淨零難題:電網困境

“There is no transition without transmission, no solution without distribution."

隨著全球各國及企業邁向淨零目標,能源轉型已成為不可避免的趨勢。

而許多人關注太陽能、風力發電的成長,卻忽略了「電網」的關鍵角色,其中電力傳輸與分配系統更是能源轉型過程中最關鍵的一點。

根據國際能源署(IEA)的估算,為了達成2050年淨零目標,全球電網投資需求就高達25兆美元,相當於全球一年經濟總產值的四分之一。換句話說,電網建設的資金需求與增加太陽能和風能容量的投資規模相當,顯示其對能源轉型的重要性。

然而,這場電網升級行動並非易事,全球許多國家,包括台灣,都面臨諸多挑戰。本文將探討電網建設的主要難題,並提出企業與政府可行的應對策略。

五大挑戰阻礙電網擴展

電網升級需要龐大資金、技術創新與有效規劃,但目前全球電網企業正面臨以下五大問題:

1. 成本直升的供應鏈瓶頸

電網建設仰賴特定高端設備,如高壓直流電纜(HVDC cables)、變壓器與開關設備。過去幾年來,這些設備的價格上漲50%,交貨時間更從過去的一年延長到四到五年。此外,關鍵原材料(如銅、矽鋼)的價格上漲,也進一步推高電網建設成本。

2. 人力資源與技術能力不足

即便擁有足夠資金,電網建設仍需要大量專業技術人才。許多電網企業目前的人力規模僅能應對現有業務,若要在未來十年內大幅增加投資,勢必需要額外的技術與管理能力。許多企業開始從石油、天然氣產業招募人才,或投資員工培訓,以彌補這方面的缺口。

3. 政府機關與當地社區的抗衡

政府普遍希望加快電網擴展,以支援可再生能源的發展,但許多電網建設計畫卻遭遇當地社區的反對。例如,許多電網升級計畫涉及土地徵收與環保問題,導致許多計畫無法順利推動。此外,複雜的行政審批程序也是一大障礙,使許多電網項目的建設期長達 10-14年。

4. 龐大投資帶來的財務壓力

電網建設需要龐大的資本投入,這筆資金最終會轉嫁在電費中,且造成許多電網公司的資產負債表變得「不好看」。目前在許多西方國家,電網費用已佔 15%到30% 的家庭電費,未來可能進一步上升。例如,比利時的電網費用預計在未來3年內上漲80%。這種成本增加可能影響能源轉型的「民意支持」。

電網公司債台高築。

5. 電網擁塞

由於電網基礎設施尚未擴展到足以支撐大規模可再生能源輸送,許多風力與太陽能發電專案面臨「電網併網難題」。例如,在荷蘭,由於電網負載過高,許多可再生能源計畫無法連接至電網,導致國家減碳進度受阻,甚至影響經濟發展。台灣則是離岸風電開發的區域集中於西部沿海,但主要電力負載區在北部,北中南電力調度能力仍嫌薄弱。

解決電網困境的四大策略

面對上述挑戰,依據BCG諮詢公司的建議,全球電網企業與政府必須從規劃、資金、供應鏈與利益相關者協作等層面進行變革。以下為四大關鍵策略:

1. 重新思考電網規劃

為了降低電網建設對公司自身和消費者的巨大長期成本,電網公司與其他參與者必須採取協調一致的整體方法進行電網開發,考慮到參與能源轉型的所有關鍵部門和鄰近地區。

可以從需求及供給端個別發出。需求端部分,提供激勵措施以鼓勵民眾在電網容量高峰期減少用電量,也就是所謂的「時間電價」,並將這些需求轉移到供應充足的時期。

供給端部分,可採用「節點電價」,節點電價可以反映電網不同節點的實際電力成本,從而激勵公司將新工廠或資料中心設在可再生能源發電充足的地區,並減少電網擴建的需求。

當然,也必須提高現有電網的運輸能力,採用 動態線路管理技術(Dynamic Line Rating),可讓輸電能力提升 10-30%,降低對新建電網的依賴。或採用高效能導體材料(如鋁包覆碳芯電纜),提升電能傳輸效率並減少損耗。

此外,優化跨區電網連結也是很重要的一環。如台灣可與鄰近國家的電網互聯,例如與日本、韓國探討海底電纜連結的可行性,以平衡電力供需,降低備用容量需求,且降低投資成本。

2. 提高資金管理及投資效率

建立更精確的投資決策,精準計算排定優先投資項目,採用可衡量的目標,以減碳效益、時間成本或投資回報率來決定投資優先順序。

利用數位工具,例如建築資訊模型、地理資訊系統和數位孿生技術,可以進一步優化設計、物流及端到端專案執行,降低不必要的投資浪費。

同時,企業亦可與政府積極合作,政府可透過提供長期貸款擔保,協助電網企業降低融資成本。開展公私合營(PPP)模式,吸引私募基金與大型投資機構共同參與電網投資。

3. 建立韌性供應鏈

電網公司在執行電網架設專案必須與供應商維持緊密關係,常因為不確定因素使得部分零組件交期遞延,造成完成時程同樣延宕。建議可以採取大型批量採購(Bulk Procurement),例如英國 National Grid 近期推出 59億英鎊的大宗招標計畫,統一採購15條HVDC輸電線路,降低成本並確保供應穩定。

對於降低供應鏈的風險,電網公司可能考慮採取不同的交付模式,一般傳統的EPC模式(承包商負責從設計、設備採購到施工整個過程,又稱Turnkey)也許可轉而採用其他交付模式,例如:由電網公司自行管理並整合個別的工程、材料和施工合約(Design-Bid-Build),或聘請整合商來協調上述作業(EPCM)。

電網公司不同的交付模式。

另外,加強本地製造與人才培養也是一條路徑。政府可透過補助計畫吸引企業投資本地電網設備製造,減少對單一市場的依賴。技術人力短缺的部分,政府則可推動產學合作,鼓勵大學開設電網技術相關課程,培養未來人才,例如:澳洲、美國政府推動「煤炭工人轉職計畫」,將礦業工人培訓為電網施工技術人員。

4. 彌合各方利害關係人

同樣重要的是,電網公司要如何確保政府、監管機構、供應商與消費者之間的利益平衡?像在台灣,大部分的再生能源建設都須與政府緊密溝通協調,如何與政府共同順利合作就變得非常重要。

當然,政府若能簡化電網建設的行政審批流程,像是德國就在 2023 年通過「基礎設施加速計畫」,設定「法定審批期限」,避免無限拖延,亦建立「基礎建設綠色通道」,優先審核能源轉型關鍵項目。在台灣,台電公司與經濟部能源局合作,針對屋頂型太陽光電設備,制定免併網審查作業原則,簡化併網申請流程,加速再生能源的併網時程。

提供企業更多的融資優惠,政府可透過直接補貼或低息貸款來支持電網建設,避免因電網擴建導致電費上漲過快,引發公眾反彈。如果有提供當地電費折扣或就業機會,讓居民直接受益於電網升級,更能提升社會對電網建設的接受度。

淨零轉折點:電網公司的關鍵角色

淨零目標喊得震聾欲耳,目前全球正處於能源轉型的關鍵轉折點,為社會提供乾淨、安全且可負擔的電力,是推動淨零目標的關鍵戰場。

然而,電網建設的高昂成本可能危及公眾對能源轉型的支持,而相關的資本需求對許多電網企業構成了重大融資挑戰。電網擁塞、供應鏈及人力資源短缺、監管與規劃障礙等問題,使得關鍵基礎設施投資面臨昂貴的延誤風險。

做為淨零目標路徑上的關鍵角色-電網公司,應專注於調整電網規劃方式、提升資本運用能力、改變供應鏈管理策略及穩固與利益相關者的合作。

    當然‘,政府與監管機構也必須建立支持電網投資的政策與框架,並重新評估所有權模式、融資結構與資金來源,以確保這些措施能夠最大程度地符合公共利益。


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