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美國不管氣候協定了,台灣該怎麼辦?(下)

文/黃郁棻|國研院科政中心

adege @ pixabay,BY CC0

美國不僅為全球最大經濟體及第二大碳排放國家,亦為再生能源總裝置量全球第二大國及生質燃料最大生產國,在氣候變遷政策及全球能源市場局勢的轉變上扮演著舉足輕重的角色。

在過去的數十年間,聯邦政府持續性的研發支持以及公私部門間長期建立的夥伴關係,助使美國逐步建立起領導世界的能源系統與產業。

以下依循政策規劃與資金挹注模式、科技創新策略、研發成果管理與成效評估、促進成果應用與商業化機制的脈絡,綜述美國在能源科技創新政策推動上的幾項特點與關鍵要素。

政府也不想動,那怎麼救地球?

美國能源創新理事會(American Energy Innovation Council,AEIC)在「催化美國獨創性:政府在能源創新中的作用」(AEIC,2011)及「恢復美國能源創新領導地位」(AEIC,2015)報告中,指出政府對能源技術研發的投資,已是許多領域獲取市場競爭力的驅動要素。

但近年來政府和私部門對能源技術研發及示範(RD&D)的投入停滯不前,使美國經濟的長期競爭力,以及在全球能源技術市場的領導地位面臨威脅,亟需做出重大變革。

AEIC 強調創新是提升美國能源系統競爭力、安全性以及解決環境問題不可或缺的策略,也肯定近年來美國在能源研發方面所作的努力,如設立先進能源研究計畫署(Advanced Research Projects Agency-Energy,ARPA-E)以及一系列新能源研發中心,但這些研發機構仍受限於資金挹注有限,需要政府更多的經費支援。

美國國會對能源部(DOE)RD&D 活動的撥款在 2009 年和 2010 年達到頂峰,約為 60 億美元,之後又回到每年 50 至 57 億美元的水準(如圖1),然而此資金規模還不及全美年度能源支出的 0.5%。

AEIC 指出在能源創新過程中需要政府更強大的支持力道,原因包括:

  1. 能源技術具有資本密集性及長期性的特質,需要大量先期現金,但其回報緩慢。
  2. 能源市場的不完全競爭:由於監管的不確定性、市場波動及先前政策所導致的扭曲,因而減緩了創新技術的採用。
  3. 政府在國防、衛生、農業、資訊科技等領域資助的研發項目使美國領先的不只是特定技術,而是整個產業,但聯邦政府在潔淨能源研發方面的支持和努力與其他行業相比卻是微不足道。
圖 1:美國國會歷年對能源部 RD&D 經費的撥款項目;資料來源:AEIC(2015);本研究重新繪製。

能源科技創新的思考:不要看太遠?

2011 年,美國能源部發布了首份《四年技術評估報告》(The Quadrennial Technology Review,QTR),以中長期能源技術研發策略為基礎,提出美國能源科技創新應優先關注的 6 大策略方向:

  1. 部署替代燃料
  2. 輕型車輛電動化
  3. 提高車輛能源效率
  4. 部署潔淨電力
  5. 電網現代化改革
  6. 建築物和工業能源效率(如圖 2)(DOE, 2011)

報告強調,目前能源部將太多資源用於距離實際應用過於遙遠的前沿技術研發,應將重點放在看得見實際應用的技術上,並明確提出能源技術是否應得到優先資助的判斷標準,譬如未來 10 年可進入商業規模,或未來 20 年內能夠大量削減美國石油消費和碳排放等。

2011 年能源部資助私部門能源技術研發的預算高達 30 億美元,其中 51% 投入潔淨能源開發,但流向交通運輸領域的比例偏低(26%),其中用於電動車研發的資金僅佔 9%,其餘均用於研發替代燃料。能源部擬轉變重心,加強電動車和電網現代化的資金投入,並依據這份 QTR 報告的結論規劃下一年度的能源研發預算。

圖 2:能源部提出六項策略以因應國家面臨的能源挑戰;資料來源:DOE(2011);本研究重新繪製。

2015年能源部發布第二份QTR,彙集700多位能源專家對能源研究未來發展的建議(DOE, 2015)。

DOE 特別在此報告的意見蒐集及共識形成階段納入公眾意見參與的機制,由 DOE 研擬架構文件提出國家面臨的能源挑戰,重要的研究、開發、示範和部署(RDD&D)機會,如何以能源技術發展為美國的經濟、環境與國家安全提供解決方案等課題,透過網站等意見蒐集管道廣徵各界意見與建議,進一步形成共識。

其中佔美國電力使用 76% 和所有能源消費 40% 的建築耗能成為 DOE 分析的核心問題,研發重點亦包括提高二氧化碳捕獲、封存能力、建構更彈性且更安全的智慧電網,高效能設備、照明燈具及加熱泵系統的廣泛採用亦是推動重點。

怎麼讓研究成果商業化?

為解決國家面臨的能源問題,同時維持國家能源技術領先地位並創造就業市場,2009 年歐巴馬政府宣布投資 4 億美元在能源部成立能源先進研究計畫署(ARPA-E),透過支持「轉化型」和「高影響力」的能源科學研究和技術開發,降低美國對進口能源的依賴,提高能源效率,降低能源對環境的影響,確保美國在能源技術領域的世界領導地位(DOE,2013)。

因此 ARPA-E 聚焦於支持合作型、目標明確、高風險、高回報的研究,加速能源技術轉化的創新循環,不僅與能源部長年支持的經常性研究計畫區隔外,更期待促成顛覆性、創新性的能源技術開發,接軌商業化並達到市場與產業規模,帶動就業機會,進而落實國家節能減碳政策目標。

政府以高額經費支持 ARPA-E 推動能源技術研發,除吸引人才投入之外,並連結科學家、工程師及企業等多元領域的參與者,以彌補基礎研究、產業發展及創新之間的差距。

ARPA-E 的撥款有超過 1/3 撥給企業,其餘則撥給大學和國家實驗室,幾乎全部款項都是資助應用性研究項目。ARPA-E 所資助的每項計畫都有明確定義的技術及商業化進程,受資助者必須在執行期間切實遵守,而方案計畫主持人則必須透過定期會議與現地查訪確保計畫進度都能及時達成。

ARPA-E 內部設有法律及採購相關專職人員協助方案計畫主持人與各計畫團隊直接溝通,亦相當重視將技術推展至商業化的過程,不僅提供計畫團隊實務訓練課程及重要的企業資訊以幫助研究人員清楚掌握市場需求,進一步引導技術發展方向並促使計畫成功。

此外,研究團隊也須在受資助前提出技術商業化規劃,並與 ARPA-E 顧問密切合作以發展行銷策略。

監控與評估很重要,但要如何作呢?

DOE 旨在推動能源前瞻及應用技術的研發專案,以達成國家能源願景下開展的政策目標,不僅在投入面需有連貫且具前瞻性的創新科技策略,在產出面對研發成果效益的監控與評估亦是至關重要。

近年來,聯邦政府對公共支出的監督機制特別強調績效與預算之間的整合,而政府績效與成果法案(the Government Performance and Results Act,GPRA)於 1993 年通過之後,透過制定計畫績效及效益相關指標,並配合監督評估機制,更能有效回應聯邦政府補助科研計畫之價值及效益的問題。

歐巴馬政府回應 GPRA 推動面臨的挑戰與問題,於 2011 年公布政府績效成果現代化法(GPRA Modernization Act of 2010,GPRAMA),為美國績效管理制度進行再次改革,期望能使績效管理制度更具策略管理思維(Clinton,2012)。

DOE 透過監測指標及效益評估來衡量能源技術研發計畫成效,其中監測指標包括節能、能源安全及環境效益等面向,以指標計算節能量、降低進口能源量及降低碳排放量等,效益評估則以前述指標計算經濟效益、能源安全效益及環境效益。

AEIC 建議政府應更有效地運用政府資助研發計畫的成果,具體作法包括:

  1. 制定和實施跨政府部門的四年度能源評估(The Quadrennial Energy Review,QER),分析關鍵的市場失靈領域和技術瓶頸,優化聯邦政府計畫資源配置。
  2. 擴大支援先進能源研究計畫署,以強化高效益、高風險性、成果導向的研發資助,同時將此模式擴大到能源部下屬的國家實驗室。
  3. 成立潔淨能源發展管理機構(Clean Energy Development Administration, CEDA),調動私部門資本協助克服先進能源技術商業化的融資障礙,橋接從示範到商業化的過渡階段。

強化研究實用性:公私部門動起來!

美國政府認知到,應強化能源效率提升以因應未來能源的需求,因此環保署與能源部提出,由公私部門協力制定的國家能源效率行動計畫,由超過 60 個公私部門團體的領導者形成領導小組規劃並帶領計畫推動,進而推展至美國 49 州的能源效率承諾(US EPA,2012)。

在此多元參與模式下,可協助政府針對此項能源效率政策找出公私部門個別領域代表關切的重點、及所遭遇問題,經由多次討論會議,逐漸形成共識並研擬計畫內容,不僅有效提升計畫可行性,亦可推廣與宣傳節能的重要性與必要性。

此計畫透過能源效率承諾鼓勵公私部門提高對節能技術的投資,除能減少資金不足導致的技術開發障礙之外,亦期待能有更穩健的財務機制協助節能管理、及補助弱勢團體以維持社會公平。

DOE 亦致力於聯合區域產學能量共同推動能源創新研發,透過在熱點區域設立「能源創新樞紐」,協助將具前景的能源科學與工程領域從研發推展到商業化階段,並鼓勵公私部門協力合作(DOE, 2016)。國家能源效率行動計畫推動的成功因素可歸納為以下兩點:

  1. 槓桿利用各部門資源:由私人機構提供專業知識、職業培訓/認證,以及額外資金和融資,部份民營企業和非營利組織在特定地區推動能源效率計畫。
  2. 結合利害關係人團體:能源效率政策方案影響到眾多領域的利害關係人,促進節約能源和社會福利等公共效益,亦需要多元團體的參與。

藉由利害關係人意見溝通或宣傳,可望透過協力推動能源效率計畫大幅增加經濟發展和環境保護之雙贏機會。

推動能源轉型,什麼最重要?

在能源轉型的過程當中,能源技術創新為達成氣候變遷減緩目標的核心,也是實現能源安全和經濟發展目標的支柱,而運作良好的創新生態系統,及連貫性的政策支持為關鍵要素。

由美國的推動經驗可歸納出以下兩個值得借鏡的策略性思維:

節能減碳救地球:集結政府與全民

根據前文對能源價格的比較,美國的汽油價格僅為我國的 75%(2017年2月數據),工業用電平均電價亦僅為我國的 80% 左右(2015年數據),相較於各國而言偏低的能源價格可能是美國能源耗用量偏高的因素之一。

因此,要有效地推動節能政策,更需要全民對政策願景的認同、及公眾的實際參與,共同在友善的能源價格條件下,努力節約能源耗用,甚至採用更高價的再生燃料。

同樣地,能源技術要達成節能減碳效益,除了藉由技術研發及精進來提升效率,並降低成本之外,更需要的是參與者的認同、採用與行為的改變。美國環保署與能源部以協助引導的角色,邀集國內重要的能源設施、或管理單位之利害關係人組成領導小組,共同商議願景與行動目標。

此作為不僅可聚焦全國對能源效率議題的重視,進而可透過執行單位影響、或改變用戶端的行為,促使全面性的節能成效得以達成,且能實現長期性的政策推動與執行,有效抑制能源需求量的增加。

能源匱乏的台灣,應該怎麼作?

美國由國家能源政策提出的願景框架及目標,往下開展出國家能源行動計畫,可協助執行單位校準,與調整地方層級的計畫內容,且可依時間推移進行滾動式修正,因此各單位可更有效率、更精確地進行計畫規劃及預算資源配置,避免資源重覆投入或規劃不合時宜的困擾。

此外,國家能源行動計畫項下區分個別行動目標,透過各目標項下關鍵步驟的達成單位數,即可綜覽各目標的執行進展,亦可盤點目標與相關政策工具的鏈結,並列表說明,協助各公私部門單位進行計畫規劃。

藉由目標管理的架構進行工作項目的規劃、達成率的評估及相關工具資源的盤點,使行動計畫的內容具結構性與系統性,對計畫的管理、推動與檢視相當具有助益。

臺灣自產能源匱乏,能源供給結構高度依賴進口化石燃料,能源安全、及減碳議題之挑戰相當嚴峻,而能源產業面臨國際能源市場局勢多變、及各國政策變動等風險與挑戰之際,政府對能源技術研發的積極行動、及政策支持對加速能源系統的轉型而言相當關鍵。

能源技術創新與傳統技術創新機制有所不同,須開展系統層面的創新,透過創新系統各環節的共同演化、及利害關係人的參與,方能帶動持續性創新。國內政策與科研計畫多為個別推動,各項行動計畫與國家願景、或政策目標的鏈結較不具體。

科研計畫總體目標應由政策綱領往下開展出具體行動計畫,各項研究成果對總體目標的貢獻程度、長期效益應有量化計算、或客觀評估方式,採用目標管理模式逐年評估進展,並將評估結果回饋到下年度的研發資助重點規劃,不僅能以系統性方式進行計畫管理,亦能使科研計畫的效益更易彰顯。

(本文授權改寫自:國研院科政中心 科技政策觀點網站美國能源及氣候變遷政策進程之啟示(二)

參考文獻

  1. AEIC (2011). Catalyzing Ingenuity: The Role of Government in Energy Innovation.
  2. AEIC (2015). Restoring American Energy Innovation Leadership.
  3. Clinton T. Brass (2012). Changes to the Government Performance and Results Act (GPRA): Overview of the New Framework of Products and Processes. Congressional Research Service Report for Congress.
  4. DOE (2011). Report On The First Quadrennial Technology Review.
  5. DOE (2013). Advanced Research Projects Agency • Energy: Strategic Vision 2013.
  6. DOE (2015). Framing Document For The Second Quadrennial Technology Review (QTR 2015). Retrieved Oct. 20, 2016 from: http://energy.gov/downloads/framing-document-second-quadrennial-technology-review-qtr-2015
  7. DOE (2016). DOE Energy Innovation Hubs. Retrieved Feb. 15, 2017 from: https://science.energy.gov/bes/research/doe-energy-innovation-hubs/
  8. US EPA (2012). National Action Plan for Energy Efficiency. Retrieved Jan. 12, 2017 from: https://www.epa.gov/energy/national-action-plan-energy-efficiency
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