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國際合作邁向能源新世紀

APEC各會員體能源資訊分析

美國

一、能源基本情勢

(一)能源需求與供給概述

根據美國能源資訊管理署(Energy Information Agency, EIA)最新統計,截至2017年底,美國石油蘊藏量有352億桶,天然氣蘊藏量有341.1兆立方英尺(trillion cubic feet, Tcf),煤炭蘊藏量有16,956百萬短噸(million short ton)。2017年,美國石油每日生產量達1,309.1萬桶,每日消費量為依部門別分別為住家消費52.1萬桶/日、商業部門47萬桶/日、工業部門476.1萬桶/日、運輸部門1402.5萬桶/日、電力部門10萬桶/日。天然氣生產量約為28,814Bcf,消費量估計為27,091Bcf。2016年,美國煤炭生產量估計為728.36百萬短噸,煤炭消費量為731.07百萬短噸。

(二)能源組合與發電結構

2017年統計資料,主要仰賴消費化石燃料,其中化石燃料占總初級能源消費約80%(含石油37.1%、天然氣28.7%、煤炭14.2%)、核能8.6%、再生能源約11.3%(含水力2.8%、地熱0.2%、太陽能0.9%、風力2.4%、生質能5%)。

2017年美國總發電量為3,820 十億瓩時(kWh)。其中,天然氣發電為美國主要電力來源,占發電總量的31.7%,其次為燃煤,占總發電量的30%,再其次為核能、水力發電、風力、太陽能分占20%、7.5%、6.3%、2%、1.3%。

(三)能源進出口現況

根據EIA統計,2017年美國進口石油達28.9億桶,主要進口來源為加拿大,占整體進口的43.2%,其次為沙烏地阿拉伯11.9%、委瑞內拉7.8%、墨西哥7.7%。美國出口原油4.07億桶,主要出口29%至加拿大。天然氣(含液化天然氣,LNG)出口共3,168 BCF,其中77.7%為管線運送之天然氣,出口到加拿大37.3%、墨西哥62.7%。LNG主要出口到智利、墨西哥、中國大陸、日本、南韓。煤炭共出口9,695萬短噸,主要出口到巴西、印度、加拿大、德國等地。

 

二、美國重要能源政策與發展現況

(一)能源主管機構

1.能源部

美國主導能源部門發展之機關為能源部(Department of Energy, DOE),負責能源相關政策與細項措施之制訂,下設有國際事務辦公室(Office of International Affairs, OI)協助推動國際能源活動。

2.國務院能源局

當涉及國際事務之能源部門策略規劃,國務院能源資源局(Bureau of Energy Resources, ENR)亦會參與其中,以期透過外交關係,獲得能源的可靠供應。

3. 聯邦能源監管委員會

獨立機構聯邦能源監管委員會(Federal Energy Regulatory Commission, FERC)負責監管州際電力、天然氣和石油的輸送,並審查建造液化天然氣碼頭和州際天然氣管道之提案,與核許水電計畫。

(二)主要能源政策

1.歐巴馬時期能源政策重點

在前任總統歐巴馬任期內針對氣候變遷問題而提出的「氣候行動計畫」(The President’s Climate Action Plan)的大架構下,將氣候變遷、減少碳排放、能源議題進行總和論述,相關部門DOE和環保署(Environmental Protection Agency, EPA)則分就其職掌範疇內,推出扣合「氣候行動計畫」主軸之節能、減碳等相關能源政策,故以下分述其重要政策簡介:

(1)全面能源戰略(All-of-the-Above Strategy)

歐巴馬總統在他2012年1月的國情諮文中表示,美國需要一個「全方位且全面的能源戰略」,開發一切可以利用美國的能源,一種更乾淨、更便宜且充滿了新的就業機會策略。此即為盡全力開發美國能源之藍圖。

(2)氣候行動計畫

美國總統歐巴馬曾於2009年承諾2020年溫室氣體排放量相較於2005年的排放水準將降低17%。隨後於2013年6月25日於喬治城大學公佈其氣候行動計畫,提出3項行動方針:減少碳污染、準備好應對氣候變遷衝擊及主導國際應對全球氣候變遷問題。在氣候變遷的架構下,納入能源方面的討論以作為解決對策。

(3)四年一度的能源檢視(Quadrennial Energy Review,QER)

在2014年1月,歐巴馬總統發表了總統備忘錄,指示政府進行四年一度的能源檢視,成立任務組,以整合跨部門的對話和外部利益相關者的積極參與,產生一個符合美國能源目標、全面綜合的能源戰略。第一次檢視(能源基礎設施)的目的是為了幫助識別美國能源和氣候安全的威脅、風險及機會,並使聯邦政府政策目標轉化為一套整合行動。2015年4月已發佈第一次報告。

(4)經濟永續成長路徑的全方位能源戰略

2014年5月29日白宮發布「經濟永續成長路徑的全方位能源戰略」指出,美國政府將持續推動各項能源平衡以推動經濟發展。該計畫三大目標為:支持經濟發展和創造就業、增進能源安全以及為低碳能源的未來奠定根基。

(5)DOE的《2014-2018的戰略計畫》(2014-2018 Strategic Plan)

美國DOE發佈《2014-2018的戰略計畫》,以支持歐巴馬總統的「氣候行動計畫」,期通過革命性的科技解決方案來因應氣候變遷挑戰,並應對能源、環境和核能挑戰,以確保美國整體的安全與繁榮。未來將持續發展清潔能源發展、減少對石油的依賴,創造能源產業之就業機會,以促進經濟成長,增加美國製造業之淨出口。為達到上述目的,美國DOE擔任起推進美國的科學領導的關鍵作用,並開發和維護世界一流的科學設施。該戰略規劃針對科學與能源、核能安全、管理與績效等三大目標制訂了12項策略要項。

2.川普政府能源政策重點

川普總統於選前即提出「美國優先能源計畫」(America First Energy Plan),強調能源自給(能源獨立)及消除制約能源業之繁重法規與管制,如氣候行動計畫。除了將焦點聚焦頁岩油氣革命積極開採頁岩油氣外,擬致力淨煤技術、重振美國的煤炭業,並將能源合作做為國家整體外交戰略之一環與策略,以追求美國經濟及國家安全利益,轉趨於保守,改以美國利益作為相關政策之最優先考量。其重點內涵包括:

(1)積極開採頁岩油氣

川普政府將極大化美國資源使用,針對美國大量未開發的國內化石能源儲量進行開採,使美國免於依賴外國石油。因此,川普政府將積極開發頁岩油氣,特別在聯邦土地上的儲量。根據川普政府的估計,美國未開發的頁岩、石油和天然氣儲備價值高達50兆美元。

(2)重振煤炭產業

川普認為煤炭產業在長期政策壓抑下,無法獲得發展空間,導致美國煤炭產業每況愈下。川普政府誓言重振美國煤炭產業,同時,亦將致力於發展淨煤技術。

(3)追求能源獨立

川普政府將擺脫對OPEC卡特爾及任何敵對國家在能源供應上的依賴,追求美國能源獨立。在此同時,將與海灣盟國合作,發展積極的能源關係,作為反恐戰略的一部分。

(4)重新調整環保重點

在積極發展化石能源產業的同時,川普亦提出開發需與負責任的環境管理相輔相成。基於此,川普將重新調整美國環保局的基本使命,保護空氣和水。

川普於上任後尚未提出關於「美國優先能源計畫」之新論述與策略方案,但已推行數項實際作為,實現其競選承諾,包含:收回「潔淨電力計畫能源計畫、廢除「流域防護規則」、審查燃油經濟性標準及,取消暫停煤礦開採和海上鑽井之措施等。川普並於2017年6月1日宣布美國將退出巴黎協定,而美方其後於8月4日已正式通知聯合國,表達美方退出「巴黎協定」的意向。然而,川普在2018年1月10日與挪威總理瑟爾貝克一齊出席記者會場合上,卻又表示美國可能重返巴黎協定,如果巴黎氣候協定能更公平對待美國。

3.主要領域政策發展說明

美國能源部主要透過個別領域/技術辦公室,主管並推動該領域發展事宜,目前能源部旗下共有10個領域/技術辦公室。歐巴馬政府與川普政府雖然重點發展略微不同,前者強調潔淨能源之使用與推廣,後者較重是傳統化石燃料之使用。但整體看來,川普政府並未提出新的領域能源政策或全面推翻前朝政策,雖有透過宣示性舉動(如預算編列項目調整)來宣示優先發展重點的轉變,但亦未被國會全面接受,故美國的個別領域政策基本上還是有著延續性發展,目前持續透過既有計畫辦公室推廣。以下就重要領域分別簡述近期發展:

(1)潔淨能源

A.太陽能

美國太陽能政策係在美國總統歐巴馬2009年提出再生能源(包含風力、太陽能、地熱)發電量加倍(以2008年為基期)之目標下開展,故相關部會陸續提出倡議與計畫推動,並已於2013年達成此目標。其後,政府再次宣佈將於2020年前再度倍增再生能源發電量(以2012年為基期)。最重要太陽能政策則為「射日倡議」(SunShot Initiative),目標要在2020年前促使太陽能電力較傳統能源更具價格競爭力:不論公用事業規模PV(utility-scale PV)是或聚光太陽能熱發電(concentrated solar power, CSP)電廠的裝置成本皆降低至0.06/kWh美元;住宅用屋頂式太陽能面板裝置系統價格至1.50/W美元;商用屋頂太陽能面板裝置價格1.25/W美元;公用事業規模PV裝置價格至1.0/W美元。該倡議聚焦PV、CSP、系統整合、市場技術及軟成本等5個領域,藉由資助獎勵這些領域相關的研究、發展與建置計畫,來提升太陽能之利用,自2011年該倡議提出後,已資助超過350個相關計畫案。

美國能源部太陽能技術辦公室(Solar Energy Technologies Office, SETO)2017年9月公佈最新研究成果,顯示太陽能產業已經實現了由「射日倡議」制定的2020年效用規模的太陽能成本目標,主要是因為PV成本急劇下降,公用事業規模太陽能的平均價格現在是每千瓦時6美分。亦成功創產業就業機會、產生巨大的投資效益、加速創新與科技發展,並解有助於減少碳排放。因此美國能源部將擴大2030年的願景,未來除繼續研究降低成本外,新的資助計畫將側重於更廣泛的管理重點,包括早期研究,以解決太陽能電網可靠性、彈性和儲能等關鍵挑戰。

而根據美國能源部統計顯示,該部相關機構於2017年共投入超過4億美元於太陽能技術研究與布建計畫,且於9州內共有10處原住民土地區參與先進太陽能技術的布建,達約600萬美元。2017年度新建太陽能裝置容量高達8.7GW,總裝置容量較2016年成長25%,並且創造出26萬個工作機會。

2018年1月23日,川普政府啟動201條款調查裁定造成美國當地太陽能產業損害後,針對進口太陽能電池與模組課稅,意在保護美國當地太陽能源產業。

B.風能

美國政府經由相關政策,如在聯邦層次穩定且可預測的稅賦優惠再生能源生產稅抵免(Production Tax Credit, PTC)與投資稅抵免(Investment Tax Credit, ITC)、在州層次的再生能源電力標準(Renewable Electricity Standard, RES),亦稱為再生能源組合標準(Renewable Portfolio Standard, RPS),及促成國家電網改善的輸電政策與審慎選址政策等,來帶動風能的發展。

美國能源部於2008年發佈一份〈2030年前風能占比達20%〉(20% Wind Energy by 2030)報告,研析相對應的成本、影響與挑戰。2015年能源部立基於此報告,匯集研究人員、學者、科學家、工程師和風能行業專家組成的團隊重新檢視了研究成果,並構思到2050年風能發展之展望,而發佈〈風力展望:美國風電新世代〉(Wind Vision: A New Era for Wind Power in the United States)報告,定義了風電在2020年、2030年、2050年,全國電力占比分別為10%、20%、35%陸上與離岸總裝置容量則分別為113GW、224GW、404GW之可達成目標情境,其後經由各方討論制訂行動藍圖,未來將致力於減少風力成本、擴大可發展區域及增加對國家的經濟價值。

 

C.核能

美國已使用核電60多年並用來支持國防活動,目前核電占比近20%。計畫型辦公室-核能辦公室(Office of Nuclear Energy, NE)主要使命是推動核電作為能夠為滿足該國能源供應、環境和能源安全需求之資源,透過發展先進核技術以支持政府提供國內安全能源、減少溫室氣體和加強國家安全的目標。該辦公室目前關注的技術包含:小模組反應爐技術、輕水型反應爐技術、先進反應爐技術、太空動力系統等。

此外,川普政府提出2019財年能源部預算,大幅增加國家核能安全管理局(National Nuclear Security Administration, NNSA)經費2019財年較2017財年增加21.6億美元經費,約達151億美元漲幅達16.7%,以用於核子武器處理、防止核擴散、海軍用核子反應爐等計畫。使得該局經費達約占能源部總經費的一半。而在核能辦公室方面經費減少,但新增編列1.2億美元的「絲蘭山與臨時儲存」(Yucca Mountain and Interim Storage)計畫,重啟絲蘭山核廢料存儲所建造核發與建造一健全的臨時核廢儲存計畫。另2018年6月1日白宮發宣布鑑於燃料安全電力設施即將除役,會導致美國能源組合中的一大關鍵部分加速消耗,並且影響電網韌性,故川普已指示能源部長研擬緊急行動遏止這些資源繼續流失,維持燃煤及核能電廠的運轉。

D.氫能與燃料電池

燃料電池技術辦公室(Fuel Cell Technologies Office, FCTO)關注應用研究、開發和創新,以推動氫和燃料電池的運輸和多樣化應用。計畫主要技術領域包含氫能生產、運輸與儲存、燃料電池、技術認證、製造研發、安全法規與標準等。目前美國每年生產1000萬公噸氫氣(其中95%通過集中改造天然氣),其他方法包括水分解生產氫氣,如電解、光電化學電池或太陽能熱化學系統。目前氫的主要用途是煉油和氨工業,而其他新興應用包括燃料電池車、金屬精煉和合成天然氣生產。FCTO主要透過資助由實驗室主導的聯盟(lab-led consortia)來協調國家實驗室的研發工作,並為大學和工業提供資源,透過ElectroCat、FC-PAD、HydroGEN、HyMARC等計畫資金公告申請的方式,為聯盟增加創新項目。該辦公室並設置H2 @ Scale概念平台,探討美國大規模氫氣生產和利用的潛力,以實現發電和輸電行業的彈性,同時調整與多元化國內產業、國內競爭力和創造就業機會。除透過政府撥款資助研發外,美國聯邦政府並提供如燃料動力載具稅抵免(Fuel Cell Motor Vehicle Tax Credit)氫燃料基礎建設稅抵(Hydrogen Fuel Infrastructure Tax Credit)、住宅再生能源稅抵免(Residential Renewable Energy Tax Credit)及商業能源投資稅抵免以激勵相關發展。

此外值得注意的是,此領域聯邦主管機關尚包含運輸部(Department of Transportation, DOT)、國防部(Department of Defense, DOD)、美國國家航空暨太空總署(National Aeronautics and Space Administration, NASA),均提供資源投入發展燃料電池之應用。

(2)化石能源(石油、天然氣、燃煤)

美國化石燃料占全國能源使用總量達80%以上,對於國家安全、經濟成長具有重要意義,故能源部於此領域積極推動變革性科學和創新技術,通過淨煤及碳管理計畫提高整體系統效率、降低資本成本並加強環境保護,故為現有設施和新的化石燃料電廠開發及建置先進發電和碳捕獲、利用和儲存技術,並透過油氣計畫支持相關領域之技術研發及法規制訂,主要負責單位為化石能源辦公室(Office of Fossil Energy, FE)。近期並因美國極端氣候頻傳,國家能源實驗室(National Energy Technology Laboratory, NETL)發佈報告特別指出燃煤發電最具韌性,如果從能源結構中去除燃煤發電將會加劇在未來惡劣天氣情況下對電網可靠性的威脅。

目前美國生產的原油現在可以進入全球市場,並與其他主要石油出口國進行競爭。美國公司還在2016年首次由48個州出口液化天然氣,並將貨物運往世界各地的主要市場。隨著全球油氣價格的上漲,美國頁岩油氣的產量預計將大幅增長。墨西哥灣和阿拉斯加的海上油氣資源也被列為「2017-2022年美國外大陸架油氣租賃計畫」(the U.S. Outer Continental Shelf Oil and Gas Leasing Program for 2017-2022)下高資源區5年租賃計劃的一部分,正由美國內政部的海洋能源管理局(Bureau of Ocean Energy Management, BOEM)開發中。美國能源部2018年1月3日宣布投資3千萬美元以加速非傳統油氣(unconventional oil and natural gas, UOG)開發;美國內政部2018年1月4日表示,政府提案標售租賃美國90%以上外大陸棚海域鑽探權,包括加州附近太平洋水域以及緬因州附近大西洋水域。此項提案遠超過2017年4月川普的指示要求內政部評估北極、大西洋及墨西哥灣油氣標售租賃的問題。

 

三、重點能源發展趨勢

(一)美退出伊朗核協議 油價飆

美國總統川普2018年5月8日宣布退出伊朗核子協議,將對伊朗實施「最高程度」的制裁,加重地緣政治風險和油市不確定性,帶動次日油價盤中大漲2.5%,觸及3年半高點。美國西德州中級原油6月期貨盤中報每桶70.76美元,倫敦布蘭特7月期油盤中報每桶76.69美元。兩項國際油品一度升至2014年11月以來高點。分析師估計,美國的新制裁措施可能讓伊朗每日石油供給量減少20萬桶至100萬桶,2019年更能感受到制裁的影響。

(二)加州創美國首例 新建屋2020年起須裝太陽能板

美國加州能源委員會(California Energy Commission)2018年5月9日通過一項議案,要求所有新建房屋都必須安裝太陽能面板,成為美國各州的首例。根據Business Insider報導,新規定將自2020年1月1日起實施,適用對象是樓高三層或樓層更低的新建屋,包括獨棟住宅和公寓。但有少許例外情況可免安裝,例如房子受到陰影遮蔽,或者屋頂太狹小不適合架設面板等。

(三)能源部發佈整合戰略以降低美國能源部門之網絡風險

美國能源部發佈「能源部門網絡安全多年計畫」,作為減少美國能源部門網絡風險的整合戰略,該計畫並將為網絡安全、能源安全和緊急應變辦公室(Cybersecurity, Energy Security and Emergency Response, CESER)提供重要基礎。該計劃確定了美國能源部將在未來五年內實施的目標和活動,以減少因網絡事件導致能源中斷的風險。

(四)減少順差 中國將加大採購美國農產品與能源

劉鶴作為中國國家主席習近平的特使,2018年5月17日與18日訪問華府期間,美中雙方就貿易議題進行「建設性磋商」,在採取有效措施、大幅減少美中貨品貿易逆差上,雙方有了共識,中國還允諾,將加大採購美國農產品與能源。

(五)美液化天然氣 出口日本

美國頁岩液化天然氣正加緊腳步輸往亞洲,繼南韓、中國、印度等亞洲國家之後,日本成為與美國簽訂頁岩氣長期合約的最新國家。日經新聞報導,從美國馬里蘭州啟航、運載7萬噸LNG的油輪,2018年5月21日停靠由東京瓦斯公司(Tokyo Gas)經營、位於橫濱的碼頭,東京瓦斯同意每年向馬里蘭州Cove Point計畫採購大約140萬噸的液化天然氣,時間長達20年。

(六)美國能源部在第九屆清潔能源部長級會議上啟動兩項新的清潔能源倡議

美國能源部副部長Dan Brouillette在丹麥哥本哈根舉辦的的第九屆清潔能源部長級會議(CEM 9)上啟動了兩項新的清潔能源倡議:核能創新-清潔能源未來(NICE Future)倡議和碳捕獲、利用和儲存(CCUS)倡議,此二倡議最初均由美國能源部長佩里在去年在中國北京召開的CEM 8會議上提出。

(七)美原油出口大增 翻轉油市和能源建設規劃

近年美國原油產量大增,逐漸成為全球舉足輕重的原油出口國,朝向總統川普所稱的「美國能源黃金時代」邁進。這不僅翻轉全球石油市場,也正在重塑美國的基礎建設。為了將美國石油銷往國外,如今美國油企將注意力轉向增加國內輸油管和波斯灣地區的接收站。最具代表性的行動,或許是將美國唯一能容納超級油輪的路易斯安那州離岸油港(Louisiana Offshore Oil Port)這個輸油站改建。路易斯安那州離岸油港2月首度用來出口石油,而非進口。再往西邊,德州聖體城(Corpus Christi)的港口預期將成為更大的原油出口地點。這個港口計畫投資3億2700萬美元,將港口水道擴大和加深。

(八)Tesla與澳洲政府再度聯手 將助5萬戶家庭變身為太陽能發電廠

繼2017年底建造出全世界最大的儲能電池之後,澳洲政府近日宣布將再度與Tesla攜手合作,在澳洲約5萬戶家庭安裝太陽能發電板和Tesla蓄電池,旨在將這些家庭打造為一個史上最大、互相連結的太陽能發電廠。該計畫試驗第一階段將會從1,100戶公共住宅開始試行,每戶住宅將會配備1個5kW的太陽能板系統與Tesla電池。之後,範圍將會進一步擴大至其他已承諾參與該計畫的2.4萬戶公共住宅,並預計在未來4年內向其他的南澳住戶開放參與。南澳政府表示,將會撥出約200萬澳元,以及一筆來自於納稅人的再生技術基金(renewable technology fund)約3,000萬澳元的資金貸款來支持這項計畫。另外,政府也將會尋找能源零售商來配合執行這項計畫,用以強化市場的競爭度。

(九)美今年將成全球最大產油國

過去幾個月油價持續上漲,讓美國原油業復甦並持續增產,國際能源總署指出,預計美國今年石油日產量將創下一千萬桶的最高紀錄,超過沙烏地阿拉伯和俄羅斯成為全球第一大產油國。紐約時報報導,這不僅讓美國有能力抑制油價上升,在全球能源與國際外交上也有新的強大工具。

(十)中美能源攜手 簽天然氣長約

美國錢尼爾能源公司(Cheniere Energy)近日表示,已與中國三桶油之一的中石油集團簽署兩項採購協議,預計到2043年止,中國平均每年將從美國墨西哥灣沿岸進口120萬噸液化天然氣。其中,一部分將於今年裝船運輸,其餘的將於2023年開始交付。

(十一)美重啟制裁伊朗 多國表示仍將向伊朗買石油

在美國重啟伊朗制裁後,預估各國石油買家將逐步縮減伊朗石油的購買量。但歐盟、大陸與印度表示,他們並不支持美國此次制裁,而法國、英國與德國更發表聯合聲明指出,他們將持續從伊朗進口石油與天然氣。

(十二)美能源部授權短期天然氣出口

美國能源情報署(EIA)在其最新的短期能源展望中估計,美國現在是全球最大的原油生產國,可能超過俄羅斯和沙烏地阿拉伯。美國能源部於9月6日宣布,向Freeport液化天然氣計畫發出短期核可,於2年內可向自由貿易協定國家和非自由貿易協定國家每日提供21.4億立方英尺的液化天然氣。

(十三)美重啟對伊朗制裁 台日等8國獲豁免

美國11月正式重啟對伊朗的制裁,國務卿蓬佩奧(Mike Pompeo)並宣布將提供暫時豁免待遇給予中國、印度、南韓、土耳其、義大利、希臘、日本及台灣,寬限期最長可達180日。由於川普政府態度放軟,讓制裁對油價的效應大打折扣,使周一油價不升反跌。伊朗當局仍強硬反對美方立場,表示將持續出售原油。

 

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