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提供永續燃料 邁向2035年之路 Delivering Sustainable Fuels Pathways to 2035
2025/10
International Energy Agency (IEA)
https://iea.blob.core.windows.net/assets/49afc3ce-527d-4637-bde5-005416afed24/DeliveringSustainableFuels.pdf
一、前言
永續燃料包括液體生物燃料、沼氣、低排放氫氣和氫基燃料,在能源轉型可促進電氣化及提高能源效率,對於航空、航運、公路運輸和工業領域等依賴燃料解決方案的產業極為重要。

若能實踐全球各國所提出的永續燃料政策,到2030年永續燃料使用量將達到2024年使用量的2倍,到2035年則預計可達4倍。實踐過程將以增加使用量為目標,建立彈性的永續燃料途徑,包括:制定策略性政策協助解決與傳統燃料的成本差距、投資創新以增加生產潛力、制定一致且具共識的碳計算方法,以及提供更便捷的融資管道。

報告針對2035年前加速部署永續液體和氣體燃料的全球路徑進行分析,並歸納各國累積的政策經驗,以確定擴大部署規模所需的關鍵技術和基礎設施需求。接下來針對市場現況進行分析,最後提出各國政府採用永續燃料的優先政策行動。

二、各國政策經驗
截至2024年,全球一半的燃料需求皆透過永續燃料政策支持,例如:混合燃料強制規定、碳強度降低要求以及財政激勵措施。

1931年巴西首次頒布乙醇混合燃料強制規定,為擴大永續液體和氣體燃料市場供應及部署新興技術提供先期經驗。目前在成熟市場中,政策焦點包括激勵持續改善;確保供應安全和可負擔性;以及儘量降低應用障礙。例如:美國再生燃料標準在設定義務時已將能源安全性和可負擔性納入考量,並在補充規則和計畫消除採用的障礙,包括針對使用燃料給予豁免,及推動混合燃料基礎設施計畫。

新興技術則可應用於現有和新興市場中,相關政策重點包括:降低工廠投資風險;創造穩定的長期需求;並確保新的燃料有相應的政策予以支持。此外,國際合作可促進知識共享、協調碳計算方法以及建立公路、鐵路、航運和航空燃料使用的國際市場,進而完善國內政策。因此,以長期需求為基礎,輔以策略性的政策措施及國際接軌的政策框架,可推動市場成長創新以及永續燃料在新興領域的應用。

無論是在成熟或新興市場,擴大實踐永續燃料應用的重點在於創造長期需求,長期、技術開放、不斷提升的強制性規定和標準,加上明確的永續和財政規範,可促進投資和擴大生產規模。

三、市場概況
永續液體和氣體燃料在成本、技術成熟程度、基礎設施需求和發展挑戰方面存在顯著差異。生物燃料是目前最成熟、最具成本效益的化石燃料替代品,乙醇和生質柴油在某些市場已達到成本平價。然而,仍需擴大多樣化原料供應,實現新技術商業化,並提高不同碳計算方法的可比較性,以促進大規模部署。

另外,低排放氫氣由於再生能源成本下降提高其市場競爭力,而需求面政策不足和龐大的基礎設施投資需求,則為擴大部署的主要障礙。目前,氫基燃料相較於氫氣,所需的新建基礎設施更少,但生產成本受到二氧化碳來源限制約高出50%。

一般而言,永續液體和氣體燃料價格較化石燃料高,例如:電解氫價格較化石燃料高3.8倍,電解氨2.7倍,生物甲醇3.7倍。儘管成本將隨技術進步下降,但在未來十年內,上述燃料的價格可能仍高於化石燃料。

由於新的燃料途徑和組合日新月異,政策框架必須具備靈活性和技術開放性,以確保創新燃料能夠進入市場。目前永續液體和氣體燃料可透過多種途徑生產,可概分為以下類別:

(一)源自生質物的液體和氣體生物燃料
1.液體生物燃料
液體生物燃料主要用於公路運輸,在航空和航運中的應用相對較少,其商業用途廣泛,亦為目前最具經濟效益的選擇之一。部分生物燃料已可直接替代化石燃料(例如:再生柴油)。

生物燃料商業規模生產原料主要為農作物(例如:玉米、甘蔗、大豆油、棕櫚油和菜籽油)以及廢棄和殘渣油脂(例如:廢棄食用油和動物脂肪)。另外,石油基原料具多功能性,可用於生產公路、航空和航運運輸燃料,因此近年石油基原料的需求呈現成長趨勢。

透過應用新興永續種植方法,可增加原料產量。例如:應用新技術在同樣種植面積下提高農作物產量,或種植新的棕櫚油樹取代舊的棕櫚油樹,以擴大玉米、甘蔗和大豆等作物原料的產量,且毋需增加種植土地面積。

此外,新技術發展亦使生物燃料來源更為廣泛,例如:利用森林殘留物和城市固體廢物來生產液體生物燃料。

2.氣體生物燃料
利用沼氣製成的生物甲烷,已在許多國家實現廣泛商業化應用,包括:德國、法國、義大利、丹麥、荷蘭、英國和美國。近年來,中國、印度和巴西亦將沼氣視為減少能源系統排放、降低天然氣進口依賴、支持農村經濟發展和促進經濟循環的有效工具。

傳統上,沼氣生產與有機廢棄物流處理息息相關,例如:動物糞便、污水污泥,以及從垃圾掩埋場轉移的餐廚垃圾和作物殘渣。在美國垃圾掩埋氣體仍為重要且具經濟效益的沼氣來源。然而,最近政策傾向採取更環保的做法,例如:單獨收集有機城市垃圾,從垃圾掩埋場轉移並透過厭氧消化或其他增值方式(例如:堆肥)進行處理。

利用現有的厭氧消化技術,尚未開發的沼氣原料潛力龐大,預估每年可生產近1兆立方公尺天然氣當量,其中約80%的開發潛力集中在新興市場和發展中經濟體,包括:巴西、中國和印度。

沼氣和生物甲烷發展的主要障礙並非原料供應不足,而是在生產設施附近收集所需廢棄物原料數量和品質的物流障礙。目前已有創新方法因應上述問題,例如:丹麥的樞紐輻射式原料收集模式。

(二)低排放氫能及氫基合成燃料
電解氫係利用電力和水生產,因此不受原料供應限制。影響擴大部署的主要障礙為難以獲得低成本、低排放且高容量的電力來源,以及電解槽相對較高的投資成本(目前利用電能電解產氫的效率較低,約60%,使得低排放氫氣生產成本對電價高度敏感)。

低排放氫氣亦可透過CCUS技術進行生產,現有或新建工廠的二氧化碳捕獲率較高,約95%,可大幅減少天然氣生產和運輸過程中的甲烷洩漏,進而實現較低的溫室氣體排放強度。雖然利用CCUS技術生產低排放氫氣的成本低於電解製氫,但低排放氫氣需開發新的專用基礎設施和儲存設施,以進行氫氣交易,為其擴大部署的主要障礙。

低排放氫氣可以進一步轉化為氫基合成燃料,目前正在開發的主要途徑包括低排放氨(用於化學肥料、化學品和航運)及甲醇(用於化學品和航運)等。

四、行動重點
(一)制定路線圖、目標和支持政策
各國政府應制定明確、有時限的永續液體和氣體燃料部署目標,以國家路線圖為基礎,列出具體的里程碑和優先領域。相關的支持可能包括具有約束力的授權、財務和可預測的監管支援、基礎設施建設、價值鏈整合以及原料供應改善。

(二)提高需求可預測性
加速永續燃料部署需要穩定且可執行的政策,例如:強制規定和績效標準,以及積極的公共採購。

(三)合作開發透明且穩健的碳計算方法
需訂定健全且雙方認可的碳計算方法,以提高長期可比較性和互通性況。

(四)支持創新以縮小成本差距
政府可提供試點和示範設施財務支持和豁免條件,降低其風險,亦可整合現有價值鏈、供應網路和燃料基礎設施,利用現有資產和競爭優勢,進一步降低成本。

(五)發展供應鏈,滿足基礎設施與整合需求
支持發展一體化、永續和可追溯的供應鏈,促進能源部門、農業、土地管理和城市垃圾處理之間的協同效應。

(六)提高融資便利性
政府和金融機構應採取措施,擴大融資機制的可近性,公共融資工具(例如:貸款擔保和稅收抵免)可以支持資本成本投資並增強投資者信心。
謝汎琪
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