建構生態友善能源轉型路徑，化綠色衝突為生態綜效
原刊載於臺灣生物多樣性-We Care！We Protect！
作者：趙家緯（臺灣環境規劃協會理事長）
近期臺灣生態保育界關注焦點之一，乃為地面型光電與離岸風力等再生能源的加速發展，是否會衝擊生物多樣性？面對此疑慮，在公民團體的壓力下，經濟部能源局表示將藉由「環境與社會檢核機制」，避免地面型光電的開發，產生負面衝擊。但除了此機制以外，近期國際上亦有許多重要研究，亦探索再生能源與生物多樣性之間的綠色衝突（green-vs-green conflict）解決之道。本文則綜整相關國際研究，作為建構臺灣生態共融的再生能源發展路徑的參考。
從綠色衝突到生態綜效
依據聯合國第五版全球生物多樣性展望報告（Global Biodiversity Outlook, GBO）指出，氣候行動避免生物多樣性喪失的五大行動組合，必須迅速淘汰化石燃料的使用，但在推動再生能源同時，需要避免對生物多樣性產生負面衝擊（CBD, 2020）。而依據IPCC的1.5度特別報告，若要抑制增溫在1.5度以內，則全球在2050年時，電力系統中再生能源占比應達到78%，其中有高比例為太陽光電與風力發電。但IPCC報告也提出，採用風力、光電、水力發電作為減碳選項時，對於陸域生態此永續發展目標，會有負面衝擊（IPCC, 2018）。
面對此難題，加州大學戴維斯分校的Rebecca R. Hernandez博士協同來自勞羅斯柏克萊國家實驗室等十一個研究單位的學者，在自然永續性（Nature Sustainability）期刊發表「發揮太陽能的技術-生態綜效促進全球永續性」（Techno–ecological synergies of solar energy for global sustainability）一文，提出了「技術-生態綜效」（techno–ecological synergy (TES)）分析方法，以將生態系服務功能納入太陽光電的佈建規劃（Hernandez et al. 2019）。
該研究中，分析了應用污染土地、結合生態復育、農電系統、水面浮動式光電等16類可創造「技術-生態綜效」的光電設置方式，鑑別其可創造的20項綜效，包括空汙削減、避免土地侵蝕、營造物種棲地、有利於授粉等。研究團隊強調許多生態復育計畫均可與光電相結合，如在英國一於放牧地設計的太陽光電案場，由於其對案場的積極管理，增進了當地的生物多樣性。而植栽帶來的蒸散效果，也有助於光電版冷卻，可增加其發電效率。針對農電共生系統（Agrivoltaic systems），此研究指出其帶來節約用地、提升用水效率、提升灌溉水水質、避免侵蝕與維持土壤肥沃度以及提升光電轉換效率等綜效。
此研究最終建議隨著各國政府越來越多地致力於達成100％再生能源時，它們應評估並適當激勵「技術-生態綜效」，以便在保護地球的氣候，空氣品質，水，土地和野生動植物的同時，最大程度地利用太陽能。並應在能源系統的成本效益分析中考慮這些「技術-生態綜效」，反映於光電發展有關的市場機制，包括費率制定、資源規劃、淨計量等。
自然共融的再生能源願景強化轉型正當性
生態與再生能源發展上的矛盾，在各個積極發展再生能源國家亦屢見不鮮。去年曾應邀訪台的德國萊布尼茲漢諾威大學環境規劃研究所教授馮哈倫（Christina von Haaren），其曾擔任德國環境部「2050生態友善能源轉型」旗艦計畫的主持人，該計畫於 2018 年時已發表「2050年與自然共融的 100%再生能源願景」（Naturverträgliche Energieversorgung aus 100 % erneuerbaren Energien 2050 (EE100)）研究報告。
馮哈倫教授指出，在德國同樣會面臨支持能源轉型者，卻憂心再生能源對生態衝擊，反對再生能源興建計畫。因此其研究團隊，就嘗試分析是否在排除環境與社會敏感區之下，德國是否可達到再生能源100%的零碳願景。研究結果指出，在排除各類環境與社會敏感區後，德國境內屬於中度脆弱區與低脆弱區占德國總面積分約2.3%與1.5%，若以此為陸域風力發展主要區位，併同充分發揮德國屋頂光電潛力時，德國總再生能源發電量可達到1兆4080億度~1兆8910億度，遠高於研究預測的2050年時用電量需求（8180億度～1兆3000億度）（Wiehe et al. 2020a）。
研究成果雖證明了藉由妥適的選址，可落實與自然共融的100%再生能源願景，但若要促使此願景可妥善實踐，馮哈倫教授研究團隊為文指出，現行能源轉型決策以及再生能源選址程序均需要調整，以面對整體再生能源發展目標與地方區域規劃間的衝突（Wiehe et al. 2020b）。其建議應該藉由其結合空間資訊的模擬結果，讓地方了解為達成全國再生能源發展目標時，其所應肩負的再生能源發展量，此舉有助於在地方政府進行空間規劃，藉由充分的公民參與討論，選擇適切的再生能源發展場址。一方面可增進再生能源案場設置時的公眾接受度，另一方面則掌握地方再生能源推動進程，適時導入政策配套，確保整體能源轉型目標的實踐。
對生態系服務有益的光電案場管理措施
針對光電案場設計上，若要確保其不至於產生綠色衝突，則需要周全的決策支援工具，協助案場設計。英國蘭開斯特大學的Alona Armstrong教授所帶領的研究團隊發展出大型光電場對於生態系服務之衝擊（Solar Park Impacts on Ecosystem Services, SPIES ）此決策支援工具，協助主管機關、光電業者、農地地主確保大型地面型光電案場的開發可同時兼顧生態系服務功能的提升（Randle-Boggis et al. 2020）。
SPIES此決策系統，乃基於450篇文獻的研究成果，建立各光電案場管理措施與生態服務之關聯性，因此光電案場設計時，便可知其採用管理措施對總體生態服務有何影響。舉例而言，若可在案場設計時，納入人造棲地、蝙蝠屋、減少放牧強度等措施，則可有助於提升生物多樣性。若可以增設綠籬、永續排水系統、協助人工濕地維護等，亦可有助於當地水質。
此決策支援系統已經被生態顧問公司實際應用於案場管理措施的評估，而英國太陽能公會出版的太陽能的自然資本價值（The Natural Capital value of solar）報告中，也邀請Armstrong教授專文介紹SPIES系統，顯見藉由妥善的決策支援系統，可達到綠能發展與生態系服務價值提升的雙贏局面。
臺灣的挑戰與機會
依據知名能源學者史丹佛大學Jacobson教授的分析，臺灣可於2050年時，達到100%再生能源（Jacobson et al. 2019）。且達到此情境，不僅因為淘汰化石燃料使用，每年可避免6700人因空污而早逝，亦可增加21萬名以上的的就業機會。且因為再生能源成本持續削減，在100%再生能源情境下，能源成本可減少35%。然而要達到此情境，需要130GW的地面型光電、4.5GW的陸域風機，因此總共需要的面積，約占臺灣土地的4.6%。依據該研究，韓國達到此願景時所需土地占比需要6.5%，與臺灣相近。相較之下，日本土地需求僅需1.46%，中國則需0.38%。顯見臺灣若要落實非核無煤的碳中和願景，更需要完整機制，來確保再生能源選址過程可將社會與環境衝擊最小化。
由上述國際研究可知，藉由不同層次的科學研究成果引導政策決策以及案場實作是可能落實「與自然共融的100%再生能源」。因此面對臺灣長期再生能源的發展，除了建構環境與社會檢核機制以外，亦需要投入研究資源，從總體尺度分析排除各類環境與社會敏感區後的臺灣再生能源發展潛力。另亦應需與光電業者合作，在案場設計與經營上導入生態系服務概念，發揮生態綜效。補足上述缺口後，方能厚實再生能源發展上的社會支持，達到非核無煤的生態臺灣此共同願景。
參考文獻：
1. Hernandez, R. R., Armstrong, A., Burney, J., Ryan, G., Moore-O’Leary, K., Diédhiou, I., et al. (2019). Techno–ecological synergies of solar energy for global sustainability. Nat. Sustain. 2, 560–568. doi: 10.1038/s41893–019–0309-z
2. IPCC, 2018: Summary for Policymakers. In: Global Warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, H.-O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors, J.B.R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M.I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M. Tignor, and T. Waterfield (eds.)]. World Meteorological Organization, Geneva, Switzerland, 32 pp.
3. Jacobson, M. Z., Delucchi M. A. and M. A. Cameron, et al., Impacts of Green New Deal energy plans on grid stability, costs, jobs, health, and climate in 143 countries, One Earth, 2019. https://doi.org/10.1016/j.oneear.2019.12.003
4. Randle-Boggis, R. J., White, P. C. L., Cruz, J., Parker, G., Montag, H., Scurlock, J. M. O., Armstrong, A. (2020). Realising co-benefits for natural capital and ecosystem services from solar parks: a co-developed, evidence-based approach. Renewable and Sustainable Energy Review 125:109775. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109775
5. Secretariat of the Convention on Biological Diversity (CBD) (2020) Global Biodiversity Outlook 5 — Summary for Policy Makers. Montréal.
6. von Haaren, C. 2019. Landscape planning for 100% renewable energy in Germany 2050.
7. Wiehe, J., Thiele, J., Walter, A., Hashemifarzad, A., Zum Hingst, J., von Haaren, C. (2020). Nothing to regret: Reconciling renewable energies with human wellbeing and nature in the German Energy Transition. International Journal of Energy Research:1–14. https://doi.org/10.1002/er.5870
8. Wiehe, J., von Haaren, C., Walter, A. (2020). How to achieve the climate targets? Spatial planning in the context of the German energy transition. Energy, Sustainability and Society 10(1):471. https://doi.org/10.1186/s13705-020-0244-x
