專家說只依賴風能和太陽能將使美國電力全黑

    亞洲時報刊登一篇由喬納森·特南鮑姆所撰有關發電能源的文章，對台灣能源政策有很大的參考價值。台灣的能源政策面臨到缺電、限電、漲價、空污及破壞藻礁生態諸多問題，政府還要面對巴黎協定有關溫室氣體減量目標的難題，廢除不排放二氧化碳的核電，無論天然氣或燃煤都將排放二氧化碳，而若廢核電，不穩定的風力及太陽能還是需靠化石燃料補助電力系統，根本做不到碳減量。美國在特朗普執政時退出巴黎協定顯然是重大錯誤施政，因此美國總統拜登上台後重返巴黎協定，並將全球變暖列為政府活動所有領域的頭等大事，並誓言要在2035年之前使美國電力系統100％不含二氧化碳。但他未明確說明如何達成目標，而發電技術是達此目標的關鍵。許多但不是全部的氣候環保運動者都在推動可再生能源，特別是風能和太陽能，但卻不使用任何核能，如台灣的非核家園政策。但是專家說如果沒有核能，拜登的綠化努力注定是一場災難，台灣也是一樣。大規模核電的唯一可替代方案是擴大風能和太陽能到達總發電量的80％或更多。其他能源如水力，地熱，生質能都無法達到美國總電量的20％以上。而且需要龐大的基礎設施來支持對風能和太陽能的嚴重依賴，而風能和太陽能是間斷的且耗費大面積土地的能源。這包括重建整個美國電網並增建巨大數量的儲電設備。如果考慮到需要投資的財務和實質資源的數量，很明顯此情況無法持續到最後。 

    且不但無法實現承諾的100％使用可再生能源，反而將陷入混亂，電力成本激增，頻繁停電及輪流限電的慘狀。許多發電廠很可能仍將恢復使用化石燃料，因為不用化石燃料將無法讓國家生存。發生斷電前，強大的政治反彈會使美國民主黨以及與該能源計劃者喪失權力。所以100％可再生能源方案引發的問題難計其數。首先：根據天氣情況，風力渦輪機和太陽能電池的輸出會在數分鐘的時間範圍內波動很大。太陽能電池的輸出量取決於雲量和白天的時間，晚上為零。由於風力強度的不穩定變化，陸上風力渦輪機的平均輸出通常僅約為其最大額定容量的三分之一（對於離岸風機，該數字約為38％）。需要大約2000台1.5兆瓦級風力渦輪機來產生與標準1GW的核電站一樣多的電力。與再生能源不同，核電站產生穩定可靠的電力。為達到風力和太陽能發電的可靠供應，當風力及太陽能輸出電量下降時，需要補助的額外支持電源，這需要另外投資花錢，目前多數實際情形是可再生能源仍需使用化石燃料輔助，包括燃氣輪機，柴油發電機。但是在有核電站支持的情況下，通過“負載追踪”可不斷​​調整核電站的輸出電量，只要核電與風力加太陽能之比足夠大，就可以進行負載追踪。  

   否則的話需要從別國進口電力但這對台灣不適用，或者將風電和太陽能電力儲存，在輸出電力下降時注入電網，使用許多電池是最常見情形。第二個基本問題是風力和太陽能的能量密度很低，需要大面積的設施，台灣地狹人稠顯然有困難。與核電廠或化石燃料電廠相比，風能和太陽能需要數百倍的土地面積和數十倍的大量鋼鐵，混凝土及其他材料來產生同樣電力。堅定的環保主義人士邁克爾·謝倫伯格堅決提倡核能，他比較了各國典型的核電站，風力發電場和太陽能發電所需的土地面積。例如，位於荷蘭博爾塞拉的核電站佔地約0.16平方公里，每年發電34.6億千瓦時，而荷蘭的雙子座海上風電場則佔68平方公里，發電26億千瓦時。核電廠的單位面積發電量是風力發電場的570倍，是太陽能電場的370倍。在韓國，核能與陸上風能之比為625倍，核能與太陽能之比為468倍。還要注意風力發電也降低了鄰近人們的生活品質，也破壞了自然景觀。在德國，當地居民的抵制使風能的發展停滯不前，大型太陽能場也不受歡迎。毫無疑問，風能和太陽能是成熟的技術，在特定情況下作為補充能源能發揮重要功用，但與風能和太陽能相關的利益團體（當然比支持核能團體要大得多）常告知大家，風能和太陽能的成本已經急劇下降，它們已經是最便宜的能源，但是美國加州、德國和丹麥的電價說明可再生能源電價很高，這可從愛丁堡大學 Gordon Hughes 所著的“理論與實際風力經濟學.”一書中獲知。

    補貼價格，可再生能源抵免額，生產稅抵免額，綠色債券折價，加速折舊，免稅額和稅收抵免掩蓋了風能和太陽能的實際成本。而且通過徵收碳稅和在網絡提供商購買電力時優先考慮可再生能源實際上懲罰了化石燃料發電。風能和太陽能的實際成本還包括將其集成到必須可靠滿足需求的國家電力系統所需的投資。100％可再生能源方案意味著要改造一個龐大的電氣系統，該系統旨在在穩定的化石燃料和核能源基礎上運行。全球能源分析主管Dan Shreve在r 2019年豐能大會上表示，實現100％可再生能源將需要使美國高壓輸電線路的長度增加一倍。這意味著要鋪設超過320,000公里的新輸電線路。此外，美國將需要大量的額外電力存儲容量。為了保證天黑時燈光不會熄滅，必須在電池和其他儲存系統中儲存多少電量是一個複雜的問題。曾擔任能源問題的工程師威廉·波斯特說：“根據天氣數據，美國有多天的風/太陽能平靜期，至少覆蓋了25％的土地面積。它們是全年中隨機發生的時間。一年中這段時間的停頓被定義為正常電力輸出的15％。”，估計在一天的休假期間，存儲系統必須提供多少電力以彌補風和太陽能輸出的不足，他得出了670億千瓦時的電量。為了進行比較，特斯拉S型電動汽車的電池可以存儲約85千瓦時。將其除以他的估計，我們得到的電量相當於7.88億特斯拉S電池充滿電。假設全電池存儲以每千瓦時100美元的樂觀價格計算，其價格標籤將為49萬億美元！