北部光電行不行? 四個實例看太陽光電的社會價值與意義

文:劉如意(綠色公民行動聯盟研究員)、許量然(主婦聯盟環境保護基金會專員)

近日《再生能源發展條例》正進行修法,其中第12-1條「未來新建、改建與增建建物,需要強制加裝一定比例的太陽光電設備」的修法條文引起關切,民間除了憂心建物成本提高或轉嫁、提醒須留意景觀感受等想法,多數民眾可能直觀地認為北部發電效益不佳,強制加裝太陽光電恐造成其他問題。

本文想點出,我們需要擴大尺度,將北部的太陽光電發電效益置於淨零減碳目標下,並與高緯度國家相比,才能彰顯其價值。同時提出四個北台灣公民電廠的發電實例,證明北部案場除了具一定的發電效益,更有不可量化的在地價值與意義指標,是淨零未來的重要基石。

一、太陽光電只有南部適合? 先看看高緯度國家怎麼做

「台灣北部不適合發展太陽光電吧!」關心再生能源發展的朋友,應該時常在網路上聽到這一類的說法。多數民眾認為相比於南部,北部「日照時間少」、「陰雨天多」,導致太陽光電發電效益不佳,不僅不符合成本,也無法達到減碳目的,因此不應該在北部推動。

然而,北部真的無法發電嗎?事實上,比台灣緯度更北的國家,也推動太陽光電。例如日本與德國,在近年都推出了建築安裝光電義務的相關法案。同樣緯度高於台灣的歐盟也在2022年訂下策略,不僅規範建築2029年皆需要強制加裝光電,同時也要求新建建築都應具備安裝太陽光電的能力。也就是說,這些緯度高於台灣、實際上日照時數更短的國家,都將太陽光電視為淨零能源政策的重要目標。

日本與德國既然強制推動太陽光電,代表他們實際上發電效率非常優異嗎?我們可以從數據來看:「容量因數」(Capacity factor)是判斷發電效率的一個重要指標。代表發電裝置在一年中的實際發電量與裝置容量最大發電量的比例。簡單來說,就是平均可發電量。

日本預估2023年住宅用太陽光電容量因數平均為13.7%;而德國估計2021年屋頂太陽光電容量因數約為10.3%左右。台灣的數據則顯示,即便是潮濕多雨的北部[1],2022年平均的容量因數為12.47%,也有著不輸這些國家的發電潛力。

二、不完全以利潤為導向的公民電廠,發電量也有大潛力

除了發電效益外,由於光電具備規模彈性、進入成本低的特性,公民參與的門檻相對較低,也發展出許多別具意義的公民電廠。以下我們將從四個北部「看重價值更勝於價錢」的公民電廠的案例,其發電量的潛力以及所創造極大的社會意義。

為什麼以公民電廠為案例,而非規模型案場?公民電廠是由民眾自主發展、討論及參與再生能源的設置過程,從提供屋頂空間、興建電廠或資金來源到售電利潤分配,都有社區或民眾的加入,有著高度的參與度與公益性。

北台灣四座公民電廠的位置與相關資訊。製圖:主婦聯盟環境保護基金會許量然

(一)信義新城公寓大廈

併網日期:2019年6月

裝置容量:145.7KW

年均發電量(2021-2022年):12萬9184.2度,每月可供35戶家庭用電[2]

容量因數[3](2020-2022年平均):10.12%

案場位置:台北市信義區公寓大廈頂樓(社區中10棟大廈的頂樓皆有安裝)

信義新城是台北市第一個公寓大廈型態的公民電廠。除了將售電回饋於社區居民,太陽光電板的設置也結合遮雨與水撲滿的設計,減少雨水直接打到屋頂造成的漏水現象。社區管委會也積極分享自身推動經驗,成為社區結合光電良好的示範場域。

(二)關渡國中干豆好

併網日期:2020年10月22日

裝置容量:19.845KWp

年均發電量(2021-2022年)2萬3015度,約可供六戶家庭用電

容量因數(2020-2022年平均):13.24%

案場位置:北投區關渡國中屋頂

干豆好公民電廠是台北市第一座「公有屋頂」開放公民集資的公民電廠。由主婦聯盟環境保護基金會攜手地方居民共同集資,並將其收益撥出部分回饋於關渡國中作為能源教育使用。同時也透過此次示範,促使台北市開放其他公有屋頂成為公民電廠場域。

干豆好案場規模是四個案場中最小的,但以2021與2022年的平均發電量來計算,容量因數達13.24%,已經高於北部縣市平均值。2021年的容量因數也高於全台平均的13.82%,證明即便不足20KWp的小案場,發電效益仍不容忽視,也可佐證北部是具有發電潛力的。

(三)長老教會天空7號

併網日期:2019年10月28日

裝置容量:50.63KWp

年均發電量:5萬6500度,約可供15戶家庭用電

容量因數: 12.74 %

案場位置:台灣基督長老教會總會事務所

天空7號案場是由綠主張綠電合作社於長老教會屋頂設置,希望透過與信仰中心的結合,破除北部不適合發電的效率思維,強調以實踐激發社會學習與討論。透過頂樓設置太陽能發電系統結合良好維運,可以減少近40年老屋頂的隔熱層劣化及漏水情形,以及頂樓層的夏季電費支出。

(四)翡翠一號

併網日期:2021年9月

裝置容量:80.92 kWp

年均發電量(2022):6萬5668 度,約可供18戶家庭用電

容量因數:9.23%

案場位置:金山皇后鎮森林露營區

翡翠一號由北海岸反核行動聯盟、陽光伏特家、在地企業以及綠色公民行動聯盟共同發起並對外募資。是台灣最北的公民電廠,位於核一、核二廠中間,象徵從過往核電廠的受害者,成為能源的創造者。與核電廠為鄰長達50年後,公民電廠的打造如何見證地方創生與重新修補地方關係的過程,以及地方重新出發的動力,是台灣能源轉型的最佳案例。

營運滿一年的翡翠一號,雖然容量因數為四個案場最低,但夏季8、9月的發電量與關渡國中干豆好相去不遠,發電差異主要出現在冬季。由於每年的氣候狀況不同,需要再觀察未來冬季的發電情況。

綜整上述四個公民電廠案例,整理其容量因數以及社會意義:

電廠 信義新城 干豆好 天空7號 翡翠一號
容量因數 10.12% 13.24% 12.74% 9.23%
年均發電量(度) 12萬9184 2萬3015 5萬6500 6萬5668
可供家戶用電 35戶 6戶 15戶 18戶
社會意義 台北市第一個公寓大廈型態的公民電廠。 台北市第一個公有屋頂開放公民電廠。 與信仰中心結合,強調實踐學習,激發社會討論。 象徵從過往核電廠的受害者,成為能源的創造者。

整理:劉如意、許量然

上述案例顯示,公民電廠的發電效益雖然無法與規模型商業案場比擬,但絕非不能發電,更具備金錢以外的社會價值。

此外,有些民眾認為陰天太陽能板就無法發電。我們以2022年6月4日關渡國中干豆好的發電數據來看,即便當天是暴雨警報,太陽能板仍持續正常發電。

2022年6月4日為降雨日,該天仍可發電。圖片來源:主婦聯盟環境保護基金會吳心萍提供

三、研究顯示,夏季南北部太陽光皆相當充沛

以台電統計2022年容量因數來看發電狀態,北部地區除了基隆明顯較為低落之外,台北市、新北市、桃園市、新竹縣市、宜蘭縣的年平均容量因數都有13%。整體來看,北部與南部發電效率落差不大。

2022年太陽光電容量因數。圖片來源:台電網站

北部發電量在某些季節與天候狀況,甚至可媲美或超越部分南部區域。根據楊銘[4]等人在「氣候與環境因子對屋頂型太陽光電發電量之影響」[5]一文中指出,在其所探討的三年期間,由於每年7、8月間,南部地區有多次降雨嚴重情形,使得中南部的全天空日射量大降,北部的太陽光電廠每日瓩所產生的發電量,多次高於中部與南部地區的太陽光電案場。由此研究得知,南北的太陽光皆相當充沛,可為互補作用。

四、淨零轉型的社會工程,北台灣不可缺席

近日《再生能源發展條例》修法讓建物加裝太陽光電的話題再掀討論。我們認為應該在此時強調,再生能源是達成2050淨零的方式之一,其中屋頂光電的設置尤其重要,能夠減少地面光電的土地需求,加速達成淨零目標。

此外,北部太陽光電設置有其必要性與價值,從數據來看,北部發電效率與南部落差僅在於冬季,也不亞於日本、德國等正推動光電義務政策的高緯度國家,不應該以北部發電量不佳來忽視其發電潛力,若加上公民電廠所帶來的社會意涵,效益可謂再加倍。只要善用不同區域的季節特性與天候差異,太陽光電有機會為區域電力供應提供互補作用,從而提升電力供應系統的穩定性。

同時,北部太陽光電的設置更有助於提高北部能源自給率,減少「南電北送」的現況。若安於「北部發電量不佳」的說法而放棄北部,即便未來再生能源成為台灣發電主力,南電北送的不公平現況也不會減緩。

我們應該擴大尺度,將北部的太陽光電發電置於淨零減碳目標下看待,重視其發電效益與可創造之社會價值,透過完善的法令與政策,創造捲動全民參與的社會轉型工程。

註釋

[1] 北部縣市為宜蘭、基隆、新北、台北、桃園以及新竹。

[2] 根據工研院《2021家庭用電資訊百科》,2021年家戶用電每月約為311度。

[3] 容量因數計算公式為:總發電量(年) / (裝置容量*360*24)*100%

[4]  淡江大學經濟學系經濟與財務碩士班碩士生。其餘作者:淡江大學經濟系教授廖慧珠、南華大學財務金融學系助理教授李怡慧、真理大學財務金融學系教授孫育伯。

[5] 刊登於台灣能源期刊(2022年9月),第九卷,第三期。

參考資料

  • EU Solar Energy Strategy(2022)
  • 太陽光発電について(2021),資源エネルギー庁 – 経済産業省,55
  • Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland(2023),Harry Wirth,Fraunhofer ISE ,43
  • 「氣候與環境因子對屋頂型太陽光電發電量之影響」,台灣能源期刊(2022年9月),第九卷,第三期,p271

本文來自劉如意、許量然/北部光電行不行? 四個實例看太陽光電的社會價值與意義 | 環境資訊中心 (e-info.org.tw)