台灣的能源科技發展,未來有哪些方向?

如果說節能跟替代能源發展都很重要,那麼,政府對前瞻性的節能科技做了哪些研究與規劃?

而這些研究,顯然不能只局限於學術界,如何真正落實到產業,帶領整個社會達成減碳目標?

請聽第二期能源國家型科技計劃執行長、前工研院副院長、資策會執行長李世光,為您帶來當前台灣尖端能源科技發展的主要計畫。

 

引言:

主持人彭宗平教授(以下簡稱彭):

歡迎您收聽《台灣的明天‧明天的台灣》,我是彭宗平。我們這一季要討論的主題是能源與環境。上個禮拜我們首先邀請了前科技院顧問組執行秘書萬其超教授,到節目跟大家說明台灣能源政策的制訂,以及能源科技的推動過程。讓聽眾對台灣的能源使用,以及未來的發展有一個比較全面的了解。由於台灣的能源98%以上是仰賴進口,發展替代能源、再生能源是台灣永續發展的重要關鍵,而其中推動能源國家型科技計畫,便是政府很重要的一項能源政策。所以今天我們很榮幸能夠邀請到「第二期能源國家型科技計畫」的執行長,台大李世光教授到節目來,跟大家說明這個計畫推動的目標以及執行的狀況。李教授,歡迎您。

來賓李世光執行長(以下簡稱李):彭教授,各位聽眾朋友大家好。

彭:李教授目前是台大應用力學研究所的特聘教授,曾經擔任過國科會(也就是科技部的前身)工程處的處長、工研院的副院長、以及資策會的執行長。他對台灣科技的發展有很深入的參與跟了解。2014年起,他也兼任能源國家型科技計畫的執行長。

 

1. 能源國家型科技計畫的起源,為何要做?

彭:李教授,剛才我提過台灣的能源98%要仰賴進口,所以發展能源科技是很重要的。您現在擔任「第二期能源國家型科技計畫」的執行長,是不是能夠跟我們大家說明國家型計畫的發想起源?

李:好的,我們台灣過去20年來,一直在執行各種不同的國家型計畫。這20年來也不停的有各種重要的討論,什麼樣的計畫才是好的國家型計畫。大家耳熟能詳的,譬如說奈米國家型計畫、早期的數位典藏國家型計畫、智慧電子等等。目前執行的能源國家型計畫是能源國家型計畫的第二期,科技部在行政院指導委員的推動之下,開始形成一個所謂國家型科技計畫的時候,會先有一個規劃團隊。這個規劃團隊經過半年到一年的規劃之後,提出一本規劃書,再由國家型計畫的指導委員會通過之後,就會正式形成國家型科技計畫,所以它是一個科技的計畫。一旦通過之後,在科發基金的經費分配中,就會被列為第一優先。

彭:但計畫有很多,為什麼特別把能源科技當成是國家型科技計畫之一,而且進入第二期呢?

李:好的。就像剛剛我們主持人提到的,台灣98%的能源是進口的。任何一個國家在談它的安全的時候,Energy security就是「能源安全」,幾乎永遠是一個必須被討論的議題。這個問題在台灣尤其重要,並且特別值得深思。

我們從幾個角度來看這件事,第一個,我們的能源既然是98%進口,那是不是我們只要顧好外交關係,能買到能源就好了,是這樣子嗎?如果不是的話,我們卻只有2%的能源可以自產,怎麼辦?在這種狀況之下,世界各國,包含最近積極推動再生能源的德國,都嘗試大幅的發展綠能科技。在那樣的想法之下,那麼我們有沒有機會推動,譬如說綠能產業?這跟剛剛您所提到的,所謂的今日的台灣、明日的台灣、能源在台灣的重要性等等都有關。從這個角度來看的話,中間一個重要考量是,我們應不應該發展我們自有的能源科技?這也是我們今天大家一起探討的主題。

彭:這個題目如果放在中小學的是非題,答案一定是圈,一定是「是」。不過我們已經推動一期的能源國家型計畫,做了五年。

李:對。

彭:現在進到第二期。所以從第一期的內涵,再延伸到第二期,有沒有甚麼樣的差別?

李:是。我們在第一期的能源國家型科技計畫做了很多的分析。基本上列舉分析了全世界各式各樣的科技,在台灣也做了各種初步分析,甚至不只是初步,在某些情況下,對某些領域進行了一定程度的研究。

可是進入第二期的時候,在立法院、行政院、甚至全民的要求之下,提出了一個問題,那就是當我們往前走,這些科技可不可以在台灣造成幾方面的效益:

第一個,讓我們能源安全提升。

第二個,能不能增加我們能源的使用效率?換句話說降低二氧化碳的排放量。因為這中間有一個很重要的議題,就是我們台灣的排碳量在全世界是名列前茅的。中研院李遠哲前院長有一句名言,他說要常常抱著地球睡,懷抱著地球憂心,要關心地球將來會怎麼樣,台灣在這件事情上是責無旁貸的。

彭:對,其實能源安全提升,意思就是說我們能源的自給率應該提高。

李:是的。

彭:至於排碳量,我們在世界的排名號稱18名或者20名,但是在亞洲排名現在毋庸質疑是第一名。

李:對的。

彭:是世界平均排碳量的三倍左右。

李:對。

彭:這其實相當驚人,也就是說我們能源使用的效率可能不高。第二,可能是我們很多的產業需要比較多含碳的能源。

李:是。

 

2. 第二期能源國家型科技計畫:六大主軸推展與產業化,必須跨部會進行

彭:不過我想請教一下,從第一期過渡到第二期,也許我們說第一期已經佈了局,已經佈了樁。所以第二期一定有相當的期盼,它真的能夠落實。特別是產業化,必定是一個重要的方向,甚至可能是將來所謂的績效指標KPI。您能不能講講第二期的內涵還有目標呢?

李:好的。邁入第二期,在我們撰寫整個規劃書的時候,的確像您剛剛所提到的,第一是能源的自給率。第二是台灣能源產業可不可能被建立起來?產業化的結構是不是能夠落實?同時在這個時間點,整個國家型計畫也開始進入所謂的主軸化的基礎思路。

所謂主軸化的基礎思路,就是過去我們在執行國家型科技計畫的時候,每一個部會因為任務不同,譬如說當年的國科會就負責基礎研究,教育部就負責人才培育,經濟部就負責產業發展。可是等到能源國家型計畫的時候,就開始不同了。因為基礎研究做出來,這個科技很可能有長期的impact(影響),繼續往前做能不能在台灣落實?學術界做出基本研究之後,法人或經濟部底下的研究法人可不可以接受?可不可以推動到產業?在過程當中全民支不支持這種想法?都不是單純從學術角度可以分析出來的。

一旦開始主軸化,我們以現在的六大主軸來看,從替代能源,從節約能源,從智慧電網,這三個部分我們叫做虛擬電網與能源管理,主要考量能源的虛擬電廠控制等等。嘗試落實這個想法,我們就會發現,基礎研究一路經過產官學研,到了產業這個結構,各階段是不同部會在執行的。所以主軸化的結構其實天生就跨部會了。

除了剛剛所談的那三個領域,整合起來就是所謂的virtual power plant(虛擬電廠,即一種電力供需管理的技術)這樣一個大的思路以外,另外三個主軸是比較長期的,一個是我們台灣的黑潮跟所謂的離岸風電,這件事情到底能不能做,非常多人在關心這件事情。另外一個,是天然氣水合物跟地熱,可不可能被台灣真正的落實。最後一個是所謂的淨煤減碳議題。

為什麼這三個東西會重要?從黑潮來看的話,全世界離海岸最近的黑潮在台灣。所以呢,雖然第一期國家型計畫花了很多力氣,可是到實際產業化的時候,就付之闕如。經過我們的推動,目前有一個台灣業界在積極投入相關的計畫,甚至有幾個公司非常認真的在執行與嘗試落實這件事,要從學術研究走到產業化,我們就必須努力。

離岸風電當然毋庸質疑,台灣有全世界八個最好的風場,雖然面積不大,可是風場的品質很好。那麼另外一塊呢,我們談淨煤減碳這件事,是因為全世界IEA(國際能源署)的分析說,各個國家不管怎麼努力,一定需要能夠有除碳的技術,才可能達到全球希望減緩地球暖化的要求。

彭:是。剛才李教授提到第二期的能源國家型科技計畫有六大主軸中心,能不能再跟我們重複一遍?

李:好的。第一個是替代能源,第二個是節約能源,第三個是智慧電網。三者成為我們所謂的虛擬電廠。

彭:是。

李:第四個是所謂的離岸風電跟黑潮發電,其實就是風能跟海洋能;第五個,就是地熱跟天然氣水合物;第六個是我們剛剛所說的淨煤減碳。

 

3. 為何太陽光電、固態照明等不在計畫之內?

彭:李執行長提到第二期計畫,特別是六大主軸執行的方式。但是我想要再請教一下,在這六大主軸裏頭,我們大家比較耳熟能詳的包括像太陽光電,台灣在這方面是優勢產業;固態照明也是重大產業。為什麼當初考慮的時候,這幾個沒有在項目裡面?

李:是。我們台灣能源的推動跟落實,不是只有能源國家型科技計畫在執行,行政院同時有「綠能旭昇方案」在執行。能源國家型科技計畫的部分,要求比較尖端的研究,同時可以逐步建立台灣的產業。如果某個領域,在台灣的產業界已經相當成熟,在當時的規劃,考量進入第二期的時候,沒有必要放在這個科技計畫裏面繼續執行,它就回到經濟部一般推動所謂產業落實的方案,大部分乃由「綠能旭昇方案」來推動。

所以您剛剛提到的太陽能,包括陸地上的太陽能,同時包含陸上的風機等等,以及固態照明,這部分的產業台灣非常成熟,事實上還具有國際競爭力。在那樣的思考過程當中,我們就把它們從所謂的科技計畫移到一般的部會計畫中去了。

彭:所以它們還是包括在台灣的能源政策裡面,作為替代能源它們還是很重要的。

李:是。

彭:那您這邊主要集中在新的能源,新的技術的開發。

李:是。

 

4. 能源國家型計畫的具體目標,與國際趨勢的對比

彭:但是剛才您提到這六大主軸中心,這樣的一個研發,從產官學角度嚴格來講,有沒有很具體的目標呢?

李:有的。在我們整個國家型計畫整個裏面,其實我們也跟全世界的國家做對比的思考。我們發現幾件事情,第一個在這個國家型計畫裡面,要求在5到10年之內,對台灣能源的使用效率提升5%到10%,或者排碳量可以減低5%到10%。當然綜合起來的指標,是我們的GDP(國內生產毛額),跟我們能源的使用,這兩件事情可以逐步的脫鉤。所謂的逐步脫鉤,很有名的一張圖,拿1990年的時候,台灣的GDP當做1,台灣的排碳也當成1,我們逐年畫我們GDP的成長,跟我們排碳量的成長。在過去20年當中,有很多的年度幾乎是一比一。這是很可怕的事情!在這個架構底下,就表示台灣每1%的GDP,都來自於1%的二氧化碳排放。

因此,在這個國家型計畫裡面,有一個目標,就是每一年提升能源密集度,也就是我剛剛所說的,我們的GDP除以我們的排碳,可以從一比一這個架構逐漸的脫鉤。以能源密集度來講,現在是以2%到3%的比例逐年在改進。過去幾年我們的確遵循這樣一個指標往前走。因此能源國家型科技計畫就是在研究,我們是不是能夠落實這樣一個大的目標。

這件事情當然跟我們今天所談的主題,就是所謂的台灣的環境永續這件事有關。我們目前對國際的承諾是,我們每一年的排碳,相對於BAU( business as usual,按:即二氧化碳排放基線,也就是不採取溫室氣體減量下,任由自由市場力量所增加的溫室氣體排放量),相對於這個,我們每一年要比BAU降低30%,這是環保署當初對國際的承諾。

依據現在的分析來看,我們全力以赴,以目前的政策來做,剛剛好可以達成。可是這一條線呢,其實離馬總統在競選的時候,所做的承諾還差很遠。不只是這樣,更重要的,實際上是今年的4月1號的時候,聯合國各個國家都提出一個叫做「深度減碳計畫」,由各國做出自主的減碳架構。我們台灣因為不是聯合國的會員國,所以我們還沒有提出這個指標。這個指標要求每一個國家,從自己的能力由下而上的逐步累加計算。

我們現在分析全世界的國家目前有提出的,包含中國大陸、美國、英國等等,他們所提出來的減碳目標都遠遠高於過去《京都議定書》的架構。如果我們以那條線來看的話,那個又比馬總統競選的時候,所承諾的排碳量還更低。所以在這個架構底下,我們就會發現,全球對於所謂地球暖化,跟對於排碳這件事的重視程度,遠遠超過我們過去的預期。所以在這種角度之下,能源國家型科技計畫會面臨更大的執行壓力。

彭:所以你們的指標會跟著這樣的國際趨勢提高嗎?還是當時在規劃的時候,我們的指標就已經能夠滿足需求?

李:依照現在的結構,是還沒有調整指標。沒有調整不表示我們置之不理。而是第一個,全世界正在分析各國提出去的標準。而要做那一件事情呢,必須要從每一個國家由上而下的計算出來整體可排放量,就是我們到底真正可以減碳多少。

這件事情非同小可,必須要至少一年的基礎分析。對此,中研院也提出了一份建言書,希望在這個部份請行政院長,請總統,就這個角度做更進一步減碳的分析。這件事情各部會都開始在思考,可是我們還沒有開始啟動這部分的計畫。當這部分的計畫一旦被列入正式的政策,國家型計畫的執行勢必就要跟著調整。

彭:因此在做能源計畫的時候,能源政策必須要跟環境,還有跟減碳扣合在一起。

李:是的。

 

5. 能源科技發展上,政府各部會的分工狀況

彭:但是剛才就您所說,整個能源的政策,或者能源科技的開發,需要各個部會一起來群策群力。也就是說涉及到各個部會的分工以及合作的機制。政府在推動這個計畫的時候,分工的機制如何?

李:好的,我們現在這個國家型計畫裏面,直接在第二期參與的部會,有科技部,有經濟部,事實上這兩個部會就占了幾乎100%的經費,剩餘的就給了交通部。

內政部在這一期沒有參加,教育部在這一期也離開,雖然教育部的人才培育還是跟這個計畫有相當程度的扣合,可是在這一期的計畫裏面,教育部的人才培育是移出所謂的科技計畫的。

彭:但是在這裏面就剛才提到的,譬如說環境也必須是重要的項目。

李:是。

彭:在制訂政策的時候,還有決定科技發展的方向,是不是像環保署的意見也必須被納進來?

李:對,環保署在行政院這個層級會分析,而且要求各部會參與討論。可是在能源國家型科技計畫裏面,他們的經費並不被列在裡面,一起做整體的考核、評量,還有推動。

 

6. 具體績效落實與產學合作

彭:您是這個計畫的執行長,您怎麼來推動這個計畫,能夠具體落實績效的指標還有具體的工作呢?

李:您問到一個很重要的問題,剛剛提到我們有所謂的相對BAU降30%,我們又面臨全球大幅減碳,所謂的巴黎協定等等這些討論。在那個架構底下,每一個主軸怎麼樣真正達成目標?

在這個計畫的指導委員會,曾經問過一個問題,我們從那個指標是否可以逐步分析,每一個主軸應該做到多好,才可以做到這件事?我們做了一個很詳細的分析,那個答案是不可能有的,因為有無限多組答案。所以我們倒過來做一件事情,我們現在正在做的是,算出每一個計畫在推動的過程當中,會達成多少減碳?可以提升多少的產業價值?產業價值的意思,就是政府每投資一塊錢進去,會產生多少錢的產業投資效益,跟所謂的GDP成長。利用減碳、產業價值的評估,來決定每一個主軸的投資,是不是達到效益。最後再扣合到整體國家型計畫的目標。

所以在那個架構底下我們很快的會發現,科技部負責前端的研發應用之後,在過程當中,除了傳統的產業化工作由經濟部接手以外,我們也大幅增加所謂「產學合作」的產業結構。換句話講,很早就希望產業界加入科技部的研究計畫,因為這畢竟是第二期的計畫了。因此,在六大主軸裡面,產學合作的件數就占了超過三成。在離岸風電跟海洋能源這個主軸的產學計畫,更高達七成。其實不只是這樣,那是件數。以經費來說的話,這一些產學合作占了整個經費差不多90%。所以這點是相當重要的,就是我們在推動過程當中,讓產業界跟學界的研發可以真正的扣合,同時在過程當中跟經濟部的法人,還有整個產學推動策略逐步聯結,一步一步來做。

彭:所以產學合作在這裡面是一個重要的核心。

李:是的。

彭:我們今天非常高興能夠邀請到「能源國家型科技計畫」第二期計畫的執行長,台大的李世光教授,來這裡跟我們分享這個計畫的起源,它的內涵以及執行的目標。下個禮拜同一個時間,繼續要邀請李執行長跟我們說明這個計畫目前執行的狀況,跟我們分享一些具體的案例跟亮點。《台灣的明天‧明天的台灣》我們下週再會。