太陽光電系統的能源回收期
聽說太陽能生產過程很耗能?太陽能生產過程排碳很多?
國際能源總署IEA PVPS最新報告提供數據,告訴大家真相為何。
本文介紹的IEA PVPS報告可在以下官網連結下載https://iea-pvps.org/fact-sheets/fact-sheet-environmental-life-cycle-assessment-of-electricity-from-pv-systems/
值得一提的是,這個報告由TotalEnergies與美國研究機構NREL共同完成,一個是知名石油公司,一個是美國能源局底下的知名研究機構,可以相信報告不會特別偏袒太陽能。
什麼是能源回收期EPBT與NREPBT
能源回收期(Energy Payback Time)是指太陽光電系統要花多少時間發電,產生的能量相當於整個系統在生產、建置期間所消耗的能量。例如EPBT=1年,意思就是太陽光電系統發電一年產生的能量,等於生產、建置期間所消耗的能量。
過去都使用EPBT這個名詞,因為早期再生能源的佔比低,估算消耗能源的時候不需要特別把非再生能源獨立計算。但是現在再生能源比例高,估算等效能源消耗的時候,有沒有含再生能源就會有些差異,因此現在用新的名詞NREPBT(Non Renewable Energy Payback Time)更精準定義。
太陽光電的能源回收期
本報告計算出來的能源回收期如上表,計算基礎是歐洲的電站,每千瓦年發電量976 kWh/kWp,發電年衰退率0.7%。遠低於台灣年發電1200度左右,也就是說在台灣的能源回收期會更短。特別說明的是,這個計算包含了整個系統建置的用料、建置、相關設施等,是整個太陽光電系統的評估。
其他環境影響
此報告也計算每度電造成的環境影響,是用環境影響量除以整個生命週期內發電總量。例如單晶每度電的二氧化碳排放量相當於35.8 g,但傳統化石能源每度電的排放量是500到1000g左右。
技術演進
隨著太陽光電技術進步,模組效率越來越高,相對的每度電碳排放量也越來越低。上表列出從1996年到2023年的技術演進,從121g降至36g,減少了70%左右。
總結
目前主流的單晶模組能源回收期在大部份地區都在1年以下,相對於系統壽命20-30年來說,很短的時間內就回收了生產期間的耗能,後面的二三十年都是淨減碳。由這個報告可以清楚了解,建置太陽光電系統是很有效的節能以及減碳措施。
關於作者:
林敬傑博士,業界朋友們暱稱為「傑博」
2004年在工業技術研究院從事太陽能模組研發
2005年與德國萊因技術合作,在臺灣建立亞洲第一個太陽能檢測認證實驗室
2007年擔任德資企業a2pak
Power茂暘能源技術長
2011年成立顧問公司PV Guider,提供專業諮詢與電站品質管控等服務
目前擔任:
PV Guider首席顧問
CNS國家標準審議委員
工研院量測中心顧問
國際能源總署IEA PVPS Task 13太陽能可靠度工作組技術專家兼共同主持人
SEMI產業標準技術委員會主席
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