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國際淨零目標之因應策略及全球情境評估

出處 核能研究所 (綜計組/研策室) 作者 陳治均 年份 2022/08
報告類型 能源簡析 分類 |新及再生能源 資料時間 2022年7月

 一、前言

 聯合國政府間氣候變遷專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Chang, IPCC) 2018年所出版的1.5℃特別報告中指出(IPCC, 2018),人類追求文明進步而大量使用化石燃料所導致的地球暖化已使地球溫度較工業革命前高出1℃,若以目前的暖化速度,在2030-2052年間地球溫升便會達到1.5℃,屆時氣候風險將會急遽升高,且暖化所造成之極端氣候、強降雨等對人類之健康、生活、糧食安全、水供應、及經濟成長等,都將帶來顯著的衝擊,另指出若要控制全球暖化,全球升溫幅度需限制在工業化前水平1.5°C內,要達成這個目標,未來十年內全球碳排放量必須減半,並在2050年左右達到淨零排放,氣候變遷已是全球需共同面對的挑戰,因此各國陸續更新國家的淨零目標。

 依據英國的研究智庫(Energy & Climate Intelligence Unit, ECIU) Net Zero Tracker網頁的資訊統計,截至今日,全球已有132個國家承諾了淨零目標,此132個國家合計之人口占全球85%、溫室氣體排放量占全球88%,依購買力平價(Purchasing Power Parity, PPP)計算的GDP占全球90%,而各國宣示的淨零目標大致可區分為三大類:碳中和(carbon neutrality)、淨零排放(net zero emissions)及氣候中和(climate neutrality)。依IPCC報告內的定義,「碳中和」係指在特定期間內,CO2排放量透過植樹造林、工程技術或碳交易的方式抵銷,亦即排放量扣除移除量為零,可稱作為「淨零碳排」(net zero CO2 emissions);而「淨零排放」為所有溫室氣體的淨排放量為零,僅考慮能夠實際抵銷排放的方式,例如:植林造樹或碳捕捉、再利用及封存(CCUS)等工程技術;另外,更嚴苛的目標則為「氣候中和」,此代表人類活動對氣候系統不會產生任何影響的概念,氣候中和也涵蓋了非溫室氣體的輻射效應,像是土地利用變化對氣候系統的影響,都需考量進去。

 

  國際能源總署(International Energy Agency, IEA)的報告(IEA, 2020a)指出,2015年以來能源使用效率提高的速度已放緩,說明單靠技術進步已無法有效抑制能源消耗,因此,IEA強調全球需採取更迫切的行動以降低整體化石燃料的使用量,而另一份的報告(IEA,2020b)亦指出,推動再生能源等綠色投資的永續復甦計畫,同時兼具促進經濟增長、創造就業機會、降低溫室氣體排放、確保能源安全與韌性等效益,另從IEA的模擬結果(IEA, 2020c)可看出,為實現2050年全球碳中和,最關鍵的為全球需進行能源部門轉型,擴大且加速對潔淨能源的部署,2030年應提高再生能源發電占比至60%,其中風能和太陽能將居主導地位。我國已於110521日核定「六大核心戰略產業推動方案」,在綠能及再生能源產業方面,將建構再生能源產業專區及研發基地、健全綠電參與制度,以及打造離岸風電國家隊,切入亞太風電產業鏈,讓臺灣風電產業輸出國際,透過科技創新及應用達成兼顧經濟成長與淨零排放的目標。

二、各國淨零目標之因應策略

2.1  歐盟

  歐盟在201912月通過歐洲綠色政綱European Green Deal並於202043日宣示2050年達氣候中和的目標,預計在3年內實踐50項行動,期望於2050年成為世界上第一個氣候中和的大型經濟體,該政綱提出調高2030年減排目標至55(原為40%)2030年達成零碳煉鋼、舊建築翻修率倍增以改善建築耗能等多項因應氣候變遷的相關目標及策略(重點摘要如表2),據以督促歐盟成員國在受疫情衝擊後,致力於復甦振興經濟的同時,亦需持續邁向2050年氣候中和,而在20217月已正式將此目標納入歐洲氣候法(European Climate Law)。此外,綠色政綱中也特別提及,為避免歐盟境內因實施嚴格的排放管制,造成境內產業競爭力下降,或產業外移至其他管制寬鬆國家,歐盟已正式公布「碳邊境調整機制(CBAM)計畫」,避免發生碳洩漏(carbon leakage)現象,並且推動歐盟脫碳轉型。

 為落實2030年減排55%之目標,歐盟在綠色政綱下推出的套案(Fit for 55 package),主要是引導成員國邁向競爭力、社會公正和綠色三大方向轉型,內容包括氣候、能源、燃料、碳交易、建築、交通、賦稅、土地利用及林業等面向,相關的重點措施與目標如表3

2.2 英國

       英國在2008年制定全球第一個具有法律約束力的氣候變遷法案Climate Change Act,明訂2050年減排較1990年排放量減少80%的目標,但隨著國際減排目標日益嚴峻,於20196月修訂通過將2050年排放減量提高為100%,成為七大工業國第一個將淨零排放目標入法之國家。20201118日英國首相Boris Johnson發布「綠色工業革命十點計畫(The Ten Point Plan for a Green Industrial Revolution)(詳見表4),預計動用120億英鎊的資金支援計畫執行,並擬在2030年前促進三倍以上的私部門投資,進而創造25萬人的就業機會。同年12月公布新的溫室氣體減排目標,以實現2030年排放比1990年至少減少68%。英國於20218月提出首部氫能策略UK Hydrogen Strategy,其策略目標是預計於2030年可生產5GW的低碳氫氣,以替代300多萬戶家庭、運輸業與工業每年消耗的天然氣,且預計於2050年最終能源消費中氫能的比例提高至20~35%

 2.3 德國

       為確保2030年後的溫室氣體減量目標得以落實,德國政府於2019920日公布了一份2030氣候行動的戰略文件,主要係規劃了國家整體與各部門的溫室氣體減量目標及措施,並於同年1218日通過「氣候行動法」,主要重點有(1)2050年達到氣候中和;(2) 2030年溫室氣體減量目標入法,相較於1990年減量55%(3)明訂各部門至2030年的(能源、建築、運輸、工業、農業、及其他)的減量目標等,而德國最高法院於 20214月裁定政府的「氣候行動法」政策不足,因為它們缺乏2030年以後的減量目標,因此,於2021年夏季對尚不成熟的「氣候行動法」進行了修改,並通過了關鍵改革的新法案,該新法案將實現氣候中和的最後期限提前五年至 2045 年,並​​2030年溫室氣體減量目標從相較於1990年減少55%提高到65%,而2040年目標則是88%

 德國能源轉型智庫Agora Energiewende2020年所出版的Towards a Climate-Neutral Germany提供德國在2050年達到淨零排放之三個步驟:(1)2030年時,溫室氣體排放與1990年相比減少65%(目前德國法定55%);(2)2050年時,溫室氣體與1990年相比減少95%(3)利用負碳排技術,扣除剩餘的5%溫室氣體排放。研究指出,在逐步達成2050年氣候中和的目標下,提升能源效率、使用綠能與電力化、發展綠氫產業鏈為三項重要的支柱。其中,使用綠能係指2030年占比達70%、非核無煤及2050年所有電力應由綠能提供;電力化代表各部門電力化以減少初級能耗,並透過建築與運輸部門的汰舊換新,減少最終能耗;而綠氫則用於電力系統長期儲能,以及作為煉鋼、石化等工業原料。另於2021年出版的Towards a Climate-Neutral Germany by 2045」相較於前版更進一步提前在2045年實現氣候中和,主要修正為第二個階段步驟,即在2045年時,溫室氣體與1990年相比減少95%。另外,2030年後德國能源發展重點涵蓋擴大再生能源使用、工業領域去碳、加速發展氫能市場、運輸部門電氣化、提高建築綠色改造率等。德國各部門於3步驟中之減排措施整理如表5

2.4 日本

       日本政府為實現2050年碳中和(carbon neutral),在20201025日宣布「綠色成長戰略(Green Growth Strategy)(METI, 2021),其中對於能源發展目標,規劃2050年再生能源發電占比提高至50%~60%;氫/氨發電占比提高至約10%;核能和結合碳捕捉的火力發電占比目標為30%~40%,為達上述目標,所制定的重大政策有:(1)海上風力發電將於2030年增至10GW(目前僅2GW),2040年達到3045GW,考慮到海上風電設備的設置成本高,日本政府計劃2040年海上風機零件的國內採購率達到60%;(2)擴大對下一代無碳能源的使用,2030年發電用的氫氣擴大至300萬噸,2050年擴大至2,000萬噸,且壓低氫發電成本至每Nm3 20日圓(目前約100日圓)。另日本在能源需求面的重大措施及目標方面,如(1)加強對下一代電動車固態電池開發的投資,2030年將電動車的電池成本降低50%;(2)2035年禁止銷售汽柴油車;(3)2030年度實現新建建築的平均排放量為零;(4)2030年功率半導體的耗電量減半。

 日本於20214月公布,2030年減量目標為比2013年減排46%(2015年公布之目標(23%)提升了兩倍),並且日本經濟產業省於71日對碳定價制度提出初步規劃,短期內強化既有的J-credit制度,而J-credit證書買賣並非透過公開市場交易,價格透明度不足,未來經產省規劃以J-credit制度為基礎,進一步推動「Carbon Credit」自由交易市場,透過市場機制提供誘因,鼓勵民間企業自主採取溫室氣體減排措施,由於「Carbon Credit」自由交易市場制度不具強制力,倘若中長期減排效果不如預期,則經產省考慮進一步導入具強制力的碳定價制度(如碳交易制度)

2.5 韓國

 韓國政府於20207月發布綠色新政計畫,指出為達2025年溫室氣體排放量目標,再生能源發電會成長三倍以上,此計畫的終極目標是實現碳中和社會。綠色新政中與發電業相關的重要措施,包含2034年韓國核電廠將由202426座的高峰減少剩17座,關閉半數的燃煤電廠,並將部份燃煤轉成燃氣電廠。隨著後疫情時代的國際油價波動,燃氣發電成本上漲,以及政府強制主要發電公司逐年調升再生能源發電比例(2022年升至10%),發電業者將會有電價上漲的壓力。此外,綠色新政的內容也提及會課徵碳稅、逐步撤除對國內與海外的燃煤電廠的融資、建立電能和氫能電動車充電站等政策,並於同年10月宣示2050年將實現碳中和。

 2021 3月,韓國環境部提出「2021年韓國碳中和執行計畫」,將以2050碳中和方向,建立溫室氣體減量情境,並成立以國家研究所(環境部溫室氣體資訊中心)為主的技術工作小組,藉由分析 2050碳中和為目標的減碳量,規劃多項情境。環境部預期 2020-2030年間,韓國碳排放將達高峰,考量產業結構與能源組合,達到碳中和為艱困任務。

 2021831日,韓國國民議會通過「碳中和與綠色增長框架法」(Framework Act on Carbon Neutrality and Green Growth),使韓國成為全球第14個將2050年碳中和願景及其實施機制納入法律的國家。法案要求韓國到2030年的溫室氣體排放量比2018年的水平減少35%以上,比之前的目標提高了9%,並規定了在氣候影響評估、氣候應對基金和公正轉型等方面的政策措施。

       但值得一提,2022年隨著新政府上任,於75日在國務會議中擬定「新能源政策方向」,包括(1)重啟新韓蔚核電廠34號機建造工作;(2)擴大對小型模組化反應爐(Small Modular Reactor, SMR)等小型核電項目的投資;(3)2030年前出口10部核電機組;(4) 自主研發氫能等相關技術。新政府正式取消前政府的去核電政策,改為積極活用核電,目標在2030年前將核電占比提升至30%以上(現為27.4%)

 三、 全球淨零排放目標之情境評估

3.1 IEAWorld Energy Outlook 2021

 在最新發布的WEO報告中,IEA(2021a)評估了四種主要情境:(詳參圖12)

(1) 既定政策情境(stated polices scenario, STEPS):涵蓋了政府既有的因應氣候變遷措施及已制訂的具體政策。於此情況下,2100年全球溫升將達2.6℃且將持續增加。

(2) 承諾目標情境(announced pledges case, APS):假設世界各國政府所做出的氣候承諾都按時實現。於此情況下,2100年全球溫升將達2.1℃且將持續增加。

(3) 永續發展情境(Sustainable Development Scenario, SDS):基於潔淨能源政策和投資的激增,實現了能源系統可持續發展的軌道,所有當前的淨零排放承諾全部實現,發達經濟體到2050年實現淨零排放,中國在2060年前後實現淨零排放,所有其他國家最遲在 2070 年前實現淨零排放。於此情況下,2050年全球溫升將達峰值1.7℃且將逐漸下降。

(4) 淨零排放情境(NZE):全球能源部門到 2050 年實現二氧化碳淨零排放。於此情況下,2050年全球溫升將達峰值1.5℃且將逐漸下降。

 IEA指出雖然風力、太陽能等再生能源及電動汽車領域有所成長,但因投資的資金不足,其進展仍難以降低全球碳排放量至淨零,其中又以開發中國家最為短缺。另也特別強調,為抑制全球升溫1.5℃,未來十年應採取四項關鍵措施,包含:(1)持續推動發電去碳化(如:部署太陽能及風能等再生能源、建設電力基礎設施、合理運用核電、淘汰煤炭並發展交通與供暖電氣化設備)(2)能源使用效率提升(藉由材料科技與民眾行為改變)(3)減少化石燃料在使用過程中的甲烷排放;(4)潔淨能源的科技創新(氫燃料與其他低碳燃料及CCUS)

 圖1 不同情境下之全球二氧化碳排放量

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 圖2 不同情境下之全球溫升幅度

 

 

3.2 IEANet Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector

  IEA(2021b)在報告中提供各時間點的減碳行動與時程(詳見圖3),而報告重點摘錄如下:

(1) 2050年電力將成為能源系統核心,占能源消費量近一半,並在運輸、建築、工業等部門扮演關鍵作用,近90%發電量來自再生能源,其中,風力與太陽能發電的占比合計達近 70%,其餘大部分為核電。

(2) 2021年起停止投資新的化石燃料計畫,並呼籲已開發及開發中國家分別於20302040年以前淘汰所有燃煤電廠。

(3) 投資潔淨能源將會帶動就業成長,提升經濟效益。

(4) 全球為達成2050淨零排放目標需要有的相關技術,包括擴大再生能源發展、提高能源使用效率及使用生質能、電氣化取代化石燃料,以及發展碳捕捉再利用及封存技術(CCUS)、氫燃料,除此之外,使用行為改變也是關鍵。

(5) 各時間點的減碳行動與時程包含2025年禁售新化石燃料鍋爐、2030年新車電動車市占達60%2040年全球電力系統達淨零排放等。

3 全球淨零路徑的關鍵里程碑

 

3.3 United Nations Environment Programme (UNEP) Emissions Gap Report 20202021

 UNEP(2020)指出全球在2019年的溫室氣體排放量達到524億噸CO2e(不包含土地利用產生),已是連續三年增加的情形。排放源中仍以化石燃料產生的CO2排放為最多,占總排放量超過60%。另外,從2010年起全球溫室氣體排放年平均成長率為1.3%,而2019當年成長率則為1.1%

報告依據COVID-19前既有的政策情境,將自主貢獻(NDCs)執行情境分為有條件(conditional)3和無條件(unconditional)進行比較,其重點結論摘要如下

(1) UNEP(2021)指出若追求2030年全球升溫幅度為2°C,則排放差距分別仍有110130億噸CO2e;若追求1.5°C目標,排放差距分別達250280億噸CO2e,可見有條件與無條件實施國家自主貢獻在情境估計下,有20~30億噸CO2e的排放差距。(3) 降低需求是抑制排放最有效的手段,改變生活方式能夠持續減少溫室氣體排放與縮小排放差距。

(2) 目前航空與船運每年排放20億噸CO2e,占全球總排放量的5%,未來將大幅增加,且各國所提出之NDC不涵蓋航空與船運的國際排放,根據當前趨勢到2050年可能消耗60220%1.5°C碳預算,UNEP建議盡快發展化石燃料替代品,提升能源使用效率。

(3) 降低需求是抑制排放最有效的手段,改變生活方式能夠持續減少溫室氣體排放與縮小排放差距。

 


3有條件情境:如南美等國提出的NDCs是在有附加的條件下才能達成,需仰賴先進國家技術與經濟上的支援。

 

 

4 不同情境下全球溫室氣體排放及2030年的排放差距

 

 四、 結語

 歐盟以1990年為基準,規範2030年的溫室氣體排放至少需減少55%,亦推出綠色政綱及55套案,透過具體措施並積極地引導成員國邁向競爭力、社會公正和綠色三大方向轉型,以實現2050年氣候中和之法律承諾目標,成為世界上第一個氣候中和的大型經濟體。早在2008年英國就已制定全球第一個具有法律約束力的氣候變遷法案,但隨著國際減排目標日益嚴峻,於2019年修訂通過將2050年排放減量提高為100%,成為七大工業國第一個將2050年淨零排放目標入法之國家。Agora智庫建議德國在2045年達到氣候中和之三個步驟:(1)2030年時,溫室氣體排放與1990年相比減少65%(目前德國法定55%);(2)2045年時,溫室氣體與1990年相比減少95%(3)利用負碳排技術,扣除剩餘的5%溫室氣體排放,並提出部門別的減排政策措施。日本承諾於2050年實現碳中和,規劃2050年再生能源發電占比提高至50%~60%;氫/氨發電占比提高至約10%;核能和結合碳捕捉的火力發電占比目標為30%~40%。韓國已成為全球第14個將2050年碳中和願景及其實施機制入法的國家,法案要求韓國到2030年的溫室氣體排放量比2018年的水平減少35%以上,比之前的目標提高了9%,並規定了在氣候影響評估、氣候應對基金和公正轉型等方面的政策措施。

 我國於2022330日提出了「台灣2050 淨零排放路徑及策略總說明」4,但似乎缺少了最關鍵的在達成短、中、長期減碳目標下的電力結構轉變路徑圖,因電力結構轉變將深深影響著產業轉型,而電力消費占比的增長在達成淨零排放上甚為重要,因此,從全球淨零排放目標之情境評估,可歸納出幾項重點與我國政策比較:(1)持續推動電力去碳化,2050年電力將成為能源消費系統的核心,占比近一半(我國預計為51.8%,現為30.4%)4,近90%發電量來自再生能源,其中,風力與太陽能發電的占比合計達近 70%,其餘大部分為核電。我國則為2050年再生能源約占總電力的60~70%,以風力及太陽能發電為主,其餘則為火力+CCSS(20~27%)及氫氣(9~12%)(2)透過研發材料科技及使用行為改變,促進能源使用效率的提升。我國則是指出各部門需透過提升能源效率及結構轉型,逐步降低能源需求成長幅度;(3)2021年起停止投資新的化石燃料計畫,並呼籲已開發及開發中國家分別於20302040年以前淘汰所有燃煤電廠。我國則是2025年後不興建燃煤電廠,既有燃煤電廠亦將逐漸除役;(4)投資潔淨能源促使科技創新並帶動就業成長,提升經濟效益。我國則是政府將投入創新潔淨能源之開發,如氫能與生質能以取代化石燃料,並搭配碳捕捉再利用及封存技術。綜合上述,雖然達成我國淨零排放的電力結構轉變路徑圖未清楚呈現,但所提出的策略已與國際分析的重點項目逐漸接軌,未來可透過國內各界一起檢視滾動修正路徑藍圖,打造良好的淨零轉型對話平台,期能為我國邁向國際淨零趨勢的大道上,奠定最堅實的基礎。

 


4 國家發展委員會,「台灣 2050 淨零排放路徑及策略總說明」,2022

 

 

 參考文獻

1.    Agora Energiewende (2020), Towards a Climate-Neutral Germany.

2.    Agora Energiewende (2020), Towards a Climate-Neutral Germany by 2045.

3.    Energy & Climate Intelligence Unit, Net Zero Tracker. https://zerotracker.net/

4.    European Parliamentary Research Service (2021), South Korea's pledge to achieve carbon neutrality by 2050.

https://www.meti.go.jp/english/policy/energy_environment/global_warming/ggs2050/index.html

5.    European Commission (2019), The European Green Deal.

https://www.consilium.europa.eu/en/policies/green-deal/

6.    IEA (2020a), Energy Efficiency 2020.

7.    IEA (2020b), Sustainable Recover.

8.    IEA (2020c), World Energy Outlook 2020.

9.    IEA (2021a), World Energy Outlook 2021.

10. IEA (2021b), Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector.

11. IPCC (2018), Annex I: Glossary [Matthews, J.B.R. (ed.)]. In: Global Warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, H.-O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors, J.B.R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M.I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M. Tignor, and T. Waterfield (eds.)]

12. MITE (2021), Green Growth Strategy Through Achieving Carbon Neutrality in 2050.

13.  The Government of the Republic of Korea (2020), 2050 CARBON NEUTRAL STRATEGYOF THE REPUBLIC OF KOREA.

14.  UK (2020), Climate Change Act 2008.

15.  UK (2020), The Ten Point Plan for a Green Industrial Revolution.

16.  UK (2021), UK Hydrogen Strategy.

17.  UNEP (2020), Emissions Gap Report 2020.

18.  UNEP (2021), Emissions Gap Report 2021.

19. 環境資訊中心 (2021),歐盟提氣候變遷大計 Fit for 55草案:社會與經濟的全面轉型。https://e-info.org.tw/node/231700

20. 環境資訊中心 (2021),全球2050能源淨零排放路徑,告訴我們什麼?

https://e-info.org.tw/node/231489

21. 經濟部/台北駐日經濟文化代表處經濟組 (2021),日本經濟產業省訂定短期碳定價政策方向。https://www.trademag.org.tw/page/newsid1/?id=7845024&iz=6

22. 能源知識庫 (2021),韓國2021碳中和執行計畫。

23. 能源知識庫 (2022),日本國家能源政策評析報告(2020年版)

24. 國家發展委員會 (2022),台灣 2050 淨零排放路徑及策略總說明。

 

 

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