【SDGs】地方庶民都比你懂電費帳單!臺灣的能源轉型實踐模範「庶民發電學習社區合作社」(05/06/2021 storystudio故事)
人類正站在全球氣候劇烈變遷、自然資源漸枯竭、生物多樣性耗損、疾病頻仍等關鍵十字路口上。為此,2015 年時,聯合國發布了「永續發展目標」(Sustainable Develpoment Goals, SDGs),敦促全世界在 2023 年以前為地球與人類社會努力,邁向永續。百靈佳殷格翰與故事 StoryStduio 攜手響應聯合國 SDGs,用故事來讓 SDGs 在臺灣的發展有根可尋,讓發展被記錄、被看見並可被壯大,與臺灣社會一同實現永續發展。
作者:鹹雜食
聯合國永續發展目標訂定後,三大國際永續發展研究組織共同發表《2050 世界願景 (The World in 2050, TWI2050)》,根據《TWI2050》,國家要落實永續發展目標,需進行六大轉型,其中,加速能源系統去碳化,提供眾人潔淨與可負擔的能源是永續轉型關鍵之一,也就是臺灣政府宣示要進行的「能源轉型」。
即將來臨的夏季是臺灣的用電高峰之季,每到此時能源的議題總不時浮上新聞版面,但大多停留在「電費會不會漲價」、「會不會缺電」的表面層次。民眾儘管關心電費會不會漲,許多人卻連電費帳單也看不懂,在電子化的時代,以扣繳方式付款的人甚至很可能根本沒看過電費單;人們擔心是否缺電,許多人卻連臺灣目前的發電比重為何也說不清。
然而,有一群地方的「庶民」,他們從看懂無足輕重的電費單做起、到實際走訪臺灣所有電力設施,瞭解發電比重,甚至經營一座公民電場──他們是三重蘆狄社區的「庶民發電學習社區合作社」(下稱「合作社」)。
從無感到凝聚共同理念,始於公民參與經驗
”我這個歐巴桑以前覺得按一下開關,電就會來,參與後才發覺有的電已經危害到我們和下一代的生活,像是空氣汙染,我的孫子都有過敏體質。“ 合作社理事李麗卿坦言。
蘆狄社區居民與能源的緣分,始於 2015 年新北市經發局所舉辦的「節電參與式預算」。不同於過往由政府機關擬定政策,參與式預算讓民眾自己提案預算,自己的花費自己訂。主持此計劃的蘆狄社大積極鼓勵社區居民,包括在地攤商、新住民、甚至高中生依照自身經驗提出能運用在自己生活的節電提案,還規劃許多貼近生活的能源課程,「看懂電費單」就是他們進入能源世界的第一張門票。
貼近生活的開放式參與,成功吸引了社區民眾的注意以及投入,更開啟了他們對能源及公共參與的想像,也讓居民從無感到主動持續地學習。此後,社大還舉辦多次的「能源旅行」,帶著居民全臺走透透參觀各式發電設施,「我們參觀了差不多一百多種喔!」李麗卿驕傲的說。
參訪各地的能源廠區、社區公民電廠以及能源選址地點,再再都讓居民的親眼所見,成為紮紮實有感的學習體驗。後來,社大更成立「蘆荻社區光電特工隊」太陽能工班,計劃培養「社區內的光電醫生」。
一名學員在培訓後,直接在合作社的太陽能案場運用所學,準確地指出太陽能工程鋼構方向的問題,及時挽救了案場往後二十年的發電效率。這些學習經驗讓社區民眾漸漸凝聚共識,認為環境和能源議題至關重要,需要他們行動起來,促進改變。
能源轉型是國際趨勢,也是各國的功課
他們所期望的改變,正與「SDGs(Sustainable Development Goals,永續發展目標)」中的第 7 項不謀而合:「確保人人都能享有可負擔、穩定、永續及現代的能源。」
SDGs 是 2015 年的聯合國大會中提出的 17 項永續發展目標。這些目標觸及社會經濟、生態環境以及公共治理,呼籲跨領域的整合,也強調國家、組織、企業與公民等不同角色投入形成同盟夥伴,系統性的思考社會問題,並共同配合改進。
然而,回顧臺灣的能源轉型歷程,臺灣的能源改革並未與 SDGs 同步啟動,而是在 2016 年總統大選期間才做為政策內涵被候選人提及。因為牽涉到政治,在許多民眾的腦海中卻可能只剩下核能爭議的印象。然而,能源牽涉到民眾生活的許多面向,過度簡化的理解對於長遠的發展並非好事。
臺灣目前主要的發電來源是燃煤,是臺灣所有發電中造成最嚴重空氣汙染的發電方式。此外,發電次高者是燃氣,第三則是核能[1],三種主要能源的原料都仰賴進口,根據經濟部能源局的統計,臺灣 2020 年的進口能源依存度高達97.55%。我們日常中看似稀鬆平常的電力隱藏著不安的陰霾,亟待轉型。
如何平衡能源、土地以及環境?
政府於 2017 年核定「能源發展綱領」修正案,提出 2025 年達到再生能源佔比 20%以及「核電歸零」的政策目標,期望以永續乾淨的能源,取代不安定的燃煤以及核能。
事實上,臺灣推動再生能源有許多有利因素。首先,台灣環境規劃協會的理事長趙家緯表示,再生能源政策目標明確,吸引大量國內外資金投入綠能產業,也促成國內高耗能產業積極的投資,2019 年的綠能投資量甚至衝到全球第五;而臺灣的硬體高科技製造業非常發達,原本就是太陽能面板的前三大生產國,能夠迅速因應國內遽增的設備需求。最後,臺灣還有活力十足的社會參與力量,能夠推動政府有效修正其政策方向。
臺灣太陽光電的發展就有賴這些力量推動前行。地處亞熱帶、太陽能板生產力高、建置成本相對低廉、汰換回收的殘值高達 90%,這些都是臺灣適合開發太陽光電的條件。但光電卻有一項致命的缺點,那就是需要大量空間,很容易壓縮其他的土地使用權,甚至危害環境生態。
地價低廉的漁農地成為許多光電開發案標的,引發農地壓縮破碎化、環境破壞以及基層農民無法受惠的爭議;臺東知本溼地原本預計成為臺灣最大的光電案場,但經由部落民眾以及公民團體的抗爭以及法律維權,最終由法院裁定停止執行;苗栗石虎棲息的山坡保留地,光電開發案的抗爭也仍在進行中……。這類的「綠色衝突」層出不窮。
趙家緯說明,2015 年政府評估太陽光電開發潛力時,並未考慮到公民參與的的力量以及工業廠房的潛力,因此在太陽能的規劃中,屋頂型光電只佔了 15%。在政策壓力下,土地需求就造成許多有爭議的開發案件。
共學讓能源轉型也能很庶民
工業以及都市住宅要用電,卻要犧牲農地或是自然環境,種種的不合理激起蘆荻社大學員的思考以及討論。「土地沒辦法進口。好好的農地不種田,好好的魚塭不養魚,都算是亂象。」合作社的理事柯麟耀皺眉說道。他們觀察,雖然臺灣土地有限,但是都市屋頂是閒置空間,經由妥善利用能夠發揮更多效益。
這群庶民的特色就是知行合一,他們決定發展屋頂型的太陽光電公民電廠。結合了生產力、人的聚集以及票票等值的合作社特性,是他們組織型態的首選。因此,2019 年 3 月,庶民發電學習社區合作社正式成立。
在試算太陽能的發電效率以及會員的報酬後,合作社將股價訂在一股五千元。但是大多數的社員都認為這筆錢是共學的學費,反而不期待賺大錢。
開發案場的流程他們也當作是共學的過程,與居民溝通、尋找及評估案場,以及申請政府批准等,他們全部都堅持自己來。除了爬遍新北市二十幾座屋頂,跑公文也花了半年的時間,途中更遭受臺電的質疑,直接請專業廠商代為洽談不是更容易嗎?
案場的屋主也是他們共學的夥伴。除了充分與屋主溝通理念,也希望盡可能滿足屋主多元的生活需求,增強人與太陽能的互動關係。目前三個案場都因此有多元的嘗試。在林口的案場,他們另外架設了自發自用的小型太陽能板,讓屋主能夠自行生產部分的家戶用電;宜蘭的案場沒有蓋滿而空出了一條走道,讓屋主在晴天時能夠推出自製的欄杆推車曬棉被,雨天時就讓太陽能板成為遮雨棚;鷺江國小的案場則規劃成為社區的能源學習場地。
合作社相信,盡可能增加能源的互動以及親近感,能讓人對於自己的能源用電更有意識,也讓他們更願意學習理解,進而有所行動。
為此,合作社在 2020 年中成立「歐巴桑講師團」,在兩個月內走遍了新北市的 11 個社區,充分發揮自己身為「庶民」的親近性,以及曾經與聽眾在同一個位置上的經驗。
「我們的能源課歐巴桑也聽得懂,因為我們就是歐巴桑。他們曾經也是我們。」柯麟耀驕傲的說。因為親近,讓聽眾更願意與他們互動提問,也更有學習效果。這些經驗讓合作社認為,連結庶民經驗的學習,才會真正有作用,而這是目前政府在能源教育推廣方面仍需加強的一塊。
臺灣能源教育學習的模範
長久以來,臺灣關於能源的主流討論,都圍繞著核能、核四廠這類高度政治兩極化的議題。簡化為意識形態的對立,無助於真正改善臺灣的能源環境。讓基層的一般民眾更了解相關討論,甚或能夠參與討論,才真正能夠促進有效溝通,達成共識。趙家緯認為庶民發電合作社是很好的範例,讓臺灣推動能源教育有更具體的想像。
蘆荻社區中心執行長莊妙慈則認為:「促進能源轉型的關鍵還是庶民。」再好的政策如果沒有民眾的認同,當政黨輪替或是換了不同想法的上位者,很可能進度又會停滯不前,幾年來好不容易打好的基礎就浪費了。
如今合作社成立已經滿兩年,共吸納了近 70 名社員,也開發了三個小型的案場,不過目前合作社的案場規模都相當小,總共僅有不到 55 千瓦的發電量,而合作社本身的人力以及資金也不充裕。與許多其他公民電廠不同,目前合作社的資金都是社員的股金,並未另外融資。
案場貼近社區的在地性,也確保他們與案場的關係不僅止於資金與收益,更是生活中的一部份。執行長莊妙慈認為,合作社的下一步,就是要決定公民電廠的基本精神,是否該堅持小規模、社區與親近的特性。教育與共學仍然是大部分社員的共識,但是否在教育之餘擴大規模投資,是他們仍在討論的題目。
從零開始的合作社,走到如今,不僅是依靠一腔熱血,還有賴社員持續的溝通以及實踐。只要持續發揮開放以及學習的心態,合作社想必也能夠找到最適合自己的庶民步調,繼續朝他們理想的能源願景前進。
完整圖問內容請見:
https://storystudio.tw/article/s_for_supplement/sdgs-affordable-and-clean-energy/
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【太陽能板回收能滿足循環經濟嗎?】
#矽的回收是關鍵 #現有技術的回收經濟效益不高
太陽能光電模組(PV)的生命週期約為20-30年,出乎意料的是,目前全球尚無針對壽命結束的PV元件設計完整的規劃,到了2030年,報廢的PV模組總量估計將達8百萬噸;到2050年數字可能會翻十倍(8千萬噸),屆時將佔全球電子廢棄物的一成。其中,佔PV總重八成的鋁材和玻璃易於回收,問題在剩餘二成金屬材料的回收難度很高,加上矽材的回收純度不夠,無法建立有效的循環經濟模式。
鑒於PV垃圾的指數成長危機,美國國家再生能源實驗室進行了一次全球規模的評估,試圖找出回收PV原件的最佳方案,並將研究成果以《滿足循環經濟之矽光電模組回收模式的研發重點》為題,發表在NATURE的副刊《NATURE ENERGY》上,以下是報告的論點摘要。
🔍️報告全文:https://reurl.cc/MvqvWv
▋降級回收無誘因
光電板通常在使用20-30年後,仍可維持70%到80%的效能,雖然不差,但已不符大型電力系統的標準,理論上可以對舊元件進行翻新再繼續使用,或轉換到效率需求較低的用途, 即降級回收(downcycling)。可是如同其他電子工業的回收困境,由於建置新的光電板很便宜,翻修與測試退役元件的成本超過了生產新模組的成本,因此PV的降級回收缺乏經濟誘因。
▋現有PV模組的回收概況
既然光電板的二次使用難以建立循環模式,下一個選擇就是回收。在政府推動下,回收業務在歐洲和日本等地早已建立,WEEE是歐盟關於廢棄電子設備的回收法令,在2012年就增設PV回收的類目;美國較為落後,聯邦政府目前尚無光電板回收的規範或獎勵,州政府中也只有華盛頓州要求業者需負PV廢棄物的收集與回收之責;其他國家如澳洲、南韓與印度,近年也開始制定法律。強制回收以外,也有一些業者的自發性回收,如美國太陽能工業協會(SEIA)自2016年起,已減少3600公噸的太陽能相關廢棄物進入掩埋場。
但今天全世界的PV回收系統由於缺乏整合與優化,#經濟效益與高純度材料的回收率都很低,即使在有法律強制PV處理的歐盟,專門回收的設施也很少,回收效率的公開資訊又難以取得。根據論文,歐盟和其他國家的標準做法,是透過現有的玻璃與金屬回收產線,以物理方式分離出玻璃、鋁製框架、外部銅線等所謂的散裝材料(bulk material),靠這些材料滿足WEEE規定的75%回收率的要求。但散裝材料的經濟價值不高,具最大潛在經濟效益的銀、錫、銅、鉛等金屬無法從該流程回收。
▋金屬回收的困境
細部來看,回收光電板分三個主要步驟:1⃣以機械方式拆除面板的框架與接線盒。2⃣藉熱力學或化學反應分離玻璃和矽晶圓。3⃣透過電化學方法將矽晶圓與特殊金屬(銀、錫、鉛、銅)加以分離及純化。
目前的回收困境在步驟3⃣,特殊金屬雖佔不到PV模組總質量的1%,回收過程卻極為耗能、其廢棄管理也不容易(因其化學毒性),又得支出較大的勞動力,導致回收成本十分昂貴,不過它們的經濟價值很高,且含化學毒性,廢棄物若處置不當,#在所有光電元件中對環境殺傷力最大,因此論文作者認為應該投入研發、將上述步驟的回收過程以「技術經濟分析(TEA)」以及「生命週期評估(LCA)」等前瞻性工具加以優化,盡可能使高比率的金屬能被回收。
▋矽材回收的困境
除了高價值金屬,步驟3⃣中的矽也是問題的核心:矽元素是PV模組中成本最高的物質,質量占比也僅次於散裝材料(玻璃和鋁框架),檢視太陽能板的整體耗能、碳足跡與製造成本,矽的生產過程都佔了一半的比重,#因此矽材回收在經濟與環境面上都是達成循環經濟的關鍵,能回收更多高純度的矽,使之回流PV元件的製造,就能減少原料的開採、碳足跡,並降低成本。
問題是:目前的技術無法輕易分離出高純度的矽,只能得到純度98%的冶金級矽(Metallurgical Grade),不適合重新用於電子產品、半導體工業或新的太陽能電板。學者認為,回收並純化出可重新投入PV元件等級的高純度矽材,在技術上辦得到,但不符經濟效益,因為市場上原始矽晶(virgin silicon)充裕,加上現有回收設備的能耐有限,使回收出來的矽材在短期內恐怕只能應用於某些金屬合金(metal alloys)的製造。不過,考量矽材在PV產業中的關鍵角色,作者把矽的純化列為未來的研發重心,#從使用過的PV晶圓中提煉高純度的回收矽來建立太陽能產業的循環經濟,建議投資大量R&D,但報告中也承認此過程涉及的複雜度很高。
▋避開「完整」矽晶圓的回收
另外,儘管在實驗室裡能達到整塊矽晶圓(intact silicon wafer)的回收與再利用,但在現實中要達到大規模的高純度水平,仍存在許多障礙:整塊矽晶圓電池經常破裂,加上今天的矽晶圓電池越做越薄,九零年代以前規格是400μm,今天的厚度降到只有180μm,晶圓愈薄、破裂的風險愈高,因此矽工業對整塊回收的矽晶圓不感興趣,論文作者建議不要在該領域太過著墨。#根據業界的製程趨勢調整PV回收的研發走向,是報告提供的一項建議。
▋永續的初始設計
PV模組難以回收的另一個原因,來自工程師將產品設計的重心擺在效率和耐用上,付出的代價就是不利於拆卸與回收。為了提高市場競爭力,PV系統過去的設計宗旨都在追求最低的「發電均化成本(LCOE)」,只看生產電力的成本,但現在許多工業開始拋棄線性思維,考慮產品從源頭到終點的完整生命週期、其對環境的影響,及易於回收的程度。報告建議廠商該嘗試達到「搖籃到搖籃認證(C2C certification™)」或NSF/ANSI 457(光電元件的永續領導標準)等門檻,使消費者在選購PV模組時可以辨識產品的可回收級別。歐洲生態設計指令(European ecodesign directive)是EU制定的另一種強制業者走向循環設計的法規。
透過研究發現,若從太陽能的回收現況看來,再生能源雖然被稱為綠色能源,但其優勢來自於發電時的低碳排,「綠色」與永續性(sustainability)、可回收性(recyclability)以及循環經濟(circular economy)等概念 #不能畫上等號,要建立能源產業的循環與永續,綠能仍有一段長路要走。
順便推薦最近一本書《稀有金屬戰爭》,可以拿藝fun券去買。
▋參考資料:
https://reurl.cc/KkV01n
https://reurl.cc/V6yM6N
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感謝 #世紀集團 #賴文祥 董事長邀請我來參加 #新北八里 #臺北港 廠房上樑典禮,在前往會場的路上,遠遠的就看到廠房佇立在 #臺北港園區,58米的高度,據說是台灣目前最高的單一樓層建築,臨場感受真的非常壯觀。這次「世紀集團」在臺北港南碼頭的一期廠房興建案,是在 來趣新北金發局 市府經發局、 工程圖輯隊 工務局、 我愛陳香菊(新北城鄉局) 城鄉局等市府團隊共同加速推動 #都市設計審議 與 #建照申請 等流程,讓企業在新北的投資都能獲得最有效率、最好的協助。
除了感謝世紀集團,我也佩服賴董事長獨具慧眼,選擇在八里臺北港投資,還是興建 #離岸風電設備 的廠房,將用於興建水下基礎製造廠房及預組裝場地。這裡不僅生產 #綠能,廠房本身也很綠能,將設置超過屋頂1/2面積的 #太陽能板,可說是企業轉型的最佳典範,也為臺灣綠能發展盡一份力。
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