一、前言
歐盟(European Union, EU)長期以來在推動再生能源(Renewable Energy)發展與應對氣候變遷(Climate Change)方面扮演領導者角色。隨著極端氣候事件的頻率與強度不斷攀升,下修溫室氣體(Greenhouse Gas, GHG)排放的壓力與日俱增,各國必須在能源政策上採取更積極且具體的行動,這不僅是為了滿足環境保護的需求,更是能源安全(Energy Security)與經濟韌性(Economic Resilience)的策略選擇。
根據「再生能源指令(Renewable Energy Directive, RED III)」修訂版本,歐盟已設定至 2030 年再生能源在最終能源消費中占比達 42.5% 並努力接近 45% 的目標,同時要求各成員國確保至少 5% 的新增再生能源裝置容量採用創新再生能源技術。
在這個策略框架中,太陽光電(Photovoltaics, PV)被視為支撐能源轉型的重要支柱之一。與風力相比,太陽光電系統可順應不同的地理條件靈活部署,且模組化程度高,安裝方式多元。然而,傳統的屋頂型(Rooftop PV)與地面型光電系統(Ground-mounted PV)逐漸面臨土地資源稀缺、都市空間飽和,以及與景觀衝突等挑戰,已無法完全滿足未來再生能源成長的需求。
為突破瓶頸,歐盟積極推動創新太陽光電部署模式(Innovative Forms of Solar PV Deployment),以開拓新應用場域並提升能源系統韌性。歐盟能源總署(Directorate-General for Energy, DG ENER)於2025年發布「創新太陽光電部署障礙分析與建議」(Barriers for Innovative Forms of Solar PV Deployment and Associated Recommendations),聚焦五種創新太陽光電部署模式:農電共生(Agrivoltaics)、浮動式太陽光電(Floating PV, FPV)、建材一體型太陽光電(Building-Integrated Photovoltaics, BIPV)、基礎建設整合型太陽光電(Infrastructure-Integrated PV, IIPV)以及車輛整合型光電(Vehicle-Integrated PV, VIPV),並就法規環境、技術特性、經濟可行性與社會接受度等面向進行分析,並於 2025 年由歐盟執委會發布最新政策建議,將創新部署與創新技術納入更明確的法律與政策框架。
二、五大創新太陽光電技術部署挑戰
(一) 農電共生(Agrivoltaics)
1.定義與優勢:將太陽光電模組安裝於農地上,同時保留農作生產功能的系統設計,實現土地雙重利用(Dual Land Use)。這種模式能在不減少糧食產量的前提下,增加能源生產,同時利用太陽光電模組的遮蔭減少土壤水分蒸散,改善農作的微氣候條件,並為農民帶來額外收入。
2.案例:奧地利透過「可再生能源擴展法(Renewable Expansion Act, EAG)」明確界定農電共生的合法地位,允許在面積達0.5公頃的草地上建置系統,且不需變更土地用途。
3.挑戰:現行土地用途政策與共同農業政策(Common Agricultural Policy, CAP)補助資格存在衝突,一旦農地安裝太陽光電系統,可能失去農業用地身份與補貼。此外,土地用途變更程序通常冗長且複雜,延長開發時程並增加成本。
(二) 浮動式光電(Floating PV, FPV)
1.定義與優勢:將太陽光電系統架設於湖泊、水庫、灌溉池、礦坑湖等水域表面,不僅避免與陸地爭奪空間,還能利用水體的降溫效應提升發電效率。部分計畫甚至結合水力發電(Hydropower),實現多重能源利用。
2.案例:波蘭透過浮動太陽光電與既有水力發電廠混合部署,共享併網和部分基礎設施,降低整體成本。
3.挑戰:須遵循水資源法(Water Law)、環境保護規範(Environmental Protection Regulations)與安全標準,尤其是自然水域開發須面對生態影響評估與公眾質疑,加上法律定位不明確與缺乏針對性審批流程,導致推廣速度受限。
(三) 建材一體型光電(Building-Integrated Photovoltaics, BIPV)
1.定義與優勢:將太陽光電模組直接融入建築外牆、屋頂等結構,使其兼具建築材料與發電設備功能。BIPV不僅節省空間,還能提升建築外觀與能源效率,非常適合都市密集區域的分散式能源(Distributed Energy)發展。
2.案例:奧地利規定每150平方公尺的建築面積必須安裝1kW的太陽光電容量(相當於6.6 W/m²)。
3.挑戰:需同時符合建築安全法(Building Code)與電氣安全法規(Electrical Safety Standards),並兼顧美觀、氣候耐受與結構安全等多重要求,使得設計、施工與驗證成本顯著增加,也延長了開發時程。
(四) 基礎建設整合型光電(Infrastructure-Integrated PV, IIPV)
1.定義與優勢:將光電系統與道路護欄、隔音牆、鐵道沿線等既有基礎設施結合,充分利用既有空間發電,避免新增土地徵用與環境破壞。
2.案例:瑞士新創公司Sun-Ways於2025年推出可拆式鐵道太陽光電模組鋪設技術,在瑞士Neuenburg邦的Buttes市鋪設100公尺長(共計48組)的太陽光電模組,預計年發電量達1.6萬 kWh[1]。
3.挑戰:必須符合道路安全、消防、基礎設施管理法等法規,且維護作業必須配合交通管理,增加施工與成本控制的難度。
(五) 車輛整合型光電(Vehicle-Integrated PV, VIPV)
1.定義與優勢:將太陽光電模組嵌入車輛表面,如車頂或引擎蓋,為電動車(Electric Vehicles, EVs)提供額外電力,延長續航里程並減少充電需求,進而降低對電網的依賴。
2.案例:荷蘭Lightyear公司開發豪華電動車Lightyear One,配備超過5平方公尺的太陽光電模組,功率高達1,250 Wp,在最佳條件下可將60 kWh電池的續航里程延長200公里。
3.挑戰:受限於能量轉換效率(Energy Conversion Efficiency)、模組耐用性與成本效益(Cost-effectiveness),大多處於原型測試與小規模示範階段,距離商業化應用尚有一段距離。
(六)共通挑戰
上述五類技術雖應用場景不同,但普遍面臨以下挑戰:
1.法規性:缺乏明確的法律定義、審批程序複雜、技術標準不一致,以及針對性的財政支持。
2.非法規性:高成本與高風險降低了投資吸引力,供應鏈與專業技能不足限制了施工與維運的能力,併網延宕,以及因景觀或生態影響引發的公眾反對。
三、歐盟對創新光電部署的政策建議
1. 建立清晰可執行的法規框架
明確定義創新部署類型與技術,制定對應的安全與技術標準,並設立專屬且簡化透明的許可程序。此外,鼓勵多重土地與海域利用,減少空間衝突並提升公眾接受度。
2. 規劃基礎設施與儲能專區
劃設專用電網與儲能基礎設施區域,促進跨境協作,並在專區內簡化環評與許可程序,縮短工期並降低影響。
3. 建立友善的財務與市場機制
鼓勵不同再生能源技術的混合應用(Hybridisation),共用併網點以降低成本並提升調度性。透過非價格標準、專門招標程序、政策或公共採購促進創新。同時,改革電網費率,導入容量、時間、地點導向的電價差異,並避免與儲能雙重收費。
4. 培訓專業技能與促進知識共享
支持示範、測試和研究,評估創新技術對能源系統與生態的影響。建立跨部門協作平台與公部門培訓計畫,並要求成員國定期盤點與回報,以供執委會後續評估進一步措施。
註
[1]經濟部國際貿易署(2025.05.23),瑞士新創公司Sun-Ways推出火車鐵軌太陽光電發電模組,資料來源:https://www.trade.gov.tw/Pages/Detail.aspx?nodeid=45&pid=801763