长期以来，环保团体积极鼓吹再生能源的发展可行性与重要性，并强烈抨击政府政策迟缓 、缺乏进取，然而事实上，政府单位(如经济部能源局等)出版的能源报告、统计当中，已 提供了许多重要讯息，只是并不为大众所习知。而这无疑将使一般民众在核能议题上，缺 乏足够的背景知识以形成决断。若不能完整呈现这些资料，即难具体的掌握现况。於是， 对於诸如环保团体批评的正确性、以及对政府目前措施的理解等都将造成伤害。 因此，藉由环保团体、官方及学者资料的统筹并陈，我们试着整体性地讨论两种最具潜力 的再生能源：太阳能与风力发电。文中将试图勾勒产业的现况，在粗略介绍後，主要将论 及成本、目前技术水平、天候条件对产业的影响，以及政府政策，希望能提供一个相对清 晰的轮廓，协助读者形成自己的立场。 另外，尚须讨论到环保团体相对缺乏长篇论述的节能产业，文中将阐明目前台湾节能产业 中占重要地位的汽电共生系统，其挟带的诸多利益，并介绍现况发展与技术水平，再藉由 政府政策等相关讨论提出未来的展望。 最後将尝试结合再生能源与节能产业的发展可能性，并批判台湾政府的能源政策，整合成 一套完整的论述，提供能源结构新的想像。 风力发电 风力发电：在2008年全世界的风力机组总装置能量已达120790MW，台湾在2010则有140MW的 风力装置容量，我们认为，由与各地的环境条件与产业结构相异，所以很难从其他国家的 资料来评估台湾的可行性，故我们以台湾现有的研究为基础，分成几个部分讨论： 一、发电成本： 在不考虑对环境的冲击以及所遭遇的居民的反对等的成本下，陆域风力发电机的成本包括 了：机体架设、零组件的专利、维修与运行、电缆的配置等，以民国８９年１１月台塑麦 寮的风力机组为例，当时经济部能源局公布的「风力发电示范系统补助办法」(於９２年废 止)对审核通过的示范系统给予设置成本百分之五十以内，每千瓦最多１６０００元的补助 ，再加上民国９２年公布的「再生能源收购作业要点」以每度２．１８元收购。台塑投资 ９０００万元，获得补助３８００万，折现年利率百分之十，维修费为投资总额之百分之 １．５，人事成本每年８４万，风力机组寿命２０年，回收年限十年等的条件计算下，其 发电成本为每度１．５元(若没有补助则为２．３～２．４元)，其获利为每度０．６８元 。与核电(０．６７)、燃煤(０．８７)、燃油(１．９５)、燃气(２．７５)、水利(２．２ ４)比较起来，已可与之竞争（资料来源：新核家园美丽新世界网）。 二、台湾的风能潜力 风场的选择须考虑以下几个因素： 1. 风速大、风向及风力稳定、风期长、垂直风切小 2. 厂址周遭的建筑物 3. 土地取得困难度及利用现况 4. 距民房３００M，使噪音降至４０分贝 5. 对生态保育的影响(例如：候鸟的播迁路径) 6. 地质、施工条件与建筑成本 7. 线路配置与电力的调度 依工研院与中央大学大气物理系的台湾风能分布的研究结果显示，平均风速每秒超过５公 尺的土地有２０７０平方公里，但须在上述条件的考虑下，以及相关法令规定土地的取得 等，仅得百分之２．５可供利用；每秒４公尺的土地有８０４６平方公里，故台湾陆域风 力发电土地面积为２０１平方公里，以０３年主流的容量1.8MW商业发电机组为例，约可架 设９２６座，由此而得陆域风潜能为１６６７ＭＷ。同样的，我们可以计算出５～１５公 尺水深的离岸式风场共７００平方公里，可架设约１２９６座机组，可产２３３３ＭＷ的 电力。 三、台湾的产业结构： 目前为止世界上风力机组的大厂多为丹麦(vestas)、德国(enercon)、美国(enron)、西班 牙(gamesa)等大厂，机组的专利也多掌握在他们手中。目前台湾风力机组标案几乎百分之 百由国外大厂进口，只有像塔架与配电箱等组件是由国内厂商制造。虽然国内厂商在零组 件例如叶片、齿轮箱、控制系统等方面已具有一般产业技术能力，但是缺乏设计制造能力 。在关键零组件的发展，只有少数如东元即将与美国GE公司进行的1.5MW机组的测试，厂商 能够进入这些大厂的生产链中。所以，如何发展这些技术，形成一系列完整的生产链，将 成为风力发电的技术课题之一。 四、结论 近几年，以德国Enercon为例已经发展出5MW的风力机组，并准备进入量产，随着这样大规 模机组的产生，前项所推导而得的风能潜力势必上修，风力发电成本也可以下降，这样看 来风力发电似乎更具潜力与吸引力。自2002年台电公布的「风力十年发展计划以来」，至 今为止总共设置了总装置容量160MW的风力发电机组，并预计在民国107年以前陆续兴建50 .48MW的陆域风电机组，除了陆域风力机组的跨展，根据2011年2月台电公布的简报，从03 年开始着手评估离岸风力计画，预计在彰化、云林、澎湖等沿岸设置机组，终期装置容量 预估为800、600、120MW。 只是，在上述风厂选择条件中提及，好的风厂必须有稳定的风期，做为好的能源前提是必 须有稳定的供应。麦寮风力运转纪录显示，当月平均发电量、平均风速的高峰都集中在冬 季，反观夏季的平均风速约在4~5上下，发电量明显少於前者；在与台湾的各月份用电分布 做对照，用电高峰集中於夏季。若我们在考虑在日平均电量与时平均电量，便可发现风力 发电其实是一个不稳定的来源。 风力发电并非如想像对环境是零污染的，的确它在污染物的产率几近於零，但是由巨型叶 片运转推动涡轮发电，背风面会产生巨大的紊流，影响生物的飞行，台湾是多种候鸟迁移 的中继站，岛内也有紫斑蝶在西岸的南北迁移，大量的机组群势必会对这些生物产生剧烈 的影响。离岸机组也会因为叶片的震动，放出类似於声纳的波动，干扰像海豚等以声纳为 主要感官的生物活动。虽然风力机组有不稳定与干扰生态等的疑虑，但在考虑台湾近岸多 风的环境，且机组近乎零污染物产出，风潜能达2333MW，它仍然是一个具有吸引力且值得 开发的替代能源。 太阳能发电 太阳能发电利用太阳电池(Solar Cell)吸收太阳光能，再直接将之转换成电能，其於应用 时并无环境污染物排出，是便利且低污染之再生能源电力系统。且可独立使用，也可以并 网使用。目前商品化的太阳能电池元件型态的产品包括： (1)矽晶片(silicon bulk)：包含单晶矽、多晶矽。 (2)非晶矽薄膜(thin film)。 (3)II-VI族晶片(CIGS，也是多层薄膜组合而成)。 现况 民国98年底止，台湾地区总发电装置容量为4,804.6万瓩，其中核能为514.4万瓩，占10.7% ；再生能源（含惯常水力电厂）为294.8万瓩，约占5.5%，当中太阳能容量仅2.35万瓩。另 外，以发电量观之，民国98年全国总发电量为2,197.9 亿度，核能为399.8 亿度，约占18. 0%；再生能源（含惯常水力电厂）总发电量为75.2亿度，约占3.0%，其中太阳光电之发电 量为800万度。 技术水平 目前世界使用太阳能电池的类型仍多以矽制程为主，2007年使用单晶矽晶片制作之太阳电 池市场占有率为42.2%、使用多晶矽晶片制作之太阳电池市场占有率为45.2%。铜铟镓硒CIG S太阳电池则是2009年以後最被看好的薄膜太阳电池。台湾以晶矽制程及非晶矽薄膜制程为 太阳能产业主体。 太阳光电模组：太阳电池封装主要目的为保护模组内部的电池与连结之线路，若选用良好 的封装材料，不但使电池内部不受外界的污染并可延长模板之使用寿命。 http://ppt.cc/GEfq 我国与先进国家技术水准比较图 表中发现无论实验室阶段或已市场化者，台湾与技术先进国都尚有一定程度的差距。 台湾发展优劣势 优势：台湾拥有全球第二大的太阳能产业，且半导体技术成熟，深具发展优势 劣势： 1. 原料无法自给，如矽材料仍完全依赖进口，其供应与价格变动将使整个产业扩展 受限 2. 国内太阳光电厂商，太快以太阳电池的T u r n k e y技术切入，技术缺乏差异 化，且Turnkey技术门槛低，效率不高，缺乏长期竞争优势。由此可知国内厂商 缺乏长程的战略布局。(turnkey：完整设计之模组，业界一般称「公版」，制造 商拿到後立即可以生产，减少自行研发的时间。) 3. 太阳电池转换效率仍低於国际先进水准。 因此，自长远的角度考量，若要深耕太阳光电产业，第一需扩充生产设备与关键材料自给 ，第二要加强培育研发人才及研发具专利性的技术，这需要政府政策支持，和产业界的自 觉。否则，国内产业仍将面对极大的发展危机。 发电成本 项 目 99年 98年 97年 96年 95年 家庭用每度电平均售价(新台币元) 2.76 2.73 2.58 2.59 2.57 消费者物价指数(95年=100) 105.48 104.47 105.39 101.80 100.00 平均每户家庭每月用电量(度) 304 306 308 319 322 平均每户家庭每月电费支出(新台币元) 838 836 796 824 826 每户家庭电费支出占消费支出比率(%) *1.43 1.42 1.38 1.40 1.43 此际主要从家户用电的面向观察，根据台电资料，民国95年到99年的每度平均电价在2.57 ~2.76元之间，趋势上呈现微幅成长。而目前太阳能光电系统的装设，每kW装置容量的成本 约在17~20万元间，目前对光电系统的使用年限估计约为20年，则省略维修费用、离峰期生 产电力的浪费等，简单计算每kW装置容量可提供电量： 年均日照(hr)：4hr ×装置容量(kw)：1kw x 365天 ×20年＝29200 kWh（度）(备注：光 电系统装置的功率单位为峰瓩(kWp)，此指大约是正中午时的阳光照射量下的太阳电池输出 功率。即约在摄氏25度时，以1,000W/m2强度的阳光，光谱为AM1.5的照射，可输出1瓩电力 之太阳电池容量，称为1峰瓩。此际假设了装置接收太阳能皆处於峰值，完全发挥效能。) 因此，每度电成本为17万~20万元除以29200 kWh（度），每度电价格约为5.82~6.85元。以 这种方法估计(已较许多估算方式乐观)，虽然光电系统设置完毕後即不再需要支付电费， 但因为建置成本过高，所以每度平均成本，仍较现况下的电价高了两倍多，人民因此往往 缺乏诱因使用太阳能发电。况且，目前要供应一家每日所需电力，约需4kW装置容量设备， 对此，有多少家户能短时间支付金额数十万的太阳能系统？ 对此，政府实施相关鼓励措施，100年度新设再生能源发电设备所生产电能，按公告趸购费 率收购20年。以增加人民使用太阳能发电的诱因。对人民来说，可获利的部份在於非尖峰 用电期所多生产的电能，可卖予政府赚取利润。如图 http://ppt.cc/3RFl 此外尚有「再生能源发电设备示范奖励办法」，依规定可对每峰瓩申请八到十万不等的补 助额。然而补助办法排除屋顶型、地面型，限於整合型光电系统，对於已建成的房屋可能 难以适用。且限定规格需高於十峰瓩，高过一般家户所需电量，探其本意，补助对象的设 定，仅在於大型建商的建材及电力系统选择，因此，补助对於市场需求的帮助，效果 尚待观察。 而且，探究太阳能发电的成本居高不下的原由，除却前已讨论的技术水平、原料问题外， 是否还有其他因素？ 以现况的技术水平所维持的成本为背景讨论，台北大学自然资源与环境管理研究所教授张 四立指出，真正的问题在於用电价格，便宜的用电影响产业发展的方向。台湾的电价并未 反映台电发电的真实成本，如民国99年台电平均每售电1度，即亏损0.15元，售价竟低於成 本。换句话说，台湾过於低廉的电价造成了再生能源与传统用电之间的差距，比实际成本 差距更大的状况。进一步恶化再生能源的劣势。 因此，在电价结构无法提供民众改变用电模式的积极诱因之下，市场目前仍习惯选择传统 发电方式，内需市场难有效的拓展，连带使得国内产业规模无法扩展，产量无法突破，这 又将进一步助长成本无法压低的困境，所以产业自然无法提供一般家户使用成本更低廉的 太阳能光电设备。 所以，纵观太阳能的成本问题，不仅只有技术水平因素，现况的价格结构亦是成因。此时 非常需要政府的介入来阻断这种恶性循环。 电力市场本质上非常接近独占性市场，台湾的脉络下尤甚，而独占性市场的特色即在，新 进产业与原存於市场中的独占产业在规模上悬殊差距，将反映在两者的成本上，新进产业 往往因成本高於原产业过多，而在巨大的市场门槛下，不得其门而入。因此，若政府不采 取积极的补贴政策，太阳能产业本就难以凭自身之力，弥补发展初期的规模劣势，但从上 面的讨论可以发现，政府现行的政策，并不能积极而有效的带动市场需求成长。由此观之 ，过高的成本及龟步的产业成长并不意外。甚至，技术的进步缓慢，也正因为孱弱的产业 规模不能提供足够的资金挹注所招致。 天候条件 暂且撇开技术水平及发电成本的问题，假设台湾已有一定比例稳定发展的太阳能产业，天 候却是另一个无奈的干扰因素。如前述，台湾目前的平均日照时数只在4小时左右，这还不 包括雨季来临时，若干地区将面临长期缺乏阳光的环境，这都将影响太阳能发电的效果。 目前的太阳光电系统共分三种 1.独立型(Stand-Alone)太阳光电系统 2.市电并联型(Grid- Connected)太阳光电系统 3.紧急防灾型(独立/并联混合型)太阳光电系统 这几种系统设计，多为当日储存能源，於无法产电时转而使用蓄电池，或直接与台电供电 系统并联。在遭遇长期阴、雨日，例如基隆曾连续三十天绵雨不绝，恒春亦曾连续二十天 下雨，此时因为没有可供系统充电的区间，太阳能供电系统将无法发挥作用，只能依靠其 他形式的供电系统。而目前的解决方案不外乎以下两者。 1.太阳能电池当作补充电力：只让太阳能电池在日间提供服务，电力网的尖峰负载。 2.把白天的太阳光能转成其他的能量形式加以储存，例如蓄电池、飞轮装置、压缩空气、 抽蓄发电厂等，到黑夜的时候再把储存的能量释放出来。 第一个方案直接放弃太阳能作为稳定供电来源的可能性，而第二方案其实也就是现行的状 态，以蓄电池等形式来储存多余能源，供应夜间或雨日之需，但也意味着将受到气候左右 。发电的形式分为基载、中载及尖载。基载电厂特色为投资成本大，燃料成本低，如核能 、燃煤等，以太阳能的发电形式，无法作为长期稳定供应电量的基载型式，仅能为尖载。 对此，一向高度鼓吹再生能源取代核能的环保团体未见有力或实际可行的回应。 政府政策 从上面的讨论脉络可知，政府决策及资金的挹注，将决定台湾是否能在技术上取得突破； 产业方向是否能朝研发、专利化前进；及遭到台电垄断的市场是否能暂时腾出太阳能产业 茁壮的空间，以下将简单讨论政府的政策走向。目前重要的相关政策如： 「再生能源发展条例」 明订再生能源发电设备奖励总量为总装置容量六百五十万瓩至一千万瓩。2015年应达到设 置使用十万户（合计容量320MWp），2025年达到1,000MWp。 「永续能源政策纲领」─「净源节流」 积极发展无碳再生能源，运用再生能源开发潜力，2025年占发电系统的 8%以上。 投资经费部分，能源局报告指出我国投入时间较晚，且研发经费亦远低於先进国家。2005 年统计，美国投入之研发经费总额为我国的17倍，日本8倍，德国6倍。即使是人口仅有1,6 00万的荷兰，投入研发经费也达到我国的2倍，研发经费不足将成为我国节能减碳技术开发 取得突破性进展的重大瓶颈。况且，台湾的电力结构，长期以来由半国营的台电所独占， 而目前负责发展再生能源的主体却也是台电。若积极发展再生能源，意味着家户将从使用 传统能源，转向於房屋上装置太阳能光电系统，自行生产电能，台电有可能有诱因，积极 推动一项将使得自身市占率不断下降的产业吗？退一步来说，若现况的独占产业结构不变 ，台电自然有稳定的收入来源，他又何苦投注资金在不确定的未来产业之上所以，以台电 作为主体，本身便是政策上的谬误。 而环团对政府再生能源政策亦提出猛烈的批评 1.政府目标设定保守，步调过慢： 德国预计2050年再生能源比率将提升至80％；爱尔兰在2020年时将有36.4％电力经由再生 能源供应，台湾的态度显得太保守。而王涂发教授认为台湾完全忽视近十年来再生能源的 快速发展趋势，台湾发展太阳能发电的条件与潜力远优於高纬度的德国与日本（目前发展 太阳能发电最积极的国家），将再生能源占发电系统比重由6.0%提高到12％以上（如上述 ，现况已有5.5%水准），是政府要不要做，有无决心与毅力的问题。 2.能源需求预估： 绿盟指出，面积和经济成长率与台湾相当的爱尔兰，2020年能源需求量仅小幅增加2.8％， 但台湾却大幅增长31％。一方面是因为能源局在规划未来10年的能源发展纲领时，将目前 尚有争议的开发案都列入考虑，另一方面则是因为能源局并没有积极提升能源效率，导致 能源大量浪费。 3.政府刻意打压再生能源发展： 2010 年行政院讨论再生能源发展与配比问题，认为太阳能发电装置申请已过多将会冲击电 价，不仅调降趸购价格，并修订许多光电申请程序、各类施工及测试报告等。然而现况太 阳能占电价结构比例之低，根本造成有意义的波动 。 结论 1.台湾的技术水平，虽然具有原料依赖、技术缺乏差异化、专利化等劣势，但因为半导体 产业的成熟发达，特别在新世代的太阳电池、高效率光电模组等部份已有世界一流水准， 2008年台湾太阳电池产量达850MWp，占全球12%，其实具有高度发展潜力。然而此尚需政府 政策支持，台湾目前再生能源资金投注远低於许多国家，连带影响内需市场茁壮及技术突 破，产业链建置等，政府必须扮演更积极角色。 2.台湾的发电成本一如目前各国所遭遇的情形，即便乐观估计，仍高过一般发电成本，且 在太阳能系统一次购置昂贵，且能源来源不稳定情况下，民众安於传统用电方式，是合理 的结果。而不合理的电价结构助燃了这项劣势。在国内市场无法扩展之下，产业规模无法 扩增，成本则难以压低，这又导致，甚至即是技术突破缺乏资金的原因，成为一个相扣的 恶性循环。对此，本该维护产业发展的政府，虽提出购电的配套措施，但一方面限制装设 装置申请量，一方面并未提出真正具有实效的补助政策，将不利於太阳能产业正常的市场 化。 3.於台湾天候限制部分，台湾的平均日照仅约为四小时，且尚须考虑长期阴雨问题，太阳 能发电本质上并不适合作为基载电力，因此，是否能以再生能源完全取代基载电力，如燃 煤、核能等，或提高低碳洁净能源(如天然气等)的使用，需要反对者提出进一步论述，否 则，单自太阳能角度切入观之，台湾尚难完全摆脱对於燃煤、核能的依赖。 4.无论环保团体，亦或政府报告，都已点出台湾政府对再生能源产业有关注不足、甚或深 层心态上，倾向限制发展，若政府不能积极辅助产业发展，促使民众转而使用太阳能，以 台湾目前发展环境及用电结构，实难取得突破性的进步，这不仅有违当前能源发展趋势， 也浪费台湾的发展优势。 附表1： 太阳光电发电设备电能趸购费率 再生能源类别 分类 装置容量级距 上限费率(元/度) 太阳光电 屋顶型 1瓩以上不及10瓩 10.3185 10瓩以上不及100瓩 9.1799 100瓩以上不及500瓩 8.8241 500瓩以上 7.9701 地面型 1瓩以上 7.3297 -- ◢▌◣ ◢◢◢◢◢◢◢◢◢◢◢◢ ◢◢ ◤◣ ◢◢◤◤◣ ◢◤◤◤◤◤◢◤◤◢◤◤◤◢◤ ◣ ◢◤◤◣ ◣ ∥ 大陆社 ∥ ≡ ∥ ╬ ┴ ∥ ≡ PTT: NTUcontinent ∥ ∥ ≡ --

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