全球權威管理系統驗證機構挪威立恩威集團（DNV GL）於2021年9月1日發表其第5冊《DNV 2021年能源轉型展望》報告（Energy Transition Outlook 2021），其對全球減碳進度表示憂慮。內容指出，即使從今天開始採用綠電，人類仍然無法達成2050年淨零碳排的目標。該份報告也明確點出結論：全球需要以更快的速度，引進更多直接和間接的綠色電力，精進更多氫氣科技、生質燃料、碳捕獲和儲存科技。本文摘譯報告8項關鍵趨勢如後，以饗讀者。

關鍵一、減排、降溫成效不佳，《巴黎協議》目標恐難達成

DNV報告指出，目前我們距離巴黎協議的目標，相距甚遠。全球與能源污染高度相關的二氧化碳排放量，若以2019年為基準，則到2030年可能只下降 9%，到2050年也僅下降45% 而已。這個情況與巴黎協議所設定的「到2030年實現溫室氣體排放量減半；到2050年實現將全球暖化升溫控制在 1.5˚ C內」的目標，距離甚為遙遠。同時，報告預估到本世紀末2100年，全球平均氣溫將升溫 2.3˚ C。

關鍵二、電氣化領軍能源轉型，推估未來30年需求比例翻倍成長 

電氣化（Electrification）是迄今為止能源轉型中最興旺的發展元素。在未來30年內，電力在全球最終能源需求中所占的比例將翻倍成長，預估將從目前的19% 增加到38%，其中最主要的是靠太陽能和風能。

在各國政府與企業組織積極推動、發展下，目前全球「太陽能」和「風能」普遍都已成為最便宜的新能源形式。預估在10年之內，其價格也將比現在的火力發電來得更為便宜。到 2050 年，「太陽能」和「風能」將占再生能源發電可併網容量的69%，而化石能源僅占13%。這些新型態能源的連結、存儲和需求，將成為脫碳電力系統的關鍵資產。

在市場需求方面，歐洲、中國、美國的電動汽車使用量正迅速攀升。電池和充電基礎設施，將會因為政府的獎勵措施、成本降低、技術改進得以快速擴張。而推測至2032 年，全球銷售的所有新客乘車輛，將有一半是電動車。然而，這也將為各國基礎設施帶來轉型與建置挑戰，亦有部分地區恐面臨轉型進度的延滯落後。

關鍵三、「提升能源效率」仍是轉型關鍵

盤點過往的獎勵措施會發現，現行過於分散、缺乏長期的思考和制度，導致能源效率無法提升。為此，該份報告指出，「提升能源效率」仍是目前能源轉型的核心，也是對抗氣候變遷的最佳利器，建議政府和企業應該以此為第一考量要務，未來更必須積極推動行業標準和法規，以確保有效運用能源。

報告預測，未來30年之間「能源密集度」（Energy intensity）（指創造每1美元 GDP的能源效率單位）平均每年將升高到 2.4%/yr，此數值在過去 20 年的平均為 1.7%/yr。在這之中，大多數的能源效率提升與電氣化有關，其餘則來自最終使用端的效率改進，例如：避免使用行為造成能源浪費。而最大的能源效率提升則來自於運輸業；製造業、建築業這兩個行業，能源效率也有顯著的提升。

報告並推估，未來30年人口約增長22%，全球經濟約增長111%。總體能源效率的提升，將使得全球能源需求呈現平穩態勢。從2019年到2035年，全球能源需求將僅增長8%，此後未來 15 年基本持平。

關鍵四、化石燃料逐漸淡出市場，但2050年能源結構仍占比50%

報告指出，過去幾十年來，化石燃料在全球能源結構的占比約80%。到2050年化石燃料占比將逐漸減少至50%。不過，化石燃料仍會在能源結構中占有將近一半的比例，這說明了即使脫碳時代，化石燃料依然有其存在性。

化石燃料中，推估「煤炭」使用量下降得最快，到2050年下降62%。「石油」使用量相對地保持平穩，直到 2025 年才開始穩步下降，到2050年會比當前下降約一半左右。而「天然氣」使用量將在未來10年增長，然後在15年期間保持平穩；2050年「天然氣」將超越「石油」，占全球能源供應的24%，成為最大的能源。

另一方面，由現今狀況推測，碳捕獲與封存（CCS）的技術，依舊會發展得非常緩慢，其主因是成本過高，故至2050年恐將只減少3.6%的化石燃料碳排放量。

關鍵五、為COVID-19付出巨額金錢，卻未掌握綠色轉型機會 

新冠肺炎期間，透過全球相互支援，以及部分政府所頒佈的措施，有效地減緩了病毒的傳播與重症致死率，彰顯出國家和全球行動的有效性。然而，類似的積極措施和巨額經費支出，卻尚未應用於正在發生的全球氣候危機項目上。

過去20個月，全球支出經費高達數兆美元，主要是用於緊急醫療或紓困措施，例如：工資補貼和重建原有的經濟模式。新冠肺炎危機所帶來的朝向綠色生產、運輸和經濟活動的機會，卻未被充分掌握。一如DNV在去年報告中所言「COVID-19之後的經濟刺激計劃，很可能減緩了綠色轉型的速度。」除了少數明顯的例子（例如：歐盟）之外，其他各國政府並未將刺激復甦的經費，導向脫碳轉型。

受到新冠肺炎的影響，2020年全球二氧化碳和溫室氣體排放量下降了6%，然而

該年度碳排放量下降，是基於全球大幅減少經濟活動，而非更新能源系統。整體觀察而言，綠色轉型步伐並未因疫情加速，反倒是失去了一次絕佳轉型機會。

關鍵六、波動性、低電價不再是綠色電力的阻礙

傳統的火力發電之基礎設施，與再生能源（例如：太陽能、風能）無法充分相容，因為再生能源具有能源製造的波動性、變化性之特性。

然而，隨著再生能源的成本大幅下降、政府對再生能源建設的支持、碳定價機制的運作等趨勢，最終將使再生能源成為主導發電的地位。未來30年，全球將投資12兆美元用於建設更大的電網，並通過電網互聯、儲能和媒合電力需求等技術，解決太陽能和風能的波動性，使電力更趨穩定。

太陽能和風能的電力成本，也將持續降低。通過大規模的電氣化基礎設施，以及間接性的power-to-X、電網連結、電力儲存、媒合電力需求、碳定價等措施的推行，將有助於太陽能和風能保持優異的市場競爭力。不過，這些也可能會導致惡性的價格競爭，從而拉低投資意願。因此，再生能源於發電條件充足的時期，其所產生的廉價電力，必須能夠被妥善地儲存與再調配利用，並維持在令人滿意的價格。

以目前來看，太陽能加上妥善的儲能系統，這些條件已經使得「太陽能+儲能」正在成為一種新類型的發電廠機制，使得太陽能可以和熱電、核電和水電直球對決。報告發現，三分之一的太陽能發電將與會與直接儲能的設施相連結，預計到2050年能提供再生能源發電可併網容量的12%。

關鍵七、航空、運輸、重工業，需要更多氫、電子燃料和生質燃料

能源轉型與脫碳對於航空、航運、長途卡車運輸和大部分重工業而言，是一項非常具有難度的挑戰。而目前這些行業的碳排放量約占全球35%，並且減碳進展非常緩慢。

總體而言，「氫」被視為上述行業的主要脫碳解決方案。然而，對航空業而言，現今還依賴「生質燃料」的支持。對船舶和飛機來說，無法直接使用氫氣的窘況更是讓其能源轉型的進展更為艱鉅。其必須使用氫的衍生物或電子燃料（e-fuels），例如：氨和合成噴氣燃料（synthetic jet fuel），才能應用到運輸工具中。

雪上加霜的是，目前全球使用於能源領域的氫，以及其能供應的產量仍然非常微少，推估必須到2030年代的後期，發展與產量規模才可能開始擴大。為此，DNV預計到2050年時，「氫」將會滿足全球能源需求的5%。而各國政府必須積極鼓勵相關產業，加速發展技術、採用氫和電子燃料，否則至2050年，航空、海運和重工業，仍將保持較高占比的化石燃料。這也將會減緩綠色轉型進程，並嚴重阻礙全球實踐《巴黎協定》的目標。

關鍵八、到2050 年，大多數氫氣是透過專用的電解途徑製造 

根據不同製造來源，「氫氣」被分成好幾類。

• 「綠氫」: 採用再生能源發電後之電解水所製造的氫氣，沒有任何碳足跡。
• 「灰氫」: 採用「天然氣水蒸氣轉化法」（Steam methane reforming, SMR）所製造的氫氣。其使用的是石化燃料天然氣，製程也會產生二氧化碳。
• 「褐氫」: 採用「煤氣化法」所製造的氫氣。其使用的是煤、製程產生更多二氧化碳。
• 「藍氫」: 採用SMR法再搭配碳捕獲技術，目前獲得德國、英國承認。且現正最主流、成本最低的製造方式即是「藍氫」。

DNV今年的報告指出，與每年從化肥和化學品生產所製造的7,500萬噸「灰氫」／「褐氫」相比，目前可以作為能源載體的氫氣，其產量實在微不足道。不過，「氫」是其他電子燃料的基礎元素。因此長期來說，由電解方式所製造的「綠氫」，未來仍將是航空、運輸、重工業等困難脫碳的產業所仰賴之主要解決方案。

目前由電網電解所提供的電力，由於時數有限，處於不利的競爭位置。然而，隨著更多的再生能源進入電力組合，其碳足跡也將得以改善。未來使用於能源的氫氣，其製造方式將會主要通過專用的離網再生能源（例如：太陽能和風電場）電解方式來進行。

DNV報告預估，隨著時間的推移「綠氫」未來將占主導地位。43%的能源使用之氫供應量，即是來自專用離網再生能源（例如：太陽能、風能）的電解途徑。

至於另一個受到市場矚目的「藍氫」，屆時將失去其成本優勢。即使其在未來的幾十年內，會取代部分的「灰氫」和「褐氫」。然而到 2050 年「藍氫」也將只能占據能源使用之氫供應量比例的19%。

 

核稿：倪上筑

 

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資料來源：ENERGY TRANSITION OUTLOOK 2021
圖片來源：ENERGY TRANSITION OUTLOOK 2021

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