文/宋瑞文
日本軟體銀行集團會長孫正義最近和美國總統川普會面並承諾千億美元投資而成為媒體焦點(下圖)。另一方面,較不為人所知的是,孫正義在福島核災後創設了「自然能源財團」,為推廣再生能源而努力。
*圖說:報導截圖,日本軟銀總裁孫正義與川普會面,宣布投資。(來源:TVBS)
許多人對太陽能之所以有疑慮,來自若干太陽能發電廠案場的環境爭議。有鑑於此,2024年9月,自然能源財團發表報告「擴大屋頂太陽能的策略—在2035年之前擴大5倍」(下圖,以下簡稱為本報告),在擴大太陽能的同時,等於也免除了這方面的疑慮。
*圖說:“擴大屋頂太陽能的策略—在2035年之前擴大5倍”報告封面。(來源:自然能源財團)
報告一開始,先為讀者闡明屋頂太陽能的三大好處。一、經濟性。太陽能發電成本在近年持續降低,據多個研究單位試算,未來仍是如此。2022年太陽能發電成本為每度電8.8日圓,預計2035年再降低到每度電4.2日圓。
二、提高電網韌性。災害時可在白天作為緊急電源,若有電動車與蓄電池,白天以外的時間也能供電。三、不需要另尋土地。因為設置在屋頂,沒有破壞環境的可能性。
2035年之前擴大5倍
有著種種好處的屋頂太陽能,具有龐大的裝設潛力。據自然能源財團的試算,在2035年之前,建築用太陽能裝設潛力可達159GW。相對於2021年底為止的建築用太陽能裝設量31.6GW,足足5倍有餘。和公共建築、機場、倉庫等建物相比,其中最有潛力的是住宅,佔45.8GW。
太陽能的裝設潛力,隨著各式各樣的技術進步而不斷擴大。例如,在發電效率的部分,據日本太陽能發電協會報告,裝設在獨棟住宅的太陽能板發電效率,目前是18.4%,到2030年時則為24%。
伴隨著發電效率的提高,每單位面積的裝置容量也隨之增加。換句話說,和過去相比,同樣的裝置容量,現在需要的土地更少。
目前獨棟住宅每裝設1kW需要6平方公尺,預計到2030年將降低到4.6平方公尺。目前一般獨棟住宅裝設4kW的太陽能板,需要24平方公尺的屋頂面積,到了2030年,同樣的面積可以裝設5kW,約為現狀的1.3倍。
還有一個技術的進展,也影響了屋頂太陽能的裝設潛力,那就是太陽能板的輕量化。太陽能板變輕,讓不太耐重的屋頂也變得能夠裝設。
傳統結晶矽太陽能板的重量,約為每平方公尺11-13公斤;而薄型玻璃的結晶矽太陽能板,輕的只要每平方公尺6公斤,減輕了一半左右的重量!這意味著,此前受限於承重,不做補強工程便無法裝設的屋頂,像是工廠或倉庫等,未來隨著太陽能板的輕量化,即便不做補強工程,也能成為發電的生力軍。
住宅用太陽能費用降3成
隨著屋頂太陽能的擴大,成本也隨之降低。住宅用太陽能系統的費用(設備費、工程費、設計費)從2013年的每度電41.5萬日圓/kW降到2023年的每度電28.4萬日圓。十年來降低了3成左右(下圖)。
*圖說:住宅太陽能系統費用在近年持續下滑。(來源:本報告)
整個太陽能系統費用降低的一大原因是太陽能板價格的逐年降低。整套系統降價的傾向,在新建住宅、既有住宅與非住宅建築的屋頂都是如此。今後降價的趨勢也預期會持續下去,成為擴大太陽能裝設的一大動力。
裝設目標與進度
在住宅太陽能的部分,日本政府在2021年的第6次能源基本計劃裡,揭示了2030年之前新建獨棟住宅要有6成安裝太陽能。自然能源財團則預期可以裝到8成。
在公共設施的部分,依照日本政府在2021年的規劃,原則上是都要裝設。對於可以安裝的這類建築,希望在2030年有5成裝設(7.9GW),2040年100%裝設(15.9GW)。見下圖。
*圖說:日本政府在住宅太陽能的目標與目前進度。(來源:本報告)
儘管目標遠大,目前屋頂太陽能的普及還是進度落後。2022年新建獨棟住宅裝設太陽能的比例只有31.4%(上圖)。換句話說,從現在到2030年的5年間,必須成長2倍才能達標。其中客製的新建獨棟住宅的裝設率達58.4%,相對地,新建獨棟住宅成屋,僅僅只有8%。
公共設施的部分,截至2021年底的裝置容量為0.7GW,距離2030年的目標7.9GW連9%都不到。依照這個現狀,無法達成2030年的目標值,有必要追加新的激勵措施。
在以上幾個種類的建築之外,是沒有裝設目標的。依照2018年的最新數據,既有住宅的裝設率是4%。新建的非住宅建築,在2022年時為8%。
四大不利因素
儘管大環境有正向的發展,但屋頂太陽能的裝置容量進展有限,以下對此做出進一步的說明,思考國家與地方政府的因應之道:
一、小型建商擔心提高初期成本。大型建商對於住宅太陽能的裝設十分積極。在2022年大型建商的新建獨棟住宅裡,其中客製住宅達成淨零能源消費房屋ZEH有68%,其中獨棟成屋達成淨零能源消費房屋ZEH有80%。
淨零能源消費房屋ZEH是透過隔熱設計降低用電,使(太陽能)自身發電足以自用的房屋,因此幾乎都會裝設太陽能,可以當成住宅太陽能的指標。某些大型建商的新建獨棟住宅,無論客製或成屋,太陽能安裝比例在9成以上。
另一方面,小型建商在住宅太陽能的進展就相當有限。2022年,小型建商新建的客製住宅裡只有10%是ZEH,新建成屋僅僅只有2%。由於小型建商佔蓋房數量的7成,如何提高小型建商的裝設比例,成為重要課題。
造成小型建商很少安裝太陽能的最大原因是初期成本。小型建商多半承接相對低成本的建案,對於成本更加敏感。很可惜的是,許多小型建商並不知道有不需要初期成本的PPA裝設方案(再生能源購電協議:Power Purchase Agreement,簡稱PPA;下圖),住戶提供屋頂,太陽能公司免費安裝設備,之後費用有電費、月租費等不同形式。
*圖說:福島縣推廣的零初期成本的裝設方案,用戶支付使用電力的費用,太陽能公司出售剩餘電力。用戶十年後即可免費獲得太陽能發電設備。圖片經翻譯軟體處理。(來源:本報告)
二,不動產交易沒有計入太陽能發電的價值。現有住宅安裝太陽能的比例,僅有新建住宅的⅛。據自然能源財團試算,在2035年之前,現有住宅可以再裝設9GW的太陽能。儘管如此,若現有的問題無法解決,擴大裝設的可能性也不大。
現有住宅很少裝太陽能的原因之一,是不動產交易沒有計入太陽能發電的價值。目前現有住宅的價值,基本上是以屋齡與土地價格決定的。對屋主或裝修業者來說,不會為了將來可能賣屋而加裝太陽能。
三、補助沒有把屋頂面積及其狀態考慮進去。裝設太陽能板時,需要考慮屋頂面積與狀態。屋頂面積越大,單位發電成本越低。屋頂又新又能負重,不須要補強工程就能裝設。
因此,在屋頂面積大的工廠、倉庫與新建建築裝設持續有進展的同時,屋頂面積小的建築與現有建築的進展遲滯。原因在於發電量少、裝設耗錢等低經濟效益。
在日本政府對於新建獨棟住宅與公共設施設定裝設目標的同時,其他類型的建築物卻沒有設定目標,也幾乎沒有有助於擴大裝設的制度。
即便屋主想要利用不需要太陽能設備成本的PPA方案,但因為小型建築發電量不容易預測,現有建築屋頂的補強工程又要花錢,有的業者會拒絕。對業者來說,利益不高的案例,銀行也不容易提供貸款。
四、部分地方政府對於屋頂太陽能的擴大有一定的作為。東京都跟川崎市對於新建住宅與非住宅都賦予裝設義務,並於2025年4月實施。京都市與群馬縣,則對於一定規模以上的建築物,賦予裝設太陽能等再生能源的義務,並且已經實行。
可是像這樣的地方政府作為,在全國是少數,多數地方連裝設目標都沒有。在地方政府依據中央法規制定的抗暖化實行計畫裡,有設定再生能源裝設目標的,僅佔14.3%。在實行計劃之外,有設定再生能源裝設目標的,僅有7.8%;合計22.1%(下圖)。揭示屋頂太陽能裝設目標的地方政府,僅有東京都、京都府等若干地方。
*圖說:在日本全國552個地方行政單位裡,77.9%沒有設定屋頂太陽能裝設目標。(來源:本報告)
地方政府之所以遲遲未能設定目標,原因之一是人才不足。地方政府裡各單位的人事,好幾年才有一次變動,累積相關專業並不容易。部分地方政府是和地方上的專業業者合作,彌補人才的不足。而在小型的地方行政單位,有些甚至連專業的業者都沒有。
加速屋頂太陽能的措施
既然有前述的,種種妨礙屋頂太陽能發展的問題,自然也有針對這些問題的解決之道,及其他有幫助的方法。
一、支持新建住宅以零成本來裝設。前面提到,建設住宅的大宗在於小型建商,而他們又特別容易顧慮成本,並缺乏相關理解。因此,不用屋主出錢裝設的PPA模式或租借設備的模式,正好能解決問題。同時也要加強宣傳,例如東京都邀請演員、偶像等宣傳太陽能裝設義務就有很好的效果,官方社群帳號追蹤人數達到了十萬人之譜。
二、由國家主導新建住宅的裝設義務。擴大屋頂太陽能的有效方法之一,是由中央政府宣告裝設義務。一旦中央開始動作,地方政府上行下效、從旁輔助的機率也會提高。
在宣布屋頂太陽能政策時,是哪些種類的建築需要裝設,以及裝設的年限,至為重要。這可以比照日本在建築節能義務化的規劃,逐步地普及到不同種類的建築。
荷蘭政府對於屋頂太陽能有類似的規劃,從2026年樓地板面積250平方公尺以上的新建公共、商用建築的裝設義務開始,隔年2027年延伸到現有公共、商用建築,再隔一年2028年則是所有的新建住宅。
三、針對太陽能發電的不動產估價制度。鳥取縣在2024年採用了鳥取住宅估價系統「T-HAS」(下圖),可以檢索到縣內所有的獨棟住宅裡,各部位(如屋頂、結構等)的使用與裝修履歷、維護狀況、耐震程度,節能與發電的性能等資料,並給予適當的估價。這讓有心增強房屋隔熱與太陽能發電性能的屋主,可以得到應有的市場價值。
*圖說:鳥取住宅估價系統「T-HAS」。(來源:官網)
四、屋頂太陽能補助,需考量建築種類與狀態。需要補強工程才能裝設太陽能的屋頂,因為經濟性低,不但銀行不容易給予貸款,即便是提供零元裝設方案(PPA)的業者也會消極應對。
據政府估算,面積小,需要裝設架台與防水工程的案場,跟其他案場相比,單位成本最大可能差到3倍。東京都針對這個問題在提供補助金時,便依照架台、防水或裝置容量大小等不同的狀況,給予不同程度的優遇。
五、組織並培養再生能源人才。在東京等先進地方設定裝置義務的同時,其他地方政府卻無法比肩齊步。
在設定裝置目標之前,必須要知道轄區內的能源供需與太陽能裝設潛力等數據,對此,環境省提供了再生能源情報提供系統REPOS(Renewable Energy Potential System;下圖),可以針對各級地方行政單位的範圍不同,算出裝設潛力。
*圖說:再生能源情報提供系統REPOS。(來源:官網)
要設定目標並達成目標,專業人才不可或缺。而要解決人才不足的問題,可以讓政府設立所謂的「Energy Agency」:這是主要由歐洲各國設置的在地機構,協助地方政府、企業、市民等,發展再生能源政策及其計劃。
以澳洲為例,9州裡就有8州設置,擔任州政府或地方政府的智庫,從規劃到落實給予支援,並和在地的金融機構與電力公司等合作,減輕地方政府在財務與事務上的負擔。日本滋賀縣長濱市正在準備設立日本第一個「Energy Agency」。
最後一個推廣屋頂太陽能的措施,可能也是一般市民相當關心的措施之一。
六、用Recycle(循環回收)、Reuse(物盡其用)、Reduce(減少使用)處理好太陽能板大量廢棄的問題。
關於這點,東京都在頒布設置義務的同時,也建立了針對大量廢棄問題的收集與搬運系統。從拆卸太陽能發電系統到回收都有標準流程(下圖),由都政府和相關業者一起建構而成,為太陽能板廢棄問題的優良範例。
*圖說:東京都廢棄太陽能板的收集與搬運指南。(來源:本報告)
據日本太陽能發電協會的試算,在2050年之前,太陽能廢棄處理市場,將以每年1000億日圓的速度成長,預計將創造出1萬8000人的就業機會。
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