為了減緩溫室氣體上升趨勢,達成淨零排放目標,減少使用化石燃料、積極轉向潔淨能源,「能源轉型」可說是當今世界各國、各企業都不可逃避的重責大任。然而,4 月份一篇刊登在《科學》(Science)的最新研究卻提醒:如果消耗能源的速度比開發新能源的速度還快,又該怎麼辦呢?
這篇〈New demand goals for energy and climate resilience〉(能源與氣候韌性的新需求目標) 由葡萄牙里斯本大學學院(ISCTE)研究員 Nuno Bento、以及奧地利國際應用系統分析研究所(IIASA)榮譽研究學者 Arnulf Grubler、前歐盟執委會首席科學顧問小組副主席 Nebojsa Nakicenovic 共同合作。
長期以來,面對能源議題,無論國際能源總署(IEA)、或聯合國氣候變遷綱要公約締約方會議(UNFCCC COP)總將擴大清潔能源供給量列為重大目標,不過這篇研究主張改從「需求面」研議政策解方,正視實質的需求趨勢,並追求效率提升,否則無論清潔能源供給量再多,需求量不斷增長之下,再怎麼開發清潔能源也供不應求。
這個觀點也呼應了年初發表在 Nature Reviews Clean Technology 的一份回顧報告,聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)副主席 Diana Ürge-Vorsatz,以及德國波茨坦氣候衝擊研究所(PIK)城市工作組長 Felix Creutzig 在〈Energy demand and decarbonization in 2025 and beyond〉一文中指出,雖然 2025 年前三季太陽能的發電量首度超越電力需求成長量,但這只是滿足新增加的需求,而非真正取代化石燃料。
失衡的能源使用差距
Bento 研究團隊引用 IEA 統計指出,目前全球超過七億人無法獲得電力,超過 20 億人口烹調煮食時缺乏乾淨的燃料。如果以最基本有地方可住、能夠出門、可以享受通訊的最基本參與社會生活所需標準評估,每人每年能源需求量大約為 13-18 GJ,但全球前一億消費者每人每年使用量超過 300 GJ,甚至前 900 萬人的使用量更超過 2,000 GJ。
套用到具體情境,這些前 2% 富豪搭乘私人飛機、開遊艇、住豪宅產生的碳排,不但遠遠超過基本生活所需,更完全輾壓貧困族群的碳排放量。
研究團隊直指,這些過度消費,不僅推高了全體碳排量,還擠壓他人的發展空間和碳預算,讓貧窮國家和低收入人口更難以獲得清潔、可負擔的能源。
新興的能源黑洞隱憂
此外,從 2025 年的數據預判將來,Ürge-Vorsatz 與 Creutzig 進一步點名,AI 資料中心擴張,無論計算設備運轉或所需的冷氣降溫設施,都是不可忽視的電力「黑洞」,甚至可能導致先前已經稍有成效的減碳進程遭到逆轉。
不僅如此,如果沒有更嚴肅看待需求面的變化,2025-2030 年間預計增長的再生能源量,恐怕也會被新增電力需求直接抵銷掉。
「制定以需求為基礎的目標」,兼顧清潔能源與氣候韌性,Bento 研究團隊建議採取 IPCC 報告中常見的 ASI 分析框架,依據活動量(Activity)、結構(Structure)與強度(Intensity)評估能源與碳排放的變化,也依據這三個面向提出三項對應政策,目標在 2035 年各達成三倍進展。 這三項目標包括:每年改進能源效率 4%、提升電氣化速度 4%、以及針對每年超過 300 GJ 用戶課徵能源消費附加稅。
目標一:能源效率年改進 4%
提升能源效率,白話文的概念就是「使用更少的能源,卻能提供相同的服務。」
團隊提出以每單位 GDP 的最終能源消耗量作為衡量能源效率的指標,也就是每創造一塊錢經濟價值,需要消耗多少能源?現行這個數字每年大約下降 1.3%,但團隊認為必須每年必須減少 4%,才能支持能源與物料需求從經濟活動中脫鉤。
落實到各應用層面,具體包括追蹤每旅客公里的耗能、每平方公尺空調面積用電或每公噸材料生產能源投入等,同時推動熱泵、電池電動車、建築改造等細部需求面技術精進。
Bento 團隊認為,藉由推升能源效率,就能抑制能源需求,同時降低電廠、電網等基礎設施需求,進而穩定能源價格與服務交付成本,也能減少對進口能源的依賴,並強化能源安全。
而電氣化的成長,不僅能助攻增進能源效率,更能實踐 COP28 設定 2030 年再生能源裝置容量增加三倍的目標。
目標二:電氣化年成長 4%
目前全球能源消費中,電力使用大約僅佔 24%,換句話說,還有四分之三能源需求仍需仰賴石油、天然氣或煤炭等來源。常見的包括工廠高溫製程、暖氣系統、往來各港口的貨輪運輸、超過 20 億人煮飯爐火等都還沒有電氣化。研究團隊估計,每年成長 4% 才能在 2035 年達到 33%,並在 2050 年成長至 60%,步上 IEA 與 IPCC 的淨零轉型路徑。
此外,當今全球電氣化年成長率僅 1.3%,研究團隊也認為還需要更努力推動,否則在電氣化程度不足之下,再多清潔能源也找不到用武之地。
然而,大規模電氣化、能源效率提升之後,有沒有可能因為擴大使用而誘發更大的需求缺口,出現所謂「傑文斯悖論」(Jevons paradox)現象?團隊主張,如果因此讓生活條件不足者獲得基本能源服務,或許是可以接受的,但對於富裕的消費者,則需要加收更重的過度能源使用稅,以維護公平。
目標三:徵收能源附加稅
「富裕的消費者」所指的是能源消費的大戶,研究盤點文獻發現,多數研究建議每人每年能源需求上限為 60-150 GJ,但以目前可取得的數據計算,估計全球約有一億人每年能源消耗超過 300 GJ。更令人難以接受的事實是,這些能源大戶所繳納的能源稅卻相對較低,某些情況下甚至完全免稅,為了建立更公平、且對環境與氣候衝擊更低的能源系統,建議徵收更高的能源附加稅以抑制過度消費。
對此,Bento 團隊提出的方案建議,針對超用的能源消耗徵收每 GJ 40 美元費用,預估每年增加三兆美元毛收入;甚至採取累計稅率,還可將這筆收入推升至每年七兆美元,用以消除能源貧窮、強化能源安全、促進氣候投資。
當然,由於能源使用與稅收牽涉商業運作與各國制度,實質執行細節仍有待討論,不過團隊強調,這些目標不是獨立運作,必須相互整合才能實現。更有效率地使用能源,整體需求就不致過度擴張,也更容易推進電氣化並促進清潔能源持續發展動力。至於徵收過度消費稅,不僅可抑制需求攀升,同時可提供發展前兩項目標的資金後盾。
兼顧福祉與環境的未來
Ürge-Vorsatz 與 Creutzig 認為,真正實現永續能源轉型,也就是要讓清潔能源能從根本取代化石燃料,除了降低能源需求,更要重視提高福祉。Bento 團隊更進一步解釋,與其發展像是比特幣挖礦等高耗能、但是對直接增進人類福祉貢獻有限的應用,就應轉向推動資源效率更高的技術創新服務。
從需求面出發,多元整合財政、監管和各項基礎設施建設,學者們開啟新的視窗,期盼或可在 2035 年前,建立更公平、更安全且能兼顧全球經濟發展、人類福祉與地球環境的能源體系。
資料來源:
- Science – New demand goals for energy and climate resilience
- nature – Energy demand and decarbonization in 2025 and beyond
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