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台南市文賢國中／綠能，穩嗎？──台灣綠能的現在與未來
刊出日期 2024.02.01
每到夏季用電量大時，總會遇到臨時停電。我們感受到沒電的不便，不只無法看電視、打電腦、為手機充電，許多店家也因不能營業，生計受到很大的影響。另一方面，我們也看到新聞說台灣的火力發電全開後，天空就開始變得霧濛濛，停電的問題雖然暫時解開了，民眾卻又開始抱怨空氣品質不佳。
目前已經有許多國家開始往聯合國的17項永續發展中的清潔能源──「綠能」前進。因此，我們想研究有哪些能源可以用來發電，哪些又是屬於汙染低、效能好的能源，以及台灣目前的能源發電原理、占比。我們也想知道台灣的綠能發電現在到底發展得如何，有什麼困境嗎？有沒有可能使用綠能來代替化石燃料發電？最後對未來的發展方向提出建議。
我們好奇：台灣綠能穩定嗎？
停電的不便，讓我們感受到「電」對生活及各行各業的重要性，近幾年許多國家也紛紛提高國內綠色能源的使用率，以達永續發展的目標。因此我們從綠能下手，想解決發電不穩定以及現有發電方式造成的空汙問題。經過探究，我們發現目前台灣綠能發展問題仍多，像是受地理環境的影響太大，且發電穩定性不高等。因此我們建議，未來可以建立智慧電網解決綠能供電不穩的問題，也可以尋找像地熱、潮汐能等穩定的綠色發電能源，讓台灣的產業發展免受國際局勢的影響，擁有自給自足的能源，以保障人民的基本生活。
想要探討綠能，首先要確定我們對綠能的定義。接著，分析台灣的電力結構，看看各種發電的占比，找出哪些綠能發電方式適合做為主要發電來源，或思考如何讓有缺陷的綠能發電可以做得更完善，以及尋找新的、穩定度高的綠能來支撐台灣發電的穩定性，從而推測綠能成為台灣主要發電的可行性。
到底誰是綠能？
可以用來發電的能源種類其實還真不少。說到綠能，大家腦中第一個聯想可能就是天然、可循環，而且對人類沒有危害的能源。以下探討能源的分類和綠能的定義：
能源分類百百種
人類可以使用不同的物質產生能源，各種能源的差異在於其轉化的方式及效率。能源依據來源分成初級能源與次級能源，初級能源指的是大自然形成的能源，例如：風力能、太陽能、煤、石油；次級能源指的是由初級能源處理過後而轉成不同形式的能源，例如：汽柴油、瓦斯、電能等。
其中，初級能源又可細分為再生能源與非再生能源，再生能源指的是太陽能、風力能、潮汐能、地熱能等，資源在使用後還可以再生，取之不盡、用之不竭；非再生能源指的是煤、石油、天然氣等，這類燃料其蘊藏量有限，且日益枯竭、分布不均，總有一天會用完。
綠能定義大不同
綠能的定義不盡相同，分成狹義與廣義兩種不同的定義。狹義的綠能定義，視綠能為潔淨的、不會造成環境汙染的能源，也是對環境友善的再生能源，像是太陽能、風力能、水力能、生質能、海洋能和地熱能屬之；廣義的綠能定義，則是在能源生產及消費過程中，對生態環境低汙染或無汙染的能源，其在發電時的二氧化碳排放量為零或趨近於零，例如天然氣、潔淨煤等。
我們發現「核能」是最具爭議性的能源，在許多人眼中核能並不算是綠色能源，而是一種可怕的能源，像是2011年日本311強震造成福島的核電廠爆炸，當時所引發的環境危害，讓許多人至今仍餘悸猶存。因此，在地狹人稠的台灣，我們禁不起任何一次的核能災害，我們希望台灣應該以更高規格追求綠色能源的開發。
原來台灣發電方式這麼多！
台灣的電哪裡來？
台灣的發電方式有許多種，包含火力、核能、水力等。火力發電是台灣最主要的發電方式，公營、民營的火力發電廠高達有24座，發電效能高，其使用的燃料有煤、天然氣、燃料油、柴油等4種可以選擇。台灣的核能發電目前僅有1座核三廠運轉發電中；另核一、二廠已依計畫辦理除役，核能發電量逐年縮減中。水力發電曾為國民政府來台初期發電系統之主力，現逐漸整併縮減發電規模。
發電比例變變變
由上圖數據可以知道，近10年台灣總發電量上升11%。2011年時火力發電占了所有發電量約7成5，核能僅約1成半，當時綠能發電並不普及，只有少少的3.6%，其中太陽能更只有占3.6%中的0.7%。
再來看看2020年的數據，火力發電略為上升至8成，核能下降約5.5個百分點，占比為11.2%，而綠能總發電量已逾150億度，占比上升至5.4%。雖然綠能總占比上升不多，但其中的太陽能比例大幅成長，在政府民間廣設太陽能發電後，已占綠能總發電量的40%。
到底哪種發電方式比較好？
我們以經濟部能源局對綠能的定義做為討論的方向，將不同能源發電的方式進行比較，我們歸納出幾種面向：
經過比較，我們的發現如下：
1. 火力發電的燃料雖然需要進口，但目前燃料取得方便，設立發電廠也相對容易，發電穩定度高已成為目前台灣主要的發電方式。
2. 核能發電因為幾乎零碳排，且能長時間穩定發電，因此有人認為核能也是綠能的一種，但不可否認的是，發電後產生的核廢料處理不當，對環境所造成的汙染會嚴重影響生物生存，是現今最具爭議性的發電方式。
3. 水力、風力、太陽能等發電方式，都會受到天氣的影響，無法支撐台灣全島用電，所以在台灣並不是主要的供電來源。
4. 生質能發電目前主力分別為廢棄物及沼氣發電，近年大力推動都市垃圾量減量，因此發電量也相當局限。
綠能問題，到底應該怎麼解決？
台灣綠能發展有多難？
以2020年台灣的電力結構來看，綠能發電量占總發電量的5.5%，其中太陽能占比為40%、生質能與廢棄物24.8%、水力為19.9%、風力為15.2%。其中生質能與廢棄物發電來源受限於垃圾減量政策影響，發展受到局限；水力發電則受限於台灣地形環境，無法再增加水力發電電量。
因此台灣綠能發展的綠電以太陽能和風力為主。然而，太陽能發電受限於日照時間，且容易受不穩定的氣候雲雨影響；而且太陽能發電需占用大範圍土地，因此台灣發展太陽能的另一罩門是土地的取得。台灣的風力發電則以離岸風電為發展目標，雖然台灣海峽擁有號稱全球最佳離岸風場，但是優良風況被局限於冬季，風太大也會迫使風機停機，以及短時間增速與減速的問題。
開發再生能源對於土地的需求相對高，對寸土寸金的台灣而言，太陽光電面臨與糧食作物、生態保育相關的爭地議題，離岸風電也有漁場、航道、生態保育的迴避要求，易衍生民眾抗爭，這些是台灣發展再生能源須面對的另一類難題。因此，以上兩種台灣綠能主力皆受制於自然環境，使得台灣再生能源發電規模一直難以快速成長。
台灣綠能發展該走向哪裡？
2016年政府提出非核家園政策規畫，確保電力供應穩定，兼顧降低空汙及減碳。2025年能源發電占比要達到「532」，即燃氣50%、燃煤30%、再生能源20%。2050年淨零排放路徑，短期（至2030年）優先推動已成熟的風電和光電，布局地熱與海洋能技術研發，增加天然氣以減少燃煤的使用；長期（至2050年）朝零碳發展，初步藍圖為總電力占比60%～70%之再生能源，9%～12%之氫能，加上顧及能源安全下使用搭配碳捕捉之火力發電20%～27%，以達成整體電力供應的去碳化。
從政府政策規畫，可以看見台灣與世界各國都往高比重綠能邁進，而台灣特有的自然環境特性，都在考驗太陽光電和風電的發電穩定度。智慧電網指運用資訊、通信與自動化科技，在發電、輸電、配電，裝設電腦監控設備及系統，透過設備「雙向溝通」能力，提升電力系統運轉效率、供電品質及電網可靠度，以此促進綠能發電的擴大運用。我們認為當前台灣在電力轉型上，綠電與整體電網的併聯調控更顯重要。
首先解決自然環境限制、土地資源難尋的問題，在現有太陽能及風電的架構下，盡快建立儲能系統，建立智慧電網，強化全台的電網韌性，讓我們的電力可以穩定成長與供應。其次，從多元開發角度下，開始積極尋找更穩定綠色發電能源，配合台灣的地理環境，源源不斷的地熱與潮汐能等，確實是我們可以努力推展著力的方向。
結論與發現：台灣綠能挑戰大，搭配智慧電網穩定供電
綠能的定義有分為狹義與廣義兩種，狹義綠能必須利用可再生能源生產的電力才算綠能，廣義綠能則是能源生產過程中的二氧化碳排放量為零或趨近於零所產生之電力。
台灣目前的發電方式約7～8成仰賴火力（含燃煤、燃氣），其他包含核能、慣常水力、風力、太陽能以及生質能與廢棄物等發電方式。從2011年到2020年這10年間，總發電量上升11%，其中核能與燃煤的發電量下降，大部分都由天然氣發電來補，且綠能的發電比例也有提升，以太陽能提升最多。
每一種發電方式都有不同的發電效益，綠能最大的優點就是它對環境的汙染低，但是缺點也顯而易見，容易受氣候影響，無法穩定的供電。非綠能發電，像是火力發電，相較於綠能雖然容易造成汙染，但卻可以24小時穩定的發電，因此台灣目前還是以非綠能發電為主。
近幾年政府也陸陸續續推動綠能政策，希望在降低空汙以及減碳的前提下，也可以確保電力供應穩定。首先，我們建議可以從尋找穩定綠色發電能源開始，例如地熱、潮汐能都是可努力的新方向。其次，政府也應積極朝向建立智慧電網前進，讓我們有效管理電力，解決綠能發電不穩定的問題。
閱讀基金會×少年報導者，開創孩子數位讀寫能力
「柯華葳線上數位閱讀專題探究競賽」為「財團法人台灣閱讀文化基金會」主辦，由致力於台灣閱讀教育領域、已故柯華葳教授推動，《少年報導者》於2022年參與合作。我們希望讓孩子透過資訊探查，了解社會嚴肅事件的脈絡，並提升數位閱讀素養，也刺激老師的知能與創新教學。想了解更多相關資訊，可至「數位讀寫網」查詢。
誰幫我們完成這篇文章
文字
台南市文賢國中學生，八年級時參加線上探究競賽。在這次的研究中，我學到了更多關於綠能的事情。綠能並不只有我以為的那幾種，還有更多等著我挖掘。我也更了解台灣的電力狀況，其實以前我就有在想為什麼台灣還在用火力發電，這個問題也都在這次的研究中找到了答案。文字
台南市文賢國中學生，八年級時參加線上探究競賽。這次研究讓原本對綠能印象只有環保的我，對綠能的價值有了更進一步的理解。也很感謝老師，在我跟同學討論遇到困難時，或在做簡報大家意見不同時，能出面幫忙我們，釐清我們有矛盾的地方。文字
台南市文賢國中學生，七年級時參加線上探究競賽。在這一次的探究裡，我學到了很多有關於能源及其他國家的發電方式，和不同國家對綠能的不同看法，也讓我知道，各種發電方式的效益，及其對環境所帶來的危害。文字
台南市文賢國中學生，七年級時參加線上探究競賽。我在這次探究裡負責的主題是台灣的電力結構分析，在這個主題裡我了解到台灣有哪些發電方式，這些都是我以前不知道的，希望以後還可以更進一步的了解台灣電力的相關問題。
指導老師
台南市文賢國中教師。自103學年度起擔任學校圖書館閱讀推動教師迄今，致力於將圖書館打造成學習資源中心，兼顧實體與數位，引領文賢學生運用圖書館資源來學習。 網路資源可輕易取得、快速散播的特性，如何有效能的檢索與評估網路資訊，已成為當前學生必須學習的重要課題。然而在各領域課程中鮮少有機會讓學生完整學習，財團法人台灣閱讀文化基金會舉辦的線上數位閱讀專題探究競賽是一個很好的學習媒介，透過競賽平台歸納的五步驟指引，配合學校教師的引導討論，學生能逐步聚焦自己的研究主題，學習搜尋取得資訊、評估資訊，最後產出一份研究報告。而競賽後將報告轉化成適讀的科普文章，對學生而言也是另一項挑戰，學生們必需將生硬的學術詞彙轉化成通俗的語句，其文章前後脈絡的一致性與連貫性，更需要學習！ 參與過程中，學生除了學習專題探究的方法步驟，更重要的是學到了與組員有效溝通討論的方法，也獲得了上台發表的勇氣，這些經驗都能成為學生們面對未來挑戰的各種能力。指導老師
當學生進行議題探究時，我相當擔心學生如何找到有公信力的資料來運用；後來發現經過引導後，學生也能有效分辨資料的專業程度。雖然每個議題的專有名詞相當多，但團隊均能有效克服困難，找到大家能共讀的文章，這點可以感受學生對與生活相關議題探究是熱情的。由於團隊的投入，大家在蒐集資料、判讀圖表、解析資料及簡報能力都較以往提升很多很多。
核稿
《少年報導者》總監。從沒有手機和電腦的時代開始當記者。記者是挖礦人、是點燈人、是魔術師──要挖掘世界的不堪，為喪志的人點燈，將悲傷的事幻化成美麗的彩虹⋯⋯常常會失敗，但不能放棄去做到。
審閱
《少年報導者》顧問。曾任台北市大橋、明德、士東、國語實小校長共19年，現為國立清華大學竹師教育學院客座助理教授、台灣閱讀文化基金會數位閱讀推廣顧問、古典音樂台閱讀推手共同主持人、新加坡華文教研中心海外講師。有20餘部著作。