日韓鋼廠參與區域型綠能計畫現況

撰稿人 T41 鄭百傑管理

  亞太地區尚未開發的再生能源潛力極大,特別是在太陽能與風能資源方面,IEEFA評估,2025年到2050年亞太地區太陽能光電和離岸風能投資潛力合計達1兆美元(約32.49兆台幣),預計可創造潛在873 GW的清潔能源。其中3,940億美元(約12.8兆台幣)支持總計634 GW的太陽能光電項目,6,210億美元(約20.2兆台幣)協助興建239 GW的離岸風電場。

  對綠能需求飆升的鋼廠而言,再生能源係解決碳排之急的良藥,本次聚焦亞洲區先進的日韓鋼廠,發現日本雄心壯志的提出一連串專案計畫,而南韓雖有評估數據,卻少見明確計畫,茲分述如下:

一、日本

  日本非常仰賴進口化石燃料,每年進口費用達21~34兆日圓(約4.4~7.1兆台幣),且電價在亞洲名列前茅,為提昇再生能源占比,其將2030財年再生能源目標訂為36~38%,影響日本再生能源發展的主要因素包括:

   1.財務問題:

   昂貴電價使能源轉型受阻,降低再生能源成本有助替代。

   2.地理限制:

   日本70%國土為山區,電網分段增加轉型難度。

   3.強大的化石燃料擁護者:

   部分專家認為氫能與CCS技術方向錯誤。然而,日本企業與法人機構(如NEDO)仍積極推動再生能源開發。

日本能源組成.png

           圖一、日本能源組成

 

  然根據EMBER統計,日本在清潔能源發展有限,截至2023年,僅31%電力來自清潔能源,低於全球平均值39%,顯示仍有69%電力依賴化石燃料。若與七大工業國組織(G7)相比,截至2022年,儘管日本積極提升太陽能發電至約 10%,其清潔電力占比仍排名墊底。

  圖一左為日本之能源組成,直到2023年潔淨能源占比約三成,而圖一右則顯示其自2010年起,太陽能比例逐漸升高,但風力發電幾乎仍無起色,不過日本現已投入離岸風電降低成本的研究專案。

  日本主要推動環境保護計畫與科學技術的「新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)」,與其國內許多單位合作,推動相關專案。在官方釋出的專案清單中,綠能相關者共有20個,包含:降低離岸風電成本、下一代太陽能電池開發、打造大規模氫供應鏈、打造氨供應鏈等,其參與機構亦涉及政府單位、鋼鐵行業、能源企業、民間機構等;表一彙總綠能相關的專案及參與公司。

 

專案

參與公司

負責項目

(1)降低離岸風電成本

大同金屬、東京電力、關西電力、丸紅離岸風電、JFE工程公司…等

秋田縣南部海岸的浮動離岸風電示範

(2)打造大規模氫供應鏈

Japan Suiso Energy、ENEOS

JFE…等

液化氫供應鏈商業化示範

(3)打造燃料氨供應鏈

千代田化工建設、JERA、東京電力、東京大學、大阪大學、京都大學、三菱重工…等

供應鏈、催化劑、混燒等

(4)利用氫氣煉鋼

日本製鐵、JFE、神戶製鋼

氫還原、DRI、電爐

表一、綠能相關NEDO專案

  從表一可發現日本現正開發案圍繞離岸風電、氫供應鏈與氨供應鏈等三大議題,其中「降低離岸風電成本」各期參與廠商不同,第一期重點為基礎設施,包含:新世代風力發電機組、浮動式安裝成本、電器系統開發、運行與維護;而JFE工程自2024年參與二期示範案並於同年6月選擇秋田縣近海作為示範場之一,該處使用半潛式浮體風力機組,輸出功率為15MW以上,因該區淺海區少,所以主要開發浮動式風力發電,但未來可能會在商業化階段面臨降低成本的挑戰。由於專案一期的基礎建設完成比例不高,預期示範場的推動仍有變數。

  「打造大規模氫供應鏈」專案目的在建立長期的氫氣需求,並降低成本。一開始由Japan Suiso Energy(JSE)、ENEOS等公司進行開發,仍屬於調查、基本設計與小規模建設的階段。消息指出JFE集團將於今(2025)年加入該專案,已於2024年7月連同JSE、ENEOS簽署土地協議,打算在東京灣的填海島嶼Ohgishima進行商業示範計畫,之後預計開發運輸路線與接收站。

  「打造燃料氨供應鏈」由日本能源公司、建設工廠公司、東京電力公司,及學術單位等主導,目前還未有鋼廠參與,且該案仍在研究階段,為了研究較季有的哈伯法更佳的製氨方法,需要繼續研究更多催化劑來符合需求,氨發電的混燒與單燒也在進行中。

二、南韓

  南韓經濟發展主要依賴化石燃料,2022年佔一次性能源消耗總量的83%,脫碳的切入點亦為電力系統,兩個主要的解決方案是核能和再生能源。

  南韓政府在2023年1月發布第十版「長期電力供需基本規劃」,計畫到2030年再生能源佔比21.6%,到2036年為30.6%(圖二),但目前多著墨於發放許可證,而非增加輸電管線、配電、蓄電等電網設備,無法應對太陽能發電量的快速增長。其風力發電的目標係預計在2030年達19.3GW,然統計至2022年底,離岸風電容量僅0.1GW。

          圖二、韓國各階段發電目標

 

  對於推動再生能源,韓國需克服以下幾項主要挑戰,為其發展綠能帶來許多變數:

   1.環境限制

     韓國70%土地是丘陵和山區,而平地多為大城市所用,可開發太陽能的土地有限;而離岸風電又受限於海水深度,需使用成本較高的浮動式發電。

   2.高發電成本:

     韓國再生能源發電成本(levelized cost of energy, LCOE),位居世界前茅,主因為政府審查過程冗長與電網的連接延遲。

   3.市場壟斷:

     南韓輸、配電市場受南韓電力公司(KEPCO)壟斷,成為如再生能源等新商業模式進入電力市場的阻礙。

   4.民眾反彈:

     居民強烈反對為發展太陽能,而大量砍伐森林的作法,而部份漁民也對離岸風電對漁獲帶來的潛在影響感到擔憂。

  目前南韓政府有幾項方案正在施行,例如2023年5月公布「2022年~2036年長期輸送變電計畫」,其重點在於開發一條新的高壓直流電走廊,負責運輸新建立的幾座離岸風電場電力,以及設立拍賣小型太陽能電價與補貼計畫,其實施範圍多屬單點推行,未像日本建立系統性的國家級政策,帶領各企業更加重視減碳的國際議題。

  POSCO自2013年起陸續建立陸上風電場,2017年起建設離岸風電場;並在全羅道建設14.5MW的太陽能發電站,年發電量為18,000MWh。但僅依幾間鋼廠,難以撐起整個國家能源發展之重任,就當前政府推行的政策而言,亦未見鋼廠加入的消息。

三、結語

  日本與南韓在各專家與政府的評估下,再生能源的潛力都不容小覷,但能源政策的推動,卻不及歐洲國家。當中有許多複雜的因素,例如政策、制度、民意等。在鋼廠投入區域型綠能計畫的部份,日本鋼廠(JFE)或許在政策導向的趨勢之下,較早加入國家型計畫,而南韓鋼廠仍以單打獨鬥為主;這樣的趨勢明顯和歐洲鋼廠高度參與區域型綠能計畫迥異。

  推動綠色能源需要耗費龐大資源,實非單一企業所能負荷,然鋼廠在綠能計畫的潮流中,也應提前準備,待政府推出區域型或國家級計畫,能快速銜接各項資源,進一步推動減碳大業。

參考資料:

[1].日本潔淨能源

https://energytracker.asia/potential-of-renewable-energy-in-japan/

https://ember-energy.org/countries-and-regions/japan/

https://www.there100.org/japan-energy-security

[2].NEDO project

https://green-innovation.nedo.go.jp/project/

[3].秋田縣浮體式風力發電

https://www.meti.go.jp/press/2024/06/20240611007/20240611007.html

https://www.energy-omni.com/news/article/3BAZZ27zq4sI7rp0?page=3

https://www3.nhk.or.jp/lnews/akita/20240611/6010021286.html

https://www.meti.go.jp/shingikai/sankoshin/green_innovation/green_power/pdf/008_06_00.pdf

[4].日本氫供應鏈

https://www.jfe-steel.co.jp/en/release/2024/07/240725.html

https://www.meti.go.jp/shingikai/sankoshin/green_innovation/energy_structure/pdf/024_05_00.pdf

[5].日本氨供應鏈

https://green-innovation.nedo.go.jp/project/building-fuel-ammonia-supply-chain/

[6].日本煉鋼中的氫氣利用

https://green-innovation.nedo.go.jp/project/utilization-hydrogen-steelmaking/

[7].南韓再生能源

https://www.trade.gov/country-commercial-guides/south-korea-energy-carbon-neutrality-initiatives

https://www.renewable-ei.org/pdfdownload/activities/REI_SKoreaReport_202311_EN.pdf