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2023-04-10
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綠電市場總整理!台、新企業不可不知道的再生能源趨勢

文 / 莊昇勳 石門山綠資本有限公司總監、廖佩瑄 石門山綠資本有限公司台灣區核心業務資深經理、林雨璇 石門山綠資本有限公司專案分析師 等[註1]

  經過多年的溫室氣體盤查推動,企業漸漸意識到「用電」所產生的範疇二溫室氣體排放量是一股不容忽視的風險管理危機,不僅受到國際進出口貿易碳足跡的威脅,更可能為此失去品牌商客戶未來的合作機會,這正是近兩年來「使用綠電」這議題已經高度頻繁地出現在你我生活中的最大原因。在又經歷一年的經濟狀況惡化和風險增加之後,全球協調應對氣候變化的緊迫性有增無減。跨國企業在經濟、疫情以及永續政策和倡議的夾攻下,該如何佈局下個十年的趨零排放策略?

  歐美國家早已有成熟的電力市場機制以及工具來協助他們克服外購電力所衍生的溫室氣體排放,然而對於亞洲多數國家而言,電力改革的進程與規劃就像一個蹣跚學步的嬰兒,從基礎的法制、市場機制到逐步開放,故可以預期在亞洲區想要使用綠電,肯定不是一件輕而易舉的事情。

  綜觀亞洲市場,台灣及新加坡是榜上有名採購綠電障礙極高的區域。在《RE100 2021年度揭露報告》中指出,在這兩個區域共同發生的障礙包含當地沒有充足的綠電供給且取得綠電的價格高昂,對於小量採購綠電憑證也相對不友善,故本文將從電力市場架構的角度,逐一剖析、闡述兩國再生能源發展及企業該如何因應此趨勢。

 

一、新加坡以及台灣電力市場結構

  電力市場自由化(Electricity Liberalization)是從一個高度管制以及集中的狀態,藉由導入競爭機制與誘因,讓電業得以自由競爭,能夠達到提升服務品質,來實現公平的市場電價,是多數國家對於電業改革的終極目的。

  • 改革之路,從來都不是一件簡單的事

  台灣目前還在開放電力市場自由化的路上,與台灣有著相似電網特性的新加坡則為亞洲電力自由化的先驅。目前台灣及新加坡皆是以單一輸配電業為主, 兩國電力市場架構的差異主要分成兩大部分:

  • 電力批發市場(Wholesale Electricity Market)的有無
  • 電力零售商(Electricity Retailers)的銷售模式

  首先,新加坡多具備了批發及零售模式的電力市場,因此在新加坡,售電業與用電大戶[註2]可以透過批發市場購買電力,也能透過零售商競爭模式讓售電業相互競爭,使用戶端有更多元的選擇,反觀台灣,目前尚未出現批發市場的跡象[註3]。其次,台灣、新加坡電力零售模式的最大差異處在於,台灣的零售電業只能交易綠電,而新加坡的電力市場能夠交易多樣化的電力。

 

圖(一) 新加坡及台灣電力市場架構比較

圖(一) 新加坡及台灣電力市場架構比較

資料來源:作者自行整理。

 

二、再生能源供給狀況

  目前台灣跟新加坡的再生能源皆供不應求:新加坡天然資源貧乏,惟地理位置靠近赤道,因此太陽光電是其唯一能夠發展的再生能源。對此,新加坡不僅發展出能夠應用在高樓大廈上的屋頂型太陽能板,也在海上建置漂浮的太陽能發電廠,盡可能最大化可利用面積;對比新加坡,台灣的天然資源豐沛許多,能夠發展水力、風電、地熱和太陽光電等多種再生能源,目前則以太陽光電及風力發電為主。在再生能源發展上,台灣政府持續提供躉購費率,以吸引更多資金來建置再生能源。由於台灣的地理位置以風力資源最為豐富,適合發展陸域及海上風電,因此政府相當積極推動風力發電案場的開發,在風場併網後,預計將增加台灣的再生能源量能。綜上所述,兩國的再生能源設備建置量均以太陽光電為主,但由於太陽光電對於土地面積要求較高,因此台灣轉向發展發電效率較好的風力發電;而新加坡除了積極發展太陽光電外,也傾向與國外進口再生能源,以補足缺口。

 

三、台灣與新加坡綠電工具比較

  1. 國際再生能源憑證(International Renewable Energy Certificate, I-REC)

  I-REC是由國際再生能源憑證標準基金會(International Renewable Energy Certificate Foundation, I-REC Standard)所提出的再生能源憑證系統,為國際通用的環境屬性證書(Environmental Attribute Certificate, EAC),屬電證分離系統,其優勢是再生能源發電業與終端消費者可以克服物理距離的障礙,達成綠電交易。根據I-REC最新釋出的市場統計報告,在2019年以前,生物質為主要核發的能源種類,從2020年起則以太陽光電為主,且核發數量有上升的趨勢。

  1. 全球再生能源交易工具(Tradable Instrument for Global Renewables, TIGR)

  TIGR由美國可再生能源發行商 APX(北美監管機構)創建,最初於新加坡啟用,並存在於中國、印度等多個亞洲國家。TIGR性質與I-REC相似,皆以電證分離的系統運作。

  若比較台灣跟新加坡的,可以發現,首先,台灣在自願性非綑綁證書的數量統計上,多以I-REC為主,2017年共核發128,070 MWh,2018年則核發177,992 MWh,2019年總計81,941 MWh,2020年為36,405 MWh,2021年為77,854 MWh。由於I-REC在台灣僅能接受非風光的再生能源發電種類[註4] ,因而台灣核發的再生能源,種類幾乎都來自於水力發電。從圖(二)可以發現,台灣I-REC的核發數量從2018年達到最高峰後,便有逐漸減少的趨勢,造成此趨勢的原因除了根據中央氣象局資料顯示,台灣近年年降雨量逐漸減少之外,用電大戶傾向使用購電合約(Power Purchase Agreements, PPA)轉供,也導致核發數量下降。其次,相較於I-REC,要一直到2020年,台灣才開始有TIGR,但數量仍相當稀少,2020年僅有159 MWh,2021年則核發1,778 MWh。

 

 圖(二) 2017-2021台灣自願性非綑綁證書統計

圖(二) 2017-2021台灣自願性非綑綁證書統計

資料來源:參照I-REC(2023)及TIGR(2022),作者自行繪製。

 

  反觀新加坡,則是以TIGR為主,並且有逐年增加的趨勢,2017年共核發66,020 MWh,2018年則核發82,200 MWh,2019年至2021年核發數量更是大幅增加,2021年共有348,766 MWh。相較之下,I-REC的核發量占據總體核發量的比例則較少,2017年為19,338 MWh,2019年為14,556 MWh,2020年則核發6,262 MWh,2021年則相對較多,共有26,605 MWh。在新加坡市場,TIGR的發行量大於I-REC,原因是TIGR較I-REC更早進入市場。惟目前兩者皆非常稀缺,因此,建議企業只要有憑證均可進行採購。新加坡雖身為電力自由化的國家,卻缺乏屬於自己的市場工具,主要原因有二:首先,新加坡的再生能源非常有限且種類單一。其次,TIGR和I-REC在新加坡相對完善且接受所有專案類型,因此開發本土新的憑證工具效益不大。

 

 圖(三) 2017-2021新加坡自願性非綑綁證書統計

圖(三) 2017-2021新加坡自願性非綑綁證書統計

資料來源:參照I-REC(2023)及TIGR(2022),作者自行繪製。

 

  1. 台灣再生能源憑證(Taiwan Renewable Energy Certification, T-REC)

  除了上述兩種綠電工具之外,台灣也有自己的綠電工具。T-REC的發行中心是國家再生能源憑證中心,是台灣當地的綠電憑證追蹤系統,多數以電證合一(又稱綑綁型憑證)為主,用戶需向再生能源發電業者同時簽訂PPA以及再生能源憑證的所有權。細觀圖(四)統計資料,T-REC綑綁型憑證的核發且交易之數量高達805,328 MWh,非綑綁交易的T-REC僅有11,053 MWh。若與圖(二)I-REC和TIGR相較的話,截至2021年,T-REC的累積核發量多達1,069,767 MWh,數量是台灣I-REC與TIGR累積數量的兩倍之多。足見T-REC是台灣企業達成RE100的選項之一,但市場上仍然有少數的非捆綁的T-REC,多數採用競標方式,但原則上只有自發自用業者才有辦法只交易憑證,因此憑證數量稀少且分散。

 

 圖(四) 2017-2021台灣核發之T-REC數量

圖(四) 2017-2021台灣核發之T-REC數量

資料來源:參照國家再生能源憑證中心(2023),作者自行繪製。

 

  台灣市場之所以有屬於自己的市場工具T-REC,一是台灣政府欲主導綠電市場的建置與管理,主要是為了爾後所延伸的綠電強制性市場(俗稱用電大戶條款,原名一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法)提前佈局,僅接受兩大類型專案申請:

  • (1) 專案本身是自發自用,電力並未躉售給公用售電業,且受電方本身並未有使用環境效益之需求,故將環境效益釋出到憑證市場交易。
  • (2) 已經簽署雙邊企業購電協議之案場,透過T-REC平台進行憑證轉移,是以綑綁形式出現。第二類衍生屬地追蹤系統是因為I-REC在台灣暫時不接受風力和光電專案,然而台灣的地理條件,使得台灣在太陽能及風電上佔據發電優勢,是台灣綠電的發電主力。因此,I-REC平台上目前已註冊的專案類型是以水力發電為主,而T-REC則是以太陽能和風電為主。

 

表(一) 新加坡、台灣綠電工具對比

 

 

I-REC

APX-TIGR

T-REC

發行機構

國際可再生能源證書標準基金會

APX Inc

台灣國家再生能源憑證中心

適用範圍

全球

全球

台灣

目前已有55個地區有發行

目前已有12個地區有發行

僅1個地區發行

政府補貼

補貼/無補貼

無補貼

無補貼

2017-2021

核發數量

(MWh)

台灣

502,262

1,937

1,069,767

新加坡

66,761

906,601

不適用

RE100 認可

V

V

V

CDP 認可

V

V

V

主要發行之再生能源類型

台灣

水力

太陽能

風電、太陽能

新加坡

太陽能、生物質

太陽能

不適用

捆綁方式

電證分離

電證分離

以電證合一為主,電證分離僅限自發自用

資料來源:參照國家再生能源憑證中心(2023)、I-REC(2023)及TIGR(2022),作者自行繪製。

 

  1. 購電合約(Power Purchase Agreement, PPA)

  購電合約[註5]與虛擬購電合約(Virtual Power Purchase Agreement, VPPA)[註6]皆為電力買賣雙方所簽署的合約,二者最大差別在於有無電力交易平台及是否會受到綠電價格波動影響,比較表格詳見表(二)。目前台灣用電量大的企業多採用簽訂PPA及T-REC所有權的方式達到其綠電目標,如此一來,不僅綠電來源明確,供應也相對穩定。新加坡企業現階段則以簽屬太陽光電的PPA為主要綠電工具,形式包含屋頂型及浮動式太陽光電。與台灣不同的是,新加坡已完成電力市場自由化的改革,故終端用戶除了PPA之外,還多了VPPA的選項,如臉書、微軟、亞馬遜皆與新加坡的太陽能零售公司Sunseap簽訂VPPA。

 

表(二) PPA/VPPA於台灣、新加坡的差異比較

 

國家

台灣

新加坡

種類

PPA

PPA

VPPA

主要再生能源

陸域風電

太陽光電

存在於任何市場上

O

O

X
(只存在電力市場自由化)

綠電來源明確

O

O

X
(綠電與灰電混合於電網)

電價隨市場波動

X

X

O

有無電力交易平台

X[註7]

X

O

優點

可依據用電需求調整合約規範

可促進再生能源電力交易活動

缺點

須透過第三方監管單位管理

難以體現公司支持再生能源之價值

資料來源:作者自行整理。

 

  圖(五)為PPA架構圖,以再生能源發電業與終端用戶簽署PPA為例,終端用戶於合約期間可以用固定價格同時擁有電力及環境屬性證書。

 

 圖(五) PPA架構圖

圖(五) PPA架構圖

資料來源:作者自行整理。

 

  圖(六)為新加坡VPPA運作方式,以再生能源發電業與終端用戶簽署VPPA為例,合約期間雙方需共同承擔市場風險。

 

 圖(六) 新加坡VPPA運作方式

圖(六) 新加坡VPPA運作方式

資料來源:作者自行整理。

說明:

: 終端用戶與再生能源發電業簽訂VPPA,合約價為雙方約定之固定價格,時間通常為10-20年。

:綠電賣出之實際電價,其價格會反應在電力交易平台上。

:為波動性價格,以合約價為基準,多退少補,當賣出綠電價格高於合約價時,多出的錢需退還給終端用戶;反之,賣出綠電價格低於合約價時,終端用戶需補足不足的錢。

:再生能源發電業與終端用戶簽訂VPPA,環境屬性證書為終端用戶擁有。

:終端用戶用電透過一般售電業購買,其售電價格與電力交易平台無關聯。

 

四、總結

  根據上述分析,本文推估兩國未來再生能源的走向及各綠電工具的優勢,如表(三)、表(四):

 

表(三) 台灣企業未來可用的綠電工具

 

再生能源

太陽光電

水力

風力發電

(陸域+離岸)

綠電工具

自發自用

PPA

綑綁T-REC

非綑綁

T-REC

非綑綁

I-REC

PPA

綑綁T-REC

PPA

綑綁T-REC

2023

(現在)

2030

2040

●●

圖示說明 :●● 首要推薦,● 推薦,△ 次要推薦,◉ 有條件推薦

資料來源:作者自行整理。

 

  • 由於台灣T-REC是以電證合一的形式為主,因此,建議有綠電需求的企業優先選擇購買I-REC達成短期再生能源目標,並開始佈局T-REC市場,佔取未來T-REC市場先機。企業自發自用則是以自身的先決條件為優先考量,若企業擁有足夠的空間建置再生能源發電設備,則會建議其盡早規劃自發自用的系統。
  • 2030-2040年時,離岸風電併網及陸域風電裝置容量增加將提供大量的再生能源量能,企業於此階段可以透過案場轉供的形式取得綠電,且預計2040年後會有更多量能,因此首要推薦企業在此階段優先採用離岸或陸域風電之購電協議。至於I-REC,雖然核發數量下降,但企業無法只採用一種綠電工具達成綠電期程,因此仍建議企業以I-REC為輔助,朝RE100邁進。

 

表(四) 新加坡企業未來可用的綠電工具

 

再生能源

太陽光電

綠電工具

自發自用

PPA

(綑綁TIGR / I-REC)

非綑綁

TIGR / I-REC

2023

(現在)

2030

2040

圖示說明 :● 推薦,△ 次要推薦,✕ 現階段不推薦

資料來源:作者自行整理。

 

  • 以現階段來說,新加坡的PPA多數都已有買方,新加坡本國所核發的憑證數量也供不應求,但企業若要符合新加坡本國的自願性綠電期程(RE100不認可[註8]),可以透過購買電網相連的鄰國所核發之憑證,以達到再生能源目標。至於自發自用則是新加坡一直以來努力的方向。
  • 2030年時,預計會有新大樓及新的浮動式太陽能板提供PPA的量能,而企業於此階段可以簽署PPA為主,購買EACs為輔,再搭配自建的發電設備來達成目標。
  • 由於新加坡發展再生能源最大的障礙在於土地面積不足,因此新加坡最大的轉機是與他國購買再生能源。預計在2040年時,澳洲與新加坡的海底電纜將建設完畢,新加坡企業可透過跨國電纜直接與澳洲電廠簽訂PPA,如此一來,企業可以直接與他國購買再生能源。

  綜上所述,可以發現台灣與新加坡兩國雖然電力市場結構相似,但自由化程度與各種再生能源發展相距甚遠,企業應多加了解在地的綠電發展趨勢,選擇適合的綠電取得工具,以便達成強制性或自願性的再生能源期程。

 

 





註解:

[1] 其他共同作者:莊湘緹(石門山綠資本有限公司核心業務及風場開發負責經理)、陳秋燊(石門山綠資本有限公司全球EACs採購與東南亞市場經理)、譚懿靈(石門山綠資本有限公司專案副理)、林于筑(石門山綠資本有限公司專案分析師)、李亭萱(石門山綠資本有限公司專案分析師)、吳彥緯(石門山綠資本有限公司專案分析師)。

[2] 新加坡用電大戶是指平均每月消耗至少4,000 kWh的用電(戶)端。

[3] 關於台灣電力批發市場的草案自1990年代中期以來便存在,但目前仍未通過;2017年電業法僅開放再生能源售電業、綠電自由交易,電力交易平台當中台灣電力公司與其他發電業交易有限的自用發電設備電力。批發市場的存在使發電業、售電業和用戶代表以及大型用戶間得以購售短期電力。換句話說,在批發市場中,發電業得以自由競爭,通過競價和買賣交易的方式進行,因此批發市場應至少要含括期貨和現貨市場。批發市場與購電合約(Power Purchase Agreements, PPA)並不相同,PPA是指與再生能源發電業者購買電力合約,為長期合約,因此一般而言,PPA的價格會比市場價格更為穩定。

[4] 此為I-REC Standard Foundation在台電設定1.06塊新台幣的綠色費率所制定的規則。

[5] PPA架構圖見圖(六)。

[6] VPPA架構圖見圖(七)。

[7] 台灣雖設有電力交易平台(Energy Trading Platform, ETP),但截至2023年2月底為止,ETP僅開放台灣電力公司購買有限的自用發電設備、有條件限制的傳統發電機、併網型儲能設備和需量反應(Demand Side Response, DSR),也就是僅開放提供輔助服務及備用容量(許銘修等,2022)。台灣ETP並非電力現貨、日內交易(intra-day),也並非是預購隔日電力交易(day-ahead trading)。

[8] 新加坡自願性綠電期程認可來自於東南亞11國的電力憑證,而RE100則要求生產地與消費地必須一致,也就是僅認可新加坡所生產的電力憑證(Enterprise Singapore, 2021; RE100, 2022)。

參考資料:

  1. Enterprise Singapore (2021). “Singapore Standard: Code of Practice for Renewable Energy Certificates.
  2. I-REC Standard (2023). “The I-REC Standard.
  3. TIGR (2022). “Summary of TIGR Issuance.
  4. RE100 (2022). “RE100 Technical Criteria.
  5. 國家再生能源憑證中心(2023)。〈發行交易資訊〉
  6. 許銘修、張文奇、許品超、蔡昊廷(2022)。〈能源服務業者參與電力交易平台之潛力〉,《台灣ESCO會訊》67:3-9。

 

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