值應該會隨著平均用電量的增加而增加,所以未來變動型再生能源的容量價值應該會持續成長。如果夜間殘餘負載成長的幅度確實小於負載尖峰,對於未來供電可靠度的規劃上會是一大福音,變動型再生能源在這裡的貢獻也應該被充分承認才對。

值得一提的是,今年截至目前為止的殘餘負載尖峰發生在7/13的下午三點半,所以太陽能即使到今年也仍有20.5%的邊際容量價值。而季風槽在7月底8月初北上逼近台灣、造成風能發電大增的情況,如果是頻繁發生的常態,在未來計算離岸風能的容量價值時,也應該納入考量。

最後,正當今年的年負載尖峰發生的時候,台灣三部運轉中的核能機組,竟然有一部因為高腳椅誤觸控制介面,造成緊急停機而不能使用;所幸事發後,白天尚有太陽能支援、傍晚水力能也尚能支應;然而由於核二二號機緊急停機後三天依舊無法滿載發電,也造成了又一波對供電可靠度的討論。

這種本來只該在《辛普森家庭》看到的荒謬劇情,卻成為現實中真實上演的黑色喜劇。風光電力輸出隨天氣的變化,有大氣輻射學和大氣動力學等嚴謹科學做預測,工作人員誤觸核能機組機關而緊急跳機的事故,又有哪一種科學能做事先預測?傳統機組穩定可靠的定性、以及對於綠能不穩定不可靠的抹黑,在一次又一次台電人為操作失誤引起的傳統電廠事故中,不斷地被事實挑戰著。

(本文原載於媽媽監督核電廠聯盟粉專上)


《來自新世界》是一部觀看過程中,不忍看完,但我逼自己直視的作品。

劇透注意!!

其一.眾生平等的佛法的墮落

其實結局並沒有像其他人講得那麼令人震驚-甚至在小説主敘事者早季第一次救出溺水的鼠人的時候,我就有「他們該不會是普通人類演化出來的吧?」這樣的不祥預感,而劇情也不時透露一些暗示。

大概到了劇情中段,斯奎拉即將帶領鼠人反叛咒人的鋪陳已經很明顯,而在知道鼠人已經發生類似工業革命和啟蒙運動等重大文明進展後,咒人們竟然毫無動作,十二年之後完全被斯奎拉牽著鼻子走,僅差一步之隔就能達成其解放同胞的志願。

如果以類似《斯巴達庫斯》的切入角度,我們完全可以想像同一世界觀下,一部以鼠人為主視角的作品,會如何描寫鼠人數百年來的被奴役和壓迫、英雄斯奎拉和救世主的誕生、在受到大義感召而視死如歸的志願軍、而起義失敗之後英雄又是如何從容就義。大概是這樣的悲壯作品吧。


昨天早上看到又有人,隨便截一瞬間的電力系統運作圖,就想論證歐洲綠能大國的再生能源佔比是假的、他們的用電都還是要靠核能火力;這次是2020年綠電佔比達電力需求80%的丹麥。

原來丹麥的綠能佔比才15%...等等等,這是把綠電來源憑證扣除的結果,怎麼可以拿來說明丹麥還是必須仰賴大量核火咧!見https://www.aib-net.org/sites/default/files/assets/facts/residual-mix/2020/AIB_2020_Residual_Mix_Results.pdf

其實擁核擋綠人士談歐洲電網,看來看去就是這幾個論點:

1. 有核能的國家進出口電力叫做穩定鄰國電網,沒有核能的國家進出口電力叫做仰賴鄰國;雖然所有電廠在做的事情明明都是一樣的(報價報量參與批售電力市場),但反正對他們來說核能發出來的一度電,在電力市場上就是要比綠能發出的一度電更棒更讚。

2. 明明在討論歐洲同步電網卻要求各國做出孤島電網般的經濟調度,但因為現實根本不可能有人這樣調度,就得到孤島電網做不到高佔比綠能這種毫無反事實論證根據的結論;而出現孤島電網明明做得到高佔比綠能的案例時,又說這些案例量太小沒有參考性。

簡單來說就是你拿較大系統的轉型案例,他們就說人家跨域整合彈性資源夠多;而你因此要拿較小系統論證跨域整合彈性資源不是發展綠能的必要條件,他們又會說人家系統小、綠能需求不會那麼高。但彈性能力需求和系統大小本來就有一定程度的互斥性,這樣討論根本是故意雞蛋裡挑骨頭玩無限迴圈。

3. 講企業買綠電(來源憑證)就說RE100是造假的贖罪券、不能算數,但又拿排除綠電來源憑證後的剩餘灰電占比,當做丹麥之類的綠能大國其實還是得靠核火、甚至使用占比遠高於綠能的論據。這顯然是混淆技術性問題(高綠電佔比可行性和需要搭配的彈性資源)跟會計問題(如何分配發電的碳排或核廢給不同用戶)才會得出的詭異結論。因為如果順著他們的邏輯,假如火星上使用核火佔比100%的電網的企業跟丹麥的再生能源電廠買來源憑證,就代表丹麥的電網需要火星上這些核火機組-但正常人怎麼看,這市場運作結果明明就是有些人對綠電來源憑證有需求,需要再生能源電廠發的電才對吧……
(一般人通常擔心電證分離後double counting問題,但在此邏輯中,綠能發電量的貢獻反而是zero counting,自動被消失)

這些手法跟論點我從很久以前開始唸碩士就一直有看到,也沒甚麼理由要特別在現在跟他們進行失焦討(ㄔㄠˇ)論(ㄐㄧㄚˋ)。我只是有點感慨,怎麼他們像是一直活在核一二三佔台灣發電20%、延役有望的時代(最近核二1號機停機時他們給人的感覺就是還真的在把核能延役當作可行解方,雖然也可能只是為了核四公投而出來亂槍打鳥……)。

Tony Yen

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