紐西蘭能源轉型之路：如何選擇最具效益的再生能源？

紐西蘭原定於去年底完成全國能源策略的制定，然而時至今日，我們仍在等待一個全面且具連貫性的計劃，以應對當下及未來的能源需求。理想情況下，這樣的計劃應首先著重於提升各領域的能源效率，從而降低整體能源需求。其次，則是推動各領域的再生能源電氣化。然而，關於這些再生能源投資的全生命週期影響，仍有許多疑問待解。

我們已對多種再生能源發電技術進行了生命週期評估，包括風能和太陽能，這些技術正是紐西蘭目前投資的重點。研究發現，這些技術的碳足跡和能源足跡相對較小，且能有效補充現有的再生能源發電資產組合。根據商業、就業和創新部的最新評估，以及電網運營商Transpower的早期研究，預計到2050年，紐西蘭的電力需求將幾乎翻倍。然而，許多研究者認為這些預測可能過於保守，甚至有研究指出，發電容量可能需要增加三倍，特別是在我們希望實現所有領域的脫碳並出口氫能等能源載體的情況下。

國際能源署（IEA）的最新《世界能源展望》顯示，風能和太陽能（主要是光伏面板）正迅速成為主要的再生能源技術。這在紐西蘭也不例外。根據電力局委託進行的發電投資調查更新版，預計到2030年，大多數已承諾和積極推進的專案將是太陽能光伏和陸上風電場。雖然離岸風電專案也在規劃中，但面臨諸如同一區域的海底採礦提案以及缺乏其他地區常見的價格穩定措施等挑戰。新法規旨在解決部分問題。

分散式太陽能（為家庭、建築和社羣供電的小型系統）呈現出近乎指數級的增長。我們的分析顯示，到2050年，風能（陸上和離岸）和分散式太陽能將對發電做出幾乎相等的貢獻，而公用事業規模的太陽能將佔據稍大的份額。主要目標是維持一個穩定、安全且價格合理的電網。然而，再生能源技術使用結束後的處理方式以及其元件的來源，也需納入永續性考量。

IEA的《全球關鍵礦物展望》顯示，全球對一系列供應鏈複雜的材料需求正在快速增長。我們也研究了在紐西蘭採用這些技術的材料密集度，並討論了對這些供應鏈的更大依賴性。以永續方式獲取這些金屬的挑戰，包括與材料開採和加工以及不同元件製造相關的環境和社會影響，這些元件需要運輸到紐西蘭進行安裝。此外，還需考慮運營和維護要求，包括元件更換以及以負責任的方式拆除資產。

我們已根據國際標準，對最近投入運營的Harapaki陸上風電場、南塔拉納基灣的離岸風電場提案、懷卡託的公用事業規模太陽能農場以及全國範圍內帶電池和不帶電池的分散式太陽能光伏系統，進行了全面的生命週期評估。通常的評估指標是能源投入和碳排放，因為它們描述了這些技術的效率，並被視為判斷某項技術是否適合特定環境的首要指標。

除此之外，我們還使用了以下具體指標進行評估：關於能源投資回報的最低值，存在許多爭議。一般認為，超過十的值是正面的。對於我們評估的所有技術，整體溫室氣體排放量均低於電網排放因子。由於紐西蘭的電網排放已經很低，公用事業規模發電的碳回收期約為三到七年，而小型分散式發電則可能長達十三年。如果考慮到燃氣渦輪機的替代，回收期則減半。所有技術的能源投資回報均超過十，但公用事業規模發電優於分散式太陽能，其值介於三十到七十五之間。作為參考，水力發電的能源投資回報（若運營一百年）據報導為一百一十。目前投入運營的公用事業規模風能和太陽能的運營壽命為三十年，但通常預計會進行翻新，這意味著它們的能源投資回報正逐漸與水力發電相當。