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評估淨零路徑的模型及其背後所需的社會科學

Updated: Apr 13, 2023

受訪人:徐昕煒助理教授/TSH 吳奕辰、張朝翔 採訪整理


去年(2022年)三月行政院公布「臺灣2050淨零轉型策略」,其中有許多關於未來30年的預測,例如能源和電力需求的走勢,而這些預測也成為國家長期減量路徑規劃的基礎。但這些趨勢是如何算出來的?計算的模型是否可靠?模型最初的假設是否合理?與一般民眾的關係是什麼?帶著這些疑問,我們特別訪問臺北科技大學工業工程與管理學系的徐昕煒老師,他的博士研究是以模型來評估回收物流,後來進一步踏入更廣泛的能源模型,並參與政策論述工作。透過他的經驗,我們一起思考淨零轉型過程中,模型扮演什麼角色。以下為專訪紀要:



完善的資料庫是評估模型的核心要素

臺灣永續棧問(以下簡稱問):能否先為我們簡單介紹淨零轉型使用的模型?


徐昕煒老師答(以下簡稱答):模型就是用數字來描述人與環境的互動,我們先設一些條件,然後算出未來可能的幾個走向,了解各情境下可能的優點與風險,就可以評估現在要採取哪些行動才可能達到我們理想的未來。我以前參與工研院的TIMES模型是計算能源供給[1];另外還有中研院的E3ME模型是計算總體經濟,而工研院另一團隊的LEAP模型則是在看能源需求及其相應的環境衝擊影響。


其實一般民眾只要擁有基本的模型技術,也可以推估各項議題的趨勢,但其實模型真正的核心是資料庫,有完整的資料庫才有辦法做合理的推估,工研院的模型相對可靠,就是因為有能源局支持提供完整的技術資料庫。


問:目前模型技術遇到的困難是什麼?為何會有許多爭議?


答:即便同個模型同個資料庫,只要一開始的假設不同,結果就不同,所以操作模型的人要相當程度了解這個模型涉及的領域如產業、能源、行為、財稅…等各種技術,才不會給出太離譜的假設。


再者,如之前提到TIMES、E3ME、LEAP,不同類型的模型有其特定的功能,光靠單一模型,就淨零戰略的需求而言並不完善,還需整合許多模型才能更全面推估作為政策參考。但他們的方法學、資料庫、還有搭配的決策流程都不同,我認為可以先嘗試的是讓不同模型可以互補有無,在共同的情境與假設下一起模擬,要能整合的關鍵在於支撐不同模型背後的資料庫需先交互比對與整合,此外各個模型有些input、output是互通的,你的output正好是我的input,每次來回的error會收斂到均衡為止,這部分可以先整合。

模型背後的假設需要共識,溝通才有意義

問:似乎不論是模型本身的資料庫或各個模型的整合,都是學術團隊之間或學界與政府之間的溝通,那這些跟一般大眾有什麼關係呢?


答:剛剛有提到,模型一開始的假設不同,結果就會不同,但每個人都有不同立場,那就有不同假設,這就有爭執了。舉例來說,環保團體傾向把碳稅設很高,再把稅收投入再生能源發展,再生能源潛力也設很高,算出來淨零轉型很快就達成了;但從政府治理角度,如果重稅課下去企業會外移,這造成經濟萎縮的代價,不會被主流民意接受。所以模型背後的假設是否也讓社會各界覺得合理,就是政策溝通上很重要的部分。


問:那對您來說,這部分的社會溝通可以如何開始?


答:我認為比較好的做法是,政府在跑模型時願意更透明地提供更多種的選擇情境,而這些情境是民眾、NGO、相關利害關係者等都有共識是重要的。例如經濟成長有低、中、高各種假設產生對應的情境與結果,讓各方在證據的基礎上做比較討論,避免以往政策討論資訊不對等的情形。


問:若NGO也開始了解模型,是否有可能進一步學習操作,依據自己的假設跑出結果來直接跟政府討論?


答:這就回到我最前面提的一個關鍵:技術資料庫才是模型的核心,NGO沒有資料也很難自己做運算。政府有時會拿出民眾找不到資料來源的評估數據來支持政策,同一套模型加同一個資料庫,還沒有推動淨零時評估電價會超過10塊,現在推動淨零時評估出來是2到3塊,民眾當然很難相信。所以如果政府要溝通,就要把資訊先釋放出來,這也是我認為社會溝通最根本的基礎。


這樣的開放也有兩個好處,一來民眾可以知道為何他想的不見得是對的,二來可以理解政府為何這樣想,然後就可以站在共同基礎來尋求共識。例如不要一直經濟成長,也不要負成長,那怎麼取平衡?會有什麼結果?誰會多大程度被犧牲?我們模型團隊也可以進來幫忙跑幾個路徑,讓大家共同討論。

透過模型做社會溝通所帶來的改變與侷限

問:模型團隊協助政府和民間跑出新的路徑後,雙方有什麼具體改變嗎?


答:雙方都有互相學習,像以前一些NGO很強調「電力零成長」,但現在算出來知道有很多東西要電氣化才能淨零,就不再堅持「電力零成長」。政府也是,以前還沒有要淨零的時候,政府低估了再生能源潛力,但當時一些NGO就主張用較高的數據來跑。


政府過去也曾做過一些努力,像是早在2013年,工研院有做一套2050 Calculator能源模擬器(如圖ㄧ[2] ),讓大眾可以像打電動一樣,設定每個技術的四種潛力等級,然後把未來情境直接畫圖出來,對民眾而言是很直觀、方便的模型工具。這個模擬器經過好幾百場專家會議的討論籌備,更重要的是釋出了很多技術資料。可惜它因為需要不斷投入資金來更新和營運,加上有些資料被外部人士利用與攻擊引起爭議,所以在2018年就停止運作了。這也是政府做社會溝通很為難的地方。


圖ㄧ、工研院2013年推出的「2050 能源供需模擬系統」截圖 [1]

問:但現在要推淨零轉型是否仍需要有這樣的Calculator來促進社會溝通?還是有更好的工具,讓政府不會覺得自找麻煩,又能符合公民團體開放資料的訴求?


答:其實公民團體和民眾的需求不太一樣:公民團體有知識基礎,他們缺的是資料,不是Calculator;但Calculator對一般民眾了解淨零很有幫助。可以在沒有相關知識和資料的情況下,直接去看說例如某類能源多一點或少一點是什麼樣子,創造更多討論。但也還是要注意Calculator的局限,也很少有國家拿Calculator去訂政策,因為它不能直接算出各種理想的情境,得自己不斷調整參數來對照(如圖二[3] )。


圖二、上圖和下圖截自英國的Mackay Carbon Calculator,透過調整左側的Level of ambition,可以看到右側的溫室氣體排放和初級能源消耗如何變化 [3]


但政策制定上需要的是包含TIMES在內的模型整合起來,可以直接出各種理想情境,例如是逐步減量情境、負排碳為主的情境、或是抑制需求的情境(如圖三 [4] )。所以問題又回到開放資料,公民團體看重的是跟著Calculator被釋出來的資料,比較不是Calculator本身。


圖三、聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)運用模型推估2020到2100年的兩種高排放的參考路徑(「現行政策」與「些許行動」)以及五種說明性減緩路徑(Illustrative Mitigation Pathways, IMPs)[3]。

社會科學是完善評估模型的關鍵

問:若某天不論何種原因,技術資料被大量公開了,那麼爭點就會回到模型一開始的假設的意見分歧,這部分學界有什麼可以協助模型團隊進行社會溝通的角色嗎?


答:模型最大特色就是把複雜的東西變成數字,但這是兩面刃,因為數字好像比較容易禮解,但若變成數字的過程不讓大家了解,就會被質疑黑箱,而這轉化的過程就是各學科需要進場了,尤其社會科學。


因為淨零轉型跟民眾的行為息息相關,放入模型中的參數能否精準預判民眾的行為就很關鍵。假設我們要從油車轉移到電動車,民眾多大程度會因為多少補貼而更換哪些運具(如圖四[5] )?若沒有深入的行為研究就很容易錯估,從而產生無效的政策。


圖四、臺灣至2050年電力需求情境分析,其中包含了運具電動化的趨勢預估 [4]。

再者,許多淨零技術的重要假設目前仍有廣泛的認知差異,例如地熱在公布的淨零路徑中佔比很低,但有些人就主張臺灣有許多地熱資源,應該估高一點;但政府的說法是能發電的地熱多在國家公園而很難開發。類似這種認知差異的還有儲能、氫能、碳匯等等項目,這些假設要放入模型時,除了科研技術面外,也還牽涉背後一系列法規制度及政策、及社會接受度等基礎需要討論。這就不是我們模型團隊可以做的了,都是要有相關研究之後,我們才有較為準確的數字可以放進模型。

小結:淨零評估模型需進一步整合及更多社會溝通

將人與環境的互動簡化為數字的模型,在淨零路徑的決策機制中,扮演重要的角色,是國家長期規劃不可或缺的基礎,然而模型目前仍未能發揮完整的功效。首先,儘管臺灣目前已有各類模型的學術研究團隊,但彼此之間因為情境設計、參數假設、產出結果闡釋等限制而尚未能充分整合以支援淨零決策。其次,淨零模型的諸多參數,仍仰賴模型團隊與包含社會科學在內的各學科相關研究,並相互整合以獲得更精確的數據資料。最後,模型作為政府與公民社會共同討論淨零轉型未來願景與路徑的工具,仍有許多社會溝通需要進行,包含大眾能否對於放進模型的假設有足夠的共識、運算過程所仰賴的資料庫能否適當公開以避免被質疑黑箱、以及最後是產出的情境是否能夠多元,從而形成一個開放的討論空間。




參考文獻

  1. 工研院TIMES模型介紹:https://km.twenergy.org.tw/energy/

  2. 資料來源:Taiwan 2050 Calculator。https://www.youtube.com/@Taiwan2050Calculator/videos

  3. 資料來源:IPCC AR6 WGIII Ch3. Figure 3.8。

  4. 資料來源:國家發展委員會(2022年3月30日)。臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明之簡報,第5頁。資料來源連結於此


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