專題報導

    最新電力報告:未來三年用電持續攀升,發電結構和電網韌性成轉型關鍵

    隨著數位化、智慧化及電氣化趨勢蓬勃發展,未來三年全球用電需求將持續上升,各國持續部署的低碳能源預計可滿足新增的電力需求,發電碳排量將呈結構性下降,但低碳排能源仍面臨供電不穩定的隱憂。

    國際能源總署(International Energy Agency, IEA)1月發布­「2024電力報告」(Electricity 2024),分析了近期國際能源政策和市場發展,並預測2024年至2026年全球電力需求、供給及碳排放的變化。本篇將摘要四項重要分析。

    IEA發布2024電力報告,預測2024至2026年全球電力需求、供給及碳排放變化。圖片來源:International Energy Agency
    IEA發布2024電力報告,預測2024至2026年全球電力需求、供給及碳排放變化。圖片來源:International Energy Agency

    一、2023年全球電力需求成長放緩,但未來三年將快速成長

    受到已開發經濟體用電量下降的影響,2023年全球電力需求增加速度放緩,電力需求增加2.2%,低於2022年的2.4%。儘管中國、印度和東南亞許多國家的電力需求增長強勁,但因總體經濟環境低迷和高通貨膨脹,先進經濟體的用電量顯著下降,導致全球用電需求放緩。

    然而到2026年,全球電力需求平均每年將增加3.4%,經濟前景改善,使已開發和新興經濟體的電力需求加速增長。尤其數據中心、加密貨幣及人工智慧領域的用電量將翻倍成長。舉例而言,2026年數據中心的總用電量預計將超過1兆度(1000TWh),相當於日本的用電量。顯見法規修改和技術改善(包括能效方面)對減緩數據中心電力消耗的重要性。

    2022年至2026年各地區電力需求變化。圖片來源: International Energy Agency
    2022年至2026年各地區電力需求變化。圖片來源: International Energy Agency

    二、2026年低碳能源將滿足全球所有用電需求成長

    低碳能源(包含太陽能、風能和水力等再生能源及核能)預計將滿足未來三年全球增加的所有能源需求。低碳能源將在2026年貢獻全球近一半的發電量,從2023年的39%上升到2026年近50%。

    而再生能源在全球發電量中的占比將從2023年的30%提高到2026年的37%,主因是太陽能普及化、成本下降,以及核電廠到2025年再度擴張的緣故。這段時間內,再生能源將取代化石燃料發電,超過已開發經濟體(如美國和歐盟)增長的需求。同時,中國快速擴張的再生能源,預計將滿足所有額外的電力需求。

    然而,隨著再生能源快速擴張,也需同時加速對電網和系統靈活性的投資,以確保再生能源順利併網。

    2022年至2026年全球發電量變化。圖片來源: International Energy Agency
    2022年至2026年全球發電量變化。圖片來源: International Energy Agency

    三、隨著脫碳步伐加快,發電的碳排量正結構性下降

    全球發電產生的碳排量在 2023 年增加 1%,預計 2024 年將下降 2% 以上, 2025年和2026年也會略微下降。

    2023年,煤炭發電量的強勁增長(特別是中國和印度水力發電減少的狀況下)導致全球發電碳排量上升,但隨著法國及日本重啟核能,且中國、印度、日本及韓國都將有新的反應爐商轉,核能發電量預計在明年創下新高,加上再生能源快速擴張,化石燃料在全球發電中的占比則預計從2023年的61%,下降到2026年的54%,首次跌破IEA自1971年以來的紀錄。

    天氣條件、經濟衝擊或政策變化都可能導致各年的碳排量暫時上升,但隨著再生能源和核能繼續擴張並取代化石燃料發電,電力產業的碳排量預估將持續下降。未來三年,電力發電的碳排放強度預計將每年下降4%,是2015年至2019年期間的兩倍,其中又以歐盟、中國及美國發電的減碳強度降幅最大。這也代表透過運輸、供暖和工業電動化所降低的碳排量將更顯著。

    2014年至2026年全球發電碳排放量趨勢。圖片來源:International Energy Agency
    2014年至2026年全球發電碳排放量趨勢。圖片來源:International Energy Agency

    四、天氣對電力系統影響日益嚴重,電力安全投資更顯重要

    由於乾旱、低降雨量及許多地區提前融雪等影響,2023年全球的水力發電量下降,發電容量係數下降到30年來的最低值,部分國家對煤炭和天然氣等化石能源的依賴因而增加,也帶出了電力供應穩定性的隱憂。

    此外,2023年極端天氣事件引發美國和印度大停電。電力裝置容量不足、燃料供應面臨挑戰、電力需求上升和電網相關技術等基礎建設問題,許多地區都面臨了嚴重的電力短缺問題,尤其發展中國家如巴基斯坦、肯亞和奈及利亞。

    面對不斷變化的天氣,能源多樣化、建立區域電力互聯以及實施彈性發電策略將越顯重要。改善資料收集、數位化和提高電力系統中斷時的資料透明度,不僅可進一步瞭解故障原因,對制定預防措施也十分關鍵。
    一些國家正在制定電力系統中系統慣性(System Inertia)的最低要求,強化電力系統受干擾時的恢復能力,以因應突發事件、延遲影響。此外,儲能系統也有穩定電網、增強系統靈活性的功能,對整合再生能源相當重要。

    回顧未來三年趨勢重點,隨著數位化、智慧化及電氣化蓬勃發展,全球用電需求仍持續上升,低碳能源的擴大預計將滿足這些新增的電力需求,同時發電碳排量也將結構性下降,但低碳能源仍面臨供電不穩定的隱憂。

    因此,如何透過政策引導產業發展、加速並穩健地發展脫碳及儲能技術、加強電網、提升天氣預測和因應能力,將會是各國政府及產業著重的發展面向,也是台灣在能源轉型過程可以借鏡的方向。

    參考資料

    ※本文轉載自低碳生活部落格〈IEA 最新電力報告:未來三年用電持續攀升,發電結構和電網韌性成轉型關鍵

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