【光電新聞|Inside】科學家發現 生質燃料農地改種太陽能板 全球都能改開電動車 - 太平洋綠能

【光電新聞|Inside】科學家發現 生質燃料農地改種太陽能板 全球都能改開電動車

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研究指出,若將全球生質燃料農地改為太陽能發電,其電力便足夠供應所有車輛電動化。此巨大效率差異,促使我們必須重新思考能源轉型下的土地最佳利用方式,挑戰對生質燃料的傳統看法。

還記得 2000 年代初期,生質燃料曾被視為低碳交通的救星嗎?當時很多人認為與其開採石油燃燒,不如種植玉米、甘蔗,把農作物轉化成車用燃料。然而二十多年過去,電動車已經崛起成為主流選項,同時全球的生質燃料產量卻不減反增,而且預計還會繼續成長。

不過最近 Our World in Data 研究員 Hannah Ritchie 和 Pablo Rosado 卻用統計推算,只要把目前的生質燃料農地改裝成太陽能板,就能讓全球都改開電動車!

現今全球生質燃料的生產集中在少數幾個市場,美國、巴西和歐盟佔據主導地位。美國主要種植玉米,巴西以甘蔗為主,印尼則生產棕櫚油。

根據英國顧問公司 Cerulogy 的估算,扣除動物飼料等副產品的土地分攤後,全球淨生質燃料用地約為 3,200 萬公頃,大約等於一個德國、波蘭或義大利的面積。

不過這麼大一片土地,但產出的生質燃料卻只能滿足全球約 4% 的交通需求。而且如果把種植和製造過程的碳排放算進去,某些生質燃料作物相較於汽油的減碳效益其實相當有限。如果再考慮土地的「機會成本」,也就是這些農地若不種生質燃料作物,反過來造林吸收大氣中碳的話,某些生質燃料對氣候的影響甚至可能是負面的。

同一塊地裝太陽能板發電量是生質燃料的 23 倍

不只如此,研究團隊還計算出如果在這 3,200 萬公頃的土地上鋪設太陽能板,每年可以產生約 32,000 TWh 的電力,是目前生質燃料能源產出(約 1,400 TWh)的 23 倍。

2024 年全球總發電量大約是 31,000 TWh。換句話說,光是把這些生質燃料農地改成太陽能電廠,就足以供應全球目前的用電需求。

這個巨大差距來自於根本性的效率差異。植物透過光合作用,只能將不到1%的陽光轉化為生物質;再把這些生物質轉化成液態燃料,又會損失更多能量。相較之下,現代太陽能板可以將15%到20%的陽光轉化為電力,最新設計甚至能達到25%。

進一步計算會發現更驚人的結果。研究團隊估算,如果全球的汽車和卡車都電動化,總共需要約 7,000 TWh 的電力(汽車和卡車各約 3,500 TWh)。換個方式理解,目前全球用一整個波蘭大小的農地種生質燃料,只能滿足 3% 到 4% 的交通能源需求;但如果改用太陽能搭配電動車,只需要四分之一的土地面積,就能滿足全球所有道路運輸的能源需求。

目前實際計算下來電動車行駛一公里所需的能量,只有汽油車的三分之一。把太陽能的發電效率和電動車的能源效率加在一起,同樣面積的土地上,太陽能電動車可以行駛的里程數是生質燃料車的70倍。如果拿太陽能和玉米乙醇相比,這個倍數甚至可以達到100到200倍。

研究員並不是主張應該把所有生質燃料農地都改成太陽能電廠。這些土地可以有多種用途:糧食生產、部分生質燃料生產(特別是航空燃油)、或是讓土地回歸自然生態。

他們真正想挑戰的是我們思考土地利用的方式。社會大眾經常質疑太陽能或風力發電廠對地景的影響,卻很少關注現有生質燃料作物佔用的土地,而這些作物對能源脫碳的貢獻其實非常有限。土地利用是有代價的——對氣候、對生態系統、對與我們共享地球的其他物種都是。

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