揭開能源「大黑箱」:台電如何計算一度電產生多少二氧化碳?

作者 | 發布日期 2022 年 11 月 29 日 8:45 | 分類 科技教育 , 科技生活 , 能源科技 line share follow us in feedly line share
揭開能源「大黑箱」:台電如何計算一度電產生多少二氧化碳?


當收到台電電費單,第一時間看這期要繳多少電費,可能也會瞄到右邊有行小字「本期碳排量」,後面跟著的數字通常是幾百公斤。「這是怎麼算出來的?用電和碳排放有什麼關係?這是台電想讓我們有罪惡感做出來的假數據吧?」你納悶著。

當公司開始做組織碳盤查,也把台電電費單拿出來,仔細切割月份,當月用電量乘以「電力排碳係數」,算出好大排放量,「公司減碳可是要花錢的,這電力排碳係數是怎麼算出來的?萬一這是台電做的假數據,我還得買單,這是什麼道理?」你嘟噥。

筆者是領有國家證照的環境工程技師,過去近30年恰好都在處理電力與環保相關業務,今天就一起揭開能源和碳這對孿生兄弟前往碳中和路上遇到的第一個底層邏輯:如何計算一度電產生多少二氧化碳?

如何計算一度電產生多少二氧化碳?電力排碳係數計算三步驟

要回答這個問題,先思考計算組織溫室氣體排放量,企業用的是國際標準方法學「ISO 14064-1組織溫室氣體排放盤查」評估碳排,盤查分類方式簡單分類如下:

  • 類別1:直接排放,如燃燒化石燃料、洩漏冷媒、二氧化碳等。
  • 類別2:能源使用,如電力、蒸氣等。
  • 類別3:交通運輸,如交通車、差旅、物流運輸等。
  • 類別4:公司從「上游」買來的物品。
  • 類別5:公司賣出的商品到「下游」。
  • 類別6:其他。

台電負擔全國發輸配售電業務,同理可證,應可先盤查台電七種溫室氣體總排放量,接著依據不同溫室氣體的全球暖化潛勢(GWP)換算為二氧化碳當量(CO2e),正是所謂的碳排量,加上台電之外數據,最後轉換成電力排碳係數,也就是一度電產生多少二氧化碳當量。

第一步:計算台電本身碳排放量

台電主要營業業務是發電給大家用,發電燃燒行為會產生二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O),就把這三種溫室氣體排放量算出來。以燃煤為例,先用BOM表(Bill of Material,物料清單)對應台電買多少噸煤,但買多少不代表就用了多少,所以台電會透過燃煤輸送到鍋爐過程的皮帶秤量一下實際用了多少,但煤不會乖乖讓你量體重,上爬坡道時偶爾會滾下去,就會造成重複計算,所以最後還需用燃料盤點後盈虧結果微調用量,務求料帳一致,沒有偏差。

盤點燃料使用量後,還需用每種燃料熱值推算總熱值,再用單位燃料熱值的碳排轉換係數,帶入聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)公布的計算方法,推算發電產生排放量,此計算結果也能跟國際接軌。

上面這些都是台電類別1,同時也包含台電吹的冷氣逸散的冷媒等轉換成二氧化碳排放當量。接著算類別2,包括辦公室、員工宿舍用電量統統都要算。所有數據皆須經過第三方查驗單位進場查驗。

第二步:計算其他發電業者的碳排放量

同樣方法也要讓其他發電業者如民營發電業者、再生能源發電業者、自用發電設備業者如汽電共生廠和焚化廠等發電量及排放量都納入計算。每種發電排放量計算方式都不一樣,以焚化廠排放量為例,環保署每年會提供該年度垃圾成分分析,等於分類焚化爐燒過的垃圾有哪幾種、量有多少,然後一樣用每種垃圾燃燒熱值,如塑膠熱值較高、廚餘熱值較低,分別計算排放量。

這是一項浩大工程,為了處理龐大數據,台電建置「公用售電業電力排碳係數申報管理系統」,提供所有發電業者每年3月前申報數據,再經過資料檢視、數據偵錯並據能源局各類參數計算統整。

第三步:計算電力排碳係數

當得到所有數據之後,就可算出電力排碳係數了,公式為:(發電業及自用發電設備設置者躉售公用售電業者電量之電力排碳量 − 線損承擔之電力排碳量)÷ 公用售電業總銷售電量。民國110年電力排碳係數是每度0.509公斤CO2e,意思是每用一度電會產生0.509公斤二氧化碳當量。

每年計算統整完成後,台電會於5月底函報經濟部能源局審定,審定後經濟部能源局官網就會發布前一年電力排碳係數,這就是電費單的碳排量公式來源的底層邏輯,也是所有產業類別2購買電力溫室氣體排放量盤查計算的底層邏輯。這係數同時也是國家管控能源部門排放的基礎,如民國114年電力排碳係數目標為每度0.424公斤CO2e,也就是三年後我們使用的每度電碳排放會降低。

電力排碳係數和電力排放係數有什麼不同?

稍微懂一點碳領域用詞後這時會有疑問,怎麼會用電力排碳係數這個名詞,不是應該用電力排放係數嗎?

讀者真內行。沒錯,很久以前確實用過電力排放係數為用電排放量計算基礎,盤查也是七種溫室氣體,而不只有二氧化碳,當年電力排放係數為(綜合電業、民營電廠及汽電共生業之電力排碳量 − 線損承擔之電力排碳量)÷ 總銷售電量,這是全電力系統排放係數。

這是以前再生能源占比低,綠電直轉供給用電戶的量體幾乎可忽略不計,但再生能源發電越來越多,用電戶對綠電需求也越來越大,很多綠電被用電大戶直接買走,不一定賣給台電,所以必須得把用電大戶買走的綠電從係數分出去,不然減碳效益會重複計算。為了區隔兩者,所以現在以電力排碳係數取代早年電力排放係數。

計算產品碳足跡,也是用電力排碳係數嗎?

另一個容易搞混的是,計算ISO 14067產品碳足跡時,使用的電力係數則是全產品生命週期的電力碳足跡,計算必須涵蓋燃料開採、運輸、發電過程排放、電力傳送損失,甚至發電後廢棄物處理過程產生的碳排放等,為產品碳足跡計算之用。這與電力排碳係數只考慮類別1和2不同,所以數字會大一點,如環保署公布民國109年電力碳足跡為每度0.590公斤CO2e。

看完文章可升級三個知識:

  • 計算一度電產生多少二氧化碳是個大工程,這是一群工程師多年默默搭建的基礎建設,為所有碳盤查計算的底層邏輯。
  • 因越來越多綠電被用電大戶買走,需要新電力排碳係數計算方式反應現狀。
  • 計算組織碳盤查和產品碳足跡使用的電力係數不同,前者只看發電過程,後者看全生命週期。

所謂的能源「大黑箱」只是連許多行內人都說不清楚造成的誤解,下一篇將談另一個關鍵問題:如何降低電力排碳係數。

(作者:吳政宏;本文由 綠學院 授權轉載;首圖來源:Image by Freepik )