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《綠能補給專欄》再生能源就是低碳能源

圖片來源:Pixabay

曼哈頓研究院研究員Mark P. Mills於華爾街日報以「如果你真的想要再生能源,準備好大挖特挖。」(If You Want ‘Renewable Energy,’ Get Ready to Dig)為題,投書批評再生能源生產過程中耗費大量資源,甚至諷刺若要達到國際再生能源總署提出的 2050 減量情境時,太陽光電板廢棄後製造的垃圾量,為全球當前塑膠垃圾量的兩倍。接受柯氏集團大筆捐助的曼哈頓研究院,其成員多次在媒體上發表質疑全球暖化的論點,因此 Mark Mills 的觀點,實則反應該機構長期以來的立場,不足為奇。但更重要的是,此篇投書立基於該機構三月份發表的研究報告,該研究報告中引述文獻提出評估數據,乍看之下極具說服力。但若細部分析,則可見該報告與國際能源領域最新研究成果並不相符。

從生命週期來看 再生能源仍屬低碳

若欲整體考量各類發電技術從燃料開採、設備製造、營運與廢棄階段的影響,採用生命週期評估比較各類能源技術的優劣時,最為權威的研究報告乃為聯合國環境規劃署國際資源專家小組於 2016 年發表的「綠色能源選擇:低碳發電技術的效益、風險與利弊權衡」(Green Energy Choices: the Benefits, Risks and Trade-Offs of Low-Carbon Technologies for Electricity Production)報告。該報告邀集了三十幾位國際生命週期評估領域學者,綜整提出即使考量再生能源設備製造過程中所需要用的金屬、化學物質、玻璃等,再生能源整體生命週期的碳排放量,還是僅為燃煤火力的 5~6%。而在空汙方面,也是在 10% 以下。而在物質耗用量上,該報告亦指出再生能源每發一度電所需耗用物質量是燃煤電廠的五倍以上,但該報告強調可以藉由妥善物質回收、導入新材料與製程、提升物質效率等方式,削減其影響。

各類發電技術的生命週期環境衝擊比較。圖片來源:UNEP, 2016

綠能的能源投資報酬已經高於化石能源

Mills 的投書中嘲諷綠能推動者都忽略再生能源生產過程中對於傳統化石燃料的耗用,如其提出若要興建足以供應全球半數電力的風機,則需消耗 20 億噸的煤炭方能供給風機所需的水泥與鋼鐵。此論證不僅忽略全球目前一年煤炭消費量實為 75 億噸,若真的風力發電量可達到全球電力結構的一半,其替代掉的煤炭需求仍是高過於生命週期中增加的煤炭需求。此外,許多綠能批評者均與 Mills 一樣,常以再生能源的「能源投資報酬率」(Energy Return on Investment, EROI)過低與「能源償付期」(Energy Payback)過長抨擊再生能源發展不切實際。過往均認為化石燃料的 EROI 為 25:1,高於再生能源的 10:1,但依據英國里茲大學 Brockway 博士等人發表在《自然能源》(Nature Energy)最新研究,化石燃料 EROI 實際上僅有 6:1,而且持續削減中,意即化石燃料產業需要花投入更多的能源才能維持同樣的生產效率。而在「能源償付期」上,依據美國國家再生能源實驗室最新的報告,屋頂型太陽光電的能源償付期為 1 至 4 年,意即就算一塊太陽光電板 1 至 4 年的發電量,就抵過其生產過程所需耗用的能源,而太陽光電板的壽齡至少為 20 年,意即每裝上一塊太陽光電板,則可確保享有 16 年以上的零碳排與空汙的真正潔淨電力。.

太陽光電能源償付期僅需 1~4 年。圖片來源:NREL, 2018

共同建立負責任綠能發展

Mills 更指稱近一步強調再生能源與電動車的發展,會導致稀土元素需求增加三至十倍,亦會導致鈷(cobalt)與鋰(lithium)金屬需求量增加 20 倍,並批評此舉將加劇血汗礦石的情形,欲以凸顯氣候行動者漠視減碳技術對於人權潛在負面衝擊。面對此類問題,全球重要的人權組織國際特赦組織(Amnesty International)則發起「倫理電池」(Ethical Batteries)倡議計畫,強調電動車絕對是重要的減碳策略,但電動汽車製造商必須肩負起鈷(cobalt)與鋰(lithium)金屬供應鏈的監督責任,確保其對於勞動權益、社區發展不會產生負面衝擊。因此國際特赦組織已經和綠色和平美國分部合作,共同調查電池生命週期中各階段潛在危害與因應方式,並與挪威的電動車廠牌研擬推動人權盡職調查(Human Rights Due Diligence)制度。

國際特赦組織於 2019 年發起倫理電池倡議計畫。圖片來源:國際特赦組織

綜合上述國際研究成果,整體考量各類發電技術從燃料開採、設備製造、營運與廢棄階段的影響,再生能源絕對可減少碳排放以及降低空汙衍生的健康衝擊。但面對化石燃料倡議者對於綠能供應鏈大量耗用資源或是惡化人權等質疑,公部門、綠能產業以及環保團體亦不該僅將其視為能源假消息,消極地以闢謠方式處理。而是正視再生能源推動中所需管理配套,無論是太陽光電板回收體系的建立、電池供應鏈的人權責任稽核等。此般方可更有效消彌一般大眾對綠能的疑慮,亦符合藉由能源轉型將社會與環境成本最小化的終極目的。

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