台北市的綠能發展潛力
101/11/12
瀏覽次數
22752
呂錫民｜
臺灣大學能源研究中心
在全球人口朝都市集中的趨勢下，大都會產生建築密集聳立、運輸流量龐大壅塞、垃圾廢棄物堆積難以處理等一般人所詬病的特色，無形中讓都市逐漸成為人類社會能源消耗和溫室氣體排放的主要地點，也引發學者研究都市綠能開發的各種可能性。依據數據收集和分析，發現台北市在綠能發展上深具潛力，在所述各項規劃措施下，幾乎可以成為百分百的綠能自給自足城市。
太陽能
台北市地狹人稠，平均人口密度每平方公里約1萬人，高樓大廈比比皆是。另外，在炎炎夏日，大量使用空調，造成電力尖峰負載嚴重。因此，和建築一體的太陽能發電系統（building-integrated photovoltaics, BIPV）是一項值得考慮的選項。
太陽光電系統發電量因為和日照量成正比，也就是說日照量越大，發電量越大，所以BIPV有減緩因空調所造成的尖峰負載效果，是一般傳統發電方式沒有的優點。另外，BIPV因為和建築結合為一體，也就是裝置在頂樓和帷幕上，更是寸土寸金的都會區域的未來能源之星。隨著太陽能電池技術的演進，不論效率或製程等面向，都使得太陽能和傳統能源在價格上將可互相競爭。
以日本東京為師，在311核電危機之後，日本政府宣誓抑制核電的能源政策造成的限電，不但人民和產業嚴行節能措施，東京更宣誓開源的行動，希望藉由百萬屋頂太陽能光電的設置，達到電力自給自足的願景。
近日一則國際新聞更指出，MIT已研發出以紙張為基板的印刷式薄膜電池，造價超低，是傳統PV電池的千分之一，不但可用於可攜式4C產品，更讓BIPV的未來可行性向前邁進一步。值得一提的是，BIPV不需要傳統大型輸配電系統。
由台北市太陽能和建築資料可知，在相當於台北市總建地面積60平方公里的頂樓上全部裝上太陽能光電板，一年可發電58億度。再由樓板總面積（171.2平方公里），可推估台北市平均樓層高度是3層，每層樓高約2.1公尺，由建築物棟數可推估每棟建築的底面積是857平方公尺，如果假設每棟建築是29公尺×29公尺×6公尺的矩形體，並假設一半帷幕面積（總共約為24平方公里）裝置太陽能板時，則每年可發電24億度。
總括上述評估，台北市的未來BIPV具有每年82億度的發電潛力，相當於每年用電量162億度的一半。同時，因為太陽能發電不會產生溫室氣體，由能源局所公布的市電排放係數0.612 kg CO2e/kWh，替代市電的結果減碳幅度可達46％。也就是說，每年人均排碳可減少1.92公噸二氧化碳，讓台北市的排碳達2.28 ton CO2e/p的超低水平。
年發電量82億度的太陽能光電板，以10％的發電效率和每日6小時的發電，估算裝置容量約為3.74 GW。如果以售價1 USD/W計算，可製造的商機是37億美金，相當於1,110億台幣。如果以市電售價每度電2.6元計算，則每年電力產值約為213億元，約5年可回收投資成本。
生質能
台灣地區人民每日生活中產生的垃圾量是1.1公斤，以台北市260萬人口計算，每年產生的垃圾約有1百萬公噸。如此龐大垃圾量的處理，成為市政的一大負擔，與其耗費人力、財力、空間和土地掩埋垃圾，不如以生質能的形式善加利用。
都市廢棄物的生質能處理一般可分為兩類：廚餘（30％）的沼氣和固體物（70％）的焚化。1公噸的廚餘可產生約3GJ熱焓值的沼氣，因此台北市垃圾掩埋沼氣可產生的熱能是24百萬公秉油當量。同樣地，處理過的衍生固體廢棄物（refuse derived fuel, RDF）的熱焓值是15.7GJ/ton，如果以焚化發電效率30％和熱回收效率30％計算，台北市的固體廢棄物焚化發電和熱能回收分別是9.2億度和88百萬公秉油當量。
總括上述計算，台北市的垃圾經掩埋、焚化等生質能化處理，可得到9.2億度的電能和112百萬公秉的熱能。如果以40％當作熱電轉換效率，台北市可由垃圾得到的生質電能是20.4億度。如果用來替代市電，具有的的減碳效益是1.24百萬公噸，相當於每年人均減碳0.48公噸。
地熱
台北市居民一定有上陽明山泡溫泉的經驗，但大都不知道這溫泉是一種地熱，地熱熱能源可用來發電，也不知道陽明山蘊藏的地熱能十分豐富。根據早期中油和工研院的探勘，發現其中的大屯山地熱的熱水汽溫度高達攝氏290度，流量每小時33公噸，發電容量潛力高達514 MW。假設利用率是90％，一年的可發電量是40億度，約目前台北市用電量的四分之一。後來因為發現大屯山的地熱田水蒸氣呈酸性，可能會腐蝕發電設備，便停止開發。
地熱發電不會排放溫室氣體，且可連續供電，是一種永續性基載發電方式。根據上述40億度的發電量，評估可減少溫室氣體排放量2.45百萬公噸，也就是台北市每人每年減少1公噸二氧化碳的排放。如果因為水蒸氣酸性問題而放棄如此龐大能源開發，實在十分可惜。因為科技日益進步，產業界一定有解決這問題的方案。
一般地熱發電廠常見的另一問題，就是蒸氣源終會用完。目前國外產業界已想出對策，除了使發電完的水汽凝結成液體，重新打入地熱田添補水源之外，有人提出把處理過的都市或工業廢水注入井中，補充可能枯竭的水蒸氣源，而達到發電和減廢的一石兩鳥之計。
電動車
台北市的交通流量大，登記的汽機車就有約180萬輛，每年消耗的能源和產生的二氧化碳排放約有73萬公秉油當量和2.6百萬公噸。如果全部汽機車更換為電力汽機車，估計不但有百萬公噸的減碳效果和45萬公秉的節能效益，更可產生六千多億的商機。
由上述的4項綠能的分析，可知台北市可供開發的綠能潛力豐沛。如果全數開發，約有142.4億度的發電潛力，幾乎可提供台北市一年的耗電量，並造成9.83百萬公噸的二氧化碳總減排量，不但能夠發揮強大的節能減碳效益，且可帶來龐大的衍生商機。以太陽能光電板和電動車為例，總共有約七千多億的產值，所造就的就業市場利基更是無法估計。
