「台灣能源情勢回顧」系列專題主要從國內視角分析台灣能源情勢的變化，然而，本期《Open Energy》專欄，台大風險中心團隊將會帶領讀者從跨國比較的視角，分析台灣的能源與電力結構。
我們將對比G20國家的電力結構，並聚焦美國、德國、日本、韓國與台灣等製造業國家，分析各國的能源與電力供需結構，幫助讀者理解台灣和其他製造業國家在能源與電力結構的差異。
台灣與G20國家的電力結構
在電力生產的排碳量方面，電力生產排碳量最低的國家依序為法國、阿根廷、巴西、英國和加拿大；排碳量最高的前25%國家依序是中國、美國、印度、俄羅斯及日本；
排名位於26%至50%區間的國家包括印尼、韓國、沙烏地阿拉伯、南非及德國；而51%至75%區間的國家則是澳洲、台灣、土耳其、墨西哥和義大利（圖1-1）。
在電力排碳係數方面，由低至高排名前25%的國家依序是法國、巴西、加拿大、英國和阿根廷。排名位於26%至50%區間的國家包括義大利、美國、墨西哥、德國和土耳其。
而51%至75%區間的國家則是日本、韓國、台灣、澳洲和沙烏地阿拉伯。排名後25%區間的國家包括中國、俄羅斯、印度、印尼及南非（圖1-1）。
圖1-1 2022年G20國家和台灣的電力生產排碳量，G20各國及台灣在「Emissions from power generation by source」所顯示，使用煤炭、石油、天然氣發電產生的排碳量。資料來源：（IEA，2024）、（經濟部能源署，2024b）；圖片來源：台大風險中心
2022年再生能源發電量占比，名列前25%的國家依序是巴西、加拿大、英國、土耳其和德國。排名在26%至50%區間的國家包含義大利、阿根廷、澳洲、中國和法國。排名在51%至75%區間的日本、墨西哥、印度、美國、俄羅斯。排名後25%區間的印尼、南非、台灣、韓國、沙烏地阿拉伯（圖1-2）。
圖1-2 2022年G20國家和台灣的再生能源發電占比。資料來源：（IEA，2024）；圖片來源：台大風險中心
從電力生產的排碳量、電力排碳係數及再生能源發電占比三個角度，觀察美國、德國、日本、韓國與台灣等製造業國家的電力結構表現。
台灣與韓國作為亞太地區的半導體製造業國家，用電量大，儘管台灣的再生能源發電占比略高於韓國，但兩國的再生能源占比位於G20國家的末段班，仍高度依賴化石燃料發電，導致電力排碳係數在已開發國家中居高不下，
顯見再生能源裝置容量的擴展仍不足以顯著降低其電力排碳係數，以及能源轉型的速度尚未跟上產業擴張帶來的電力需求增長。
相比之下，德國作為全球製造業大國之一，同時也是G20國家中再生能源發展的領頭羊，大幅增加再生能源在電力結構中的占比，特別是在風力與太陽能發電的表現尤為突出，使得德國的電力排碳係數的表現位於G20國家的中段班。
美國和日本都是電力生產排碳量較高的國家，主要是兩國依賴化石燃料發電支撐其龐大的電力需求。然而，兩國的電力排碳係數卻有所不同。美國因為核電和燃氣發電占比對高，而燃煤發電占比較低，因此其電力排碳係數低於日本。
然而，在再生能源發電占比方面，日本的表現略領先於美國。儘管日本在福島核災後投入大量資源發展再生能源，尤其是太陽能發電取得顯著的成長。
台灣的能源與電力結構特色與政策意涵
台灣於2021年宣示「2050淨零排放」目標。對於作為製造業出口導向的台灣而言，實現淨零轉型是一大挑戰，因為難以以低成本供應再生能源及零碳能源。
不僅是淨零或國家溫室氣體減排目標（NDCs）等自願目標，碳邊境調整機制（CBAM）、國際財務報導準則（IFRSs）、清潔競爭法（CCA）等國際壓力，也逐步要求減少製造過程中的碳排放。
因此，能源去碳化和提升製造業的氣候競爭力，將是台灣經濟持續成長的關鍵，甚至是維持當前經濟發展水準的決定因素。此外，半導體、AI、資料中心、電動車等未來經濟成長的核心戰略產業，也需要大量能源和電力支持。
接下來，我們將從G20國家間的比較，聚焦到美國、德國、日本、韓國與台灣等製造業國家，深入探討各國的能源與電力供需結構，檢視「碳排結構」、「能源結構」、「電力結構」、「近十年電力結構變化趨勢」及「再生能源目標取得進展」等面向的分析。
一、高碳排電力結構：台灣電力部門的碳排占比高於其他製造業國家
台灣的電力部門的碳排占比為60.95%，是排放主要來源，高於韓國（50.82%）、日本（45.86%）、德國（37.02%）、美國（34.62%）等製造業國家。
這與台灣電力結構中燃煤發電占比偏高（42.00%）有關，因為燃煤是排碳係數最高的能源，平均為每發一度電產生820gCO2e/kWh（UNECE, 2022）。
另一方面，台灣再生能源和核能發電占比分別僅為8.29%和8.24%，相對低的低碳能源比例導致電力生產排碳量和電力排碳係數難以顯著降低。
2022年台灣溫室氣體總排放量為269.50MtCO2e，，電力排碳係數為495gCO2e/kWh（經濟部能源署，2024b）。電力生產排碳量為164.26MtCO2e，電力部門的占比最高，達60.95%；其次為運輸部門占14.30%。圖片來源：台大風險中心
二、工業部門能耗、用電占比高於其他製造業國家
台灣的工業部門能源消耗占比達34.69%，高於日本（29.10%）、韓國（26.25%）、德國（25.55%）及美國（17.80%）等製造業國家。從能源別消費結構來看，台灣和韓國在石油消費的占比超過50%，與石化產業需求有關。
此外，台灣的電力消費占比達到30.67%，位居首位，突顯電力穩定供應對於經濟運轉的重要性。台灣的工業部門用電占比高達61.40%，明顯高於韓國（51.43%）、德國（43.45%）、日本（35.02%）及美國（21.08%）等其他製造業國家，這反映出台灣以半導體業、電腦通信及電子產業、石化業等高耗電的產業為主。
為維持經濟競爭力，穩定電力供應成為關鍵。在過去十年中，五國的工業用電量除台灣（+17.77%）、韓國（+8.96%）增加外，日本（-12.07%）、德國（-8.90%）和美國（-0.21%）均呈下降趨勢。
從部門別能源消費量來看，台灣工業部門能源消費為最大宗，占全國能源消費的34.69%，其次依序是非能源消費29.57%、運輸部門17.95%、住宅部門8.71%、商業部門7.24%，以及農林部門0.37%。圖片來源：台大風險中心
三、九成以上的高進口能源依存度顯見能源結構的脆弱性
台灣的能源進口依存度高達96.65%，位居五個製造業國家之首，顯示出高度依賴進口能源的脆弱性。
相比之下，德國的進口能源依存度為67.01%，這是因為德國早期開始投入再生能源技術和電網基礎設施，自產的再生能源已逐步成長，其再生能源發電占比已達45.38%，讓德國有效減少化石燃料進口依賴（闕棟鴻，2016）；
美國則因豐富的頁岩油氣資源而成為能源淨出口國，進口依存度為負值，能源自主性顯著提升。相較於美國和德國，台灣（96.65%）、日本（87.95%）和韓國（80.53%）的進口能源依存度高，因此能源成本更易受全球價格波動與供應鏈中斷影響，關乎台灣製造業的生產成本和競爭力。
雖然韓國、日本、台灣和美國在再生能源發展的起步較晚，但近年我們也可以看到韓國、日本、台灣和美國積極擴大再生能源發電占比，較十年前的成長幅度依序為韓國（+758.6%）、日本（+267.49%）、台灣（+232.09%）、美國（+152.29%）。
觀察台灣近十年發電結構變化趨勢，大致符合政府能源轉型「減煤、增氣、展綠、非核」的政策方向，燃煤及燃油的發電量分別較2013年下降0.03%和和34.75%，此外，由於水力發電量較為穩定，在此討論再生能源的成長趨勢時，重點放在不含水力的其他再生能源的成長幅度。再生能源發電量增加232.09%。圖片來源：台大風險中心
四、能源政策意涵
台灣的電力碳排放占總碳排放的60%，其中工業用電又占總用電的60%。與其他國家相比，台灣以高耗電的半導體產業為經濟主力，但能源結構卻主要依賴高碳排放的火力發電，特別是燃煤發電仍然居高不下。因此，綠電不足成為台灣邁向淨零碳排放的最大障礙。
在地狹人稠的台灣，技術成熟的風力發電、太陽能發電和儲能設施正面臨土地利用與當地居民生活邊界的衝突，導致抗爭頻繁。我們必須建立完善的再生能源在地公平協商和分潤機制，強化能源設施與當地農業、漁業、建築乃至社區的兼容性發展，才能在社會接受的情況下穩健推動再生能源。
提升電力結構中綠電的比例，能讓台灣在不減少工業產出或經濟活動的前提下，顯著降低整體碳排放。然而，相較於其他國家，台灣在滿足綠電需求的土地利用上面臨更大的挑戰。
風電和太陽能的每單位土地發電量並不具優勢（考慮間接土地使用時，火力發電同樣不具每單位土地發電量之優勢）。再生能源中的地熱發電每單位土地發電潛力較高，但台灣的地熱開發，卻遠落後於日本、菲律賓、印尼和紐西蘭。
因此，我們需要積極發展多元綠能，除了深層地熱、尚包括中研院與台電合作的去碳燃氫、廣泛討論的進口氨、利用特定時段無法併網的綠電製氫，以及黑潮流、生質能、燃料電池等新興能源技術，都可以基於技術成熟度、可行性、可及性的評估原則，在不同適用條件下，列入多元綠電考慮。
儘管台灣和韓國的再生能源發電量增長迅速，但其再生能源發電占比仍低於日本、德國和美國。台灣、韓國和日本皆高度依賴進口能源，且高工業用電的能源消費結構使綠電供應短缺的問題更加突出。然而，韓國和日本已計劃維持一定比例的核電。
台灣目前選擇非核家園，這是更為永續、對環境友善的作法，但也帶來新的挑戰。因此，台灣對於綠電自產、綠電進口（若可行）和電網韌性的投資，應該比日本和韓國更加積極。
目前，我們尚未投入足夠的資源來解決綠電不足的問題，這些資源應涵蓋技術研發、商業部署、社會接受度與兼容性發展，以及法律和治理等各個方面。
為了實現淨零碳排的目標，台灣需要採取多管齊下的策略。不僅要加大對再生能源的投資，還需提升能源效率，推動產業轉型，並加強區域能源合作。
例如，與鄰近國家合作進行再生能源技術交流，或參與國際綠電證書交易，都可能有助於緩解綠電供應不足的問題。此外，政府應制定更具體的政策和激勵措施，鼓勵企業和民眾參與能源轉型，共同邁向更永續的未來。
參考資料：
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19. 韓國產業通商資源部（2024b）。擴大再生能源供應和加強供應鏈的策略〈재생에너지 보급 확대 및 공급망 강화 전략〉。
※本文授權自《風險社會與政策研究中心》。
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