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中国APEC年会能源知识库
國際低碳能源發展趨勢下我國天然氣市場應有之作為
劉沛君
與煤炭和石油相比,天然氣燃燒效率高、熱值高,且在燃燒過程中產生的二氧化碳僅為燃煤的40%左右,因此在潔淨能源及低碳的訴求下,天然氣逐漸受到重視,吸引各消費國作為低碳能源的選擇,並成為能源結構轉型之下的重要能源。
據此,為因應國際社會的減排趨勢,本文評析我國天然氣市場之應有發展作為,冀望在產業自由化的帶動下,我國能更臻完善天然氣市場的相關法規,以預為因應。
第21屆聯合國氣候變遷綱要公約締約國大會(COP21)於2015年年底落幕,因各國提出減排目標之「國家自定貢獻」(NationallyDeterminedContributions,NDC),全球的低碳發展趨勢影響已然持續發酵。
除聯合國的所有成員外,台灣也因應國際減排潮流,向國際社會提出減排目標。
本文觀察國內外低碳能源發展趨勢,並評析我國天然氣市場之應有發展作為。
由EIA資料可知,未來天然氣將成為代替汽柴油作為交通運輸能源低碳轉型的主力;而工業與發電的需求,亦是天然氣消費量增長的主因。
國際氣候變遷下低碳能源發展趨勢
(一)國際氣候變遷因應趨勢
氣候變遷問題於1988年首次成為聯合國大會討論議題,之後氣候變遷議題愈發引起國際社會關注,於是聯合國大會在1990年設立「政府間氣候變化綱要公約談判委員會」(INC),該委員會在歷經多次會議討論後,於1992年通過「聯合國氣候變化綱要公約」(UnitedNationsFrameworkConventiononClimateChange,UNFCCC)。
公約於1994年3月21日正式生效,此為國際環保公約之一,而締約國會議(ConferenceofParties,COP)為公約最高權力機構。
公約最終目標是將大氣中溫室氣體的濃度維持在足以使生態系統能夠自然地適應氣候變化、確保糧食生產不受威脅並使經濟發展能夠可持續進行的狀態。
依公約原則,各締約國應預測、防止或儘量減少引起氣候變遷的原因,並減緩其不利影響。
公約要求所有國家根據自身的能力及社會和經濟條件承擔共同但有差異的責任,並盡可能廣泛地合作及參與有效和適當的國際行動。
(二)低碳能源發展趨勢
公約中各締約國就氣候變遷問題無制定具體可行的措施,為了使全球溫室氣體排放量達到預期目標,1997年12月各締約國於日本京都的第三次締約國大會(COP3)中,簽署「京都議定書」,其建立於聯合國氣候變化綱要公約的基礎上,對緩解氣候變遷等問題做出更仔細、更具強制力的目標。
觀察各國於1990年(基準年)CO2排放量占總排放量之比例(表1),京都議定書據此規範各締約工業國及歐盟控制人為排放之溫室氣體數量,須在2008~2012年間將排放量降至1990年水準平均減少5.2%。
2012年12月,在卡達召開的第18屆聯合國氣候變化大會(COP18)上,協定原應於2012年到期的京都議定書延長至2020年。
表11990年各國CO2排放量占比
單位:
%
國家
占比
美國
36.1
日本
8.5
歐盟
24.2
俄國
17.4
加拿大
3.3
澳洲
2.1
其他國家
8.4
總合
100.0
資料來源:
郭博堯(2001),“背景分析─京都議定書的爭議與妥協”,國家政策研究基金會。
京都議定書符合聯合國氣候變化綱要公約,惟各國採差異減排目標,故排碳之增減幅度各異(表2)。
表2各國於京都議定書中承諾之排碳量增減幅度
單位:
%
國家
與1990年相較,各國承諾之增減幅度
歐盟及東歐各國
減少8
美國*
減少7
加拿大、日本、波蘭、匈牙利
減少6
克羅埃西亞
減少5
紐西蘭、俄羅斯、烏克蘭
不變
挪威
增加1
澳洲
增加8
冰島
增加10
注:
*美國於2001年由GeorgeW.Bush正式宣布退出京都議定書。
資料來源:
MoneyDJ財經知識庫、京都議定書,2016年4月24日下載。
因為京都議定書採取高標準,加以其為多邊協商,並不容易達成共識,要實現目標有其困難。
檢視全球主要排碳國家1990~2012年期間的實際排碳量的變動,其與京都議定書中各國承諾的目標相比,只有俄羅斯符合目標(表3)。
表31990~2012年主要國家實際排碳變動率
單位:
%
國家
各國承諾減排目標
實際排碳變動
有無符合目標
美國
-7
2.7
無
中國大陸
-
-
-
日本
-6
8.6
無
俄羅斯
0
-50.3
有
加拿大
-6
42.2
無
注:
1.選取國家為全球主要排碳國。
2.-表無相關資訊。
資料來源:
全國能源會議(2014)。
由於京都議定書只適用於約30個工業化國家,其減量成果不及抑制全球溫室氣體排放成果,故公約所有締約國採取更積極的溫室氣體減緩行動,如2011年COP17通過的「德班路線圖」,以利於2015年完成制定具法律效力的新氣候協議、2014年的利馬會議(COP20)通過的「利馬呼籲氣候行動」(Limacallforclimateaction),其中包含各國政府須遞交抑制溫室氣體排放之國家自定貢獻,且各國所提之NDC將作為2015年全球新協議的基礎(表4)。
2015年年底的巴黎會議中,通過全球新氣候協議,即巴黎氣候協定將在2020年取代京都議定書,成為具備法律約束力的全球氣候協議。
表4國際主要國家NDC目標
國家1
NDC目標
瑞士
相較於1990年排碳水準,2030年減排50%,2050年減排70~85%
歐盟
相較於1990年排碳水準,2030年減排40%
美國
相較於2005年排碳水準,2025年減排26~28%,2050年減排80%
中國大陸
碳排於2030年達到尖峰,2030年碳排密集度2比2005年減少60~65%
韓國
2030年溫室氣體排放量為BAU3情境下減排37%
日本
2030年比2013年減排26%
注:
1.選取國家為全球主要排碳國與率先提出NDC之國家。
2.碳排密集度為生產每單位GDP所排放的CO2數量。
3.BAU(BusinessasUsual)情境是政府放任自由市場力量來引導經濟成長時,溫室氣體增加的排放量。
資料來源:
台灣環境資訊協會─環境資訊中心,2016年4月24日下載。
其目標為以工業革命之前(1750年)為基準,確保2100年前,全球均溫上升不超過攝氏2℃,理想狀態是維持升幅在1.5℃以內。
依據巴黎氣候協定內容,各國每五年檢視對減少溫室氣體排放的貢獻、較富國將提供較貧國「氣候資金」以因應氣候變化、轉換成使用可再生能源。
巴黎氣候協定主要結果如後:
已開發國家應提交絕對減量目標、發展中國家應加強減量,並於鼓勵向全國減量或限制排放目標發展,且提供開發中國家協助,以利其減緩碳排、低度開發國家、小島嶼開發中國家,則依其國情提交目標。
巴黎氣候協定之通過,顯示全球低碳能源發展的趨勢,未來投資化石能源可能轉向清潔能源。
低碳化石燃料之選擇—天然氣
IEA依已提交的NDC及尚未提交的主要國家之先前承諾,提出NDC情境之下排碳量預估(表5),至2030年能源與應用過程相關的CO2排放將達到371億噸CO2當量,較2013年增加8.48%,各國可藉由發展低碳能源、降低對化石能源的依賴等方式達到此目標。
表5NDC情境下CO2排放量
單位:
億CO2當量
類別
2013年
2020年
2025年
2030年
能源相關
322
339
343
348
過程相關
20
22
22
23
總合
342
361
365
371
資料來源:
IEA(2015),"EnergyandClimateChange"。
天然氣作為化石能源中的低碳能源,與煤炭和石油相比,天然氣燃燒效率高、熱值高,且在燃燒過程中產生的二氧化碳僅為燃煤的40%左右,在潔淨能源及低碳的訴求下,天然氣逐漸受到重視,成為各消費國的重要能源選擇,成為各國能源結構轉型之下的重要能源。
(一)國際天然氣供需狀況
從國際主要國家中之天然氣供需概況觀察(表6、圖1、圖2),美國天然氣消費量維持穩定成長,中國大陸除2010年外,皆為天然氣消費量成長率最高的國家,而且美國與中國大陸的供給量逐年增加。
表6主要國家天然氣供需趨勢
單位:
十億立方公尺
國家
2010年
2011年
2012年
2013年
2014年
需求量
供給量
需求量
供給量
需求量
供給量
需求量
供給量
需求量
供給量
美國
682
709
693
747
723
770
740
771
759
804
加拿大
95
183
101
190
100
185
104
183
104
184
俄羅斯
414
622
425
637
416
622
414
633
409
603
日本
95
93
106
107
114
119
114
119
113
121
韓國
43
44
46
49
50
50
53
54
48
51
中國大陸
111
115
135
126
151
134
171
150
186
162
注:
選取國家為全球主要排碳國家。
資料來源:
"BPStatisticalReviewofWorldEnergy",2015年6月。
圖1主要國家天然氣需求趨勢
資料來源:
"BPStatisticalReviewofWorldEnergy",2015年6月。
圖2主要國家天然氣供給趨勢
資料來源:
"BPStatisticalReviewofWorldEnergy",2015年6月。
CO2排放量居全球之冠之中國大陸,因面臨國際減排壓力,於2007年公布「中國應對氣候變化國家方案」,其減排目標為2010年前減少十億噸溫室氣體排放、2010年時森林覆蓋率達到20%。
十二五規劃期間(2011~2015年)積極建設天然氣管網,目標為加快發展天然氣、提高天然氣占初級能源消費結構之比重。
十三五規劃期間(2016~2020年)強調優化中國大陸能源結構,堅持以生態保護為優先,故天然氣供需均顯著增加
(二)國際天然氣發展趨勢
以初級能源消費結構觀之(表7),美國及加拿大近年石油、煤炭的消費比例減少,天然氣的消費比例增加,有逐漸調整為低碳能源消費的趨勢。
日本與中國大陸近年天然氣消費占初級能源消費的比例亦增加。
表7主要國家初級能源消費結構比例
單位:
%
國家
年度
石油
天然氣
煤
核能
水力
再生
能源
總合
美國
2010
37
27
23
8
3
2
100
2011
37
28
22
8
3
2
2012
37
30
20
8
3
2
2013
37
30
20
8
3
3
2014
36
30
20
8
3
3
加拿大
2010
33
27
8
6
25
1
100
2011
32
28
7
7
26
1
2012
32
28
6
7
26
1
2013
31
28
6
7
26
1
2014
31
28
6
7
26
2
俄羅斯
2010
19
56
13
6
6
0
100
2011
21
55
13
6
5
0
2012
21
54
14
6
5
0
2013
21
54
13
6
6
0
2014
22
54
12
6
6
0
日本
2010
40
17
25
13
4
1
100
2011
43
20
24
8
4
2
2012
46
22
26
1
4
2
2013
44
22
27
1
4
2
2014
43
22
28
0
4
3
韓國
2010
41
15
30
13
0
0
100
2011
40
16
31
13
0
0
2012
40
17
30
13
0
0
2013
40
17
30
12
0
0
2014
40
16
31
13
0
0
中國大陸
2010
18
4
70
1
7
1
100
2011
18
5
69
1
6
1
2012
18
5
68
1
7
1
2013
17
5
68
1
7
2
2014
18
6
66
1
8
2
資料來源:
"BPStatisticalReviewofWorldEnergy",2015年6月。
根據EIA預測,2030~2040年天然氣需求年均成長率為0.5%。
2013~2040年交通運輸需求成長幅度最大;除交通運輸需以外,2013~2020年、2020~2030年、2030~2040年分別以工業、電力及商業成長幅度較大。
由EIA資料可知,天然氣將成為交通運輸能源低碳轉型的主力,未來天然氣即將代替汽柴油作為交通運輸燃料。
工業與發電的需求,亦是促使全球天然氣成長的主要原因(表8)。
表8全球天然氣消費量成長預測
單位:
兆立方英尺;%
項目
2013年
2020年
2030年
2040年
數量
年成長率
數量
年成長率
數量
年成長率
數量
年成長率
工業
7.41
-
8.1
1.3
8.41
0.4
8.66
0.3
電力
8.16
-
7.61
-1.0
8.81
1.6
9.38
0.6
商業
3.28
-
3.21
-0.3
3.33
0.4
3.61
0.8
交通運輸
0.05
-
0.07
5.7
0.17
14.3
0.7
31.2
其他
7.26
-
7.15
-0.2
7.36
0.3
7.35
0.0
總需求
26.16
-
26.14
0.0
28.08
0.7
29.7
0.6
注:
-表無相關資訊。
資料來源:
EIA,"AnnualEnergyOutlook2015"。
2014年經濟部決議興建第三座天然氣接收站,此附帶決議記載台電公司可自行決定進口或向中油採購,由於此條件牽涉代輸儲議題,亦可視為未來台灣天然氣產業自由化之關鍵。
我國擴大天然氣使用之課題與策略
(一)我國天然氣供需狀況與市場課題
我國缺乏自產天然氣,天然氣進口達98%,其中天然氣進口量逐年增加,至2015年達189.5億立方公尺,其重要性不言而喻。
在低碳議題刺激下,我國天然氣需求量亦逐年增加,2015年需求量為194億立方公尺(表9)。
表9台灣天然氣供需狀況
單位:
十億立方公尺
項目
2009年
2010年
2011年
2012年
2013年
2014年
2015年
供給量
自產天然氣
0.35
0.30
0.33
0.44
0.38
0.38
0.37
LNG
11.60
14.53
15.99
16.69
16.80
17.69
18.95
合計
11.95
14.83
16.32
17.13
17.18
18.07
19.32
需求量
天然氣
11.72
14.76
16.14
16.83
17.22
18.07
19.40
注:
天然氣含自產天然氣(NG1)及進口液化天然氣(NG2)。
資料來源:
經濟部能源局,能源統計月報,2016年2月。
有鑑於我國目前天然氣基礎設施已呈現超載情形(表10),又核電即將除役、地方政府的生煤管制政策,未來以燃氣發電補足缺口及取代燃煤發電可能性高,加之因應前述國內外低碳發展趨勢所制定的減排政策,預估天然氣需求將大幅成長,我國面臨天然氣基礎設施不足之課題。
表102015年台灣LNG接收站資訊
單位:
%
接收站數目
LNG進口
(Bcm)
儲槽數
設計容量
(Bcm/Year)
利用率
可操作率
操作餘裕
2
18.18
9
13.7
132.7
156.12
<0
注:
利用率%=LNG進口/設計容量*100%;可操作率=利用率/85%。
資料來源:
GIIGNL(2016),"TheLNGIndustry"。
(二)擴大天然氣使用之政策及配套
如前所述,加強基礎設施為應視為我國天然氣市場首要任務。
檢視我國2013~2015年天然氣消費結構(表11),可知天然氣主要用於發電,占約80%,故天然氣供給若無法滿足消費需求,可能造成我國面臨缺電。
表11台灣天然氣消費結構
單位:
十億立方公尺
年度
數量/比例
發電與汽電共生
能源部門自用
工業部門
服務業部門
住宅部門
合計
2013
數量
13.34
0.59
1.77
0.62
0.9
17.22
%
77
4
10
4
5
100.0
2014
數量
14.18
0.37
1.89
0.72
0.92
18.07
%
78
3
10
4
5
100.0
2015
數量
15.36
0.38
2.01
0.76
0.9
19.4
%
79
2
10
4
5
100.0
資料來源:
經濟部能源局,能源統計月報,2016年2月。
據台灣中油公司提供的資料顯示(表12),2025年天然氣需求量預估約2,000萬噸,其中電力用戶在中長期(2020~2025年)大幅成長,但目前僅台中及永安兩接收站,而且已經呈現超載,故經濟部已於2014年決議由台灣中油公司興建第三座天然氣接收站,預期可舒緩目前基礎設施超載的情形。
表12天然氣供需估計與預測
單位:
百萬噸/年
類別
項目
2016年
2020年
2025年
需求量
台電機組發電用氣
8.3
9.43
13.75
IPP發電用氣
2.21
2.25
2.21
電力用戶合計
10.51
11.68
15.96
成長率
-
2.78%1
7.33%2
非電力用戶
3.05
3.51
3.83
成長率
-
3.77%1
1.82%2
合計
13.56
15.19
19.79
供應能力
台中廠一期
4.5
5.5
5.5
台中廠擴建
-
(1.0)
(1.0)
永安廠
9.5
9.5
9.5
第三接收站一期
-
0
3
第三接收站二期
-
0
2
合計
14
15
20
注:
1.2016~2020年成長率。
2.2020~2025年成長率。
3.()表示擴建後的增加量。
4.-表無相關資訊。
資料來源:
中油公司,2015年8月。
因為台灣LNG進口比例98%,自產天然氣僅2%。
LNG進口商需備有LNG接收港口、卸收、儲存、氣化設備及管輸系統,這些基礎設備造成資金成本高且建造費時,致使天然氣市場進入障礙高,因此中上游產業目前僅由台灣中油公司操作。
根據第三座天然氣接收站的附帶決議,台電公司可自行決定進口或向中油採購,並中油公司為輸儲配送(代操作費用不能超過3%),此條件牽涉代輸儲議題。
若代輸儲制度建立,則可減降其他業者或使用者的進入障礙;故代輸儲制度可視為台灣天然氣產業自由化之關鍵,未來將使用戶或業者的成本降低,並且使天然氣更有彈性地供應、更普及地使用,並且讓用戶面對更合理的氣價,對天然氣市場有正面影響。
結語
為因應際低碳發展趨勢,預期我國天然氣的需求量將大幅增加,建議應以強化天然氣基礎設施為優先。
第三座天然氣接收站之附帶決議可能帶動天然氣產業自由化,我國應完善天然氣市場相關法規,以預為因應。
(作者為台灣經濟研究院助理研究員)
■參考文獻
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”
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//www.aeh.ntu.edu.tw/old/history/991004/show/frame3.htm。
8.宋國誠,“中國大陸氣候變遷對策—中國走向「低碳經濟」時代”,政治大學國際關係研究中心,2016年4月24日下載。
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