長期以來，環保團體積極鼓吹再生能源的發展可行性與重要性，並強烈抨擊政府政策遲緩 、缺乏進取，然而事實上，政府單位(如經濟部能源局等)出版的能源報告、統計當中，已 提供了許多重要訊息，只是並不為大眾所習知。而這無疑將使一般民眾在核能議題上，缺 乏足夠的背景知識以形成決斷。若不能完整呈現這些資料，即難具體的掌握現況。於是， 對於諸如環保團體批評的正確性、以及對政府目前措施的理解等都將造成傷害。 因此，藉由環保團體、官方及學者資料的統籌並陳，我們試著整體性地討論兩種最具潛力 的再生能源：太陽能與風力發電。文中將試圖勾勒產業的現況，在粗略介紹後，主要將論 及成本、目前技術水平、天候條件對產業的影響，以及政府政策，希望能提供一個相對清 晰的輪廓，協助讀者形成自己的立場。 另外，尚須討論到環保團體相對缺乏長篇論述的節能產業，文中將闡明目前台灣節能產業 中佔重要地位的汽電共生系統，其挾帶的諸多利益，並介紹現況發展與技術水平，再藉由 政府政策等相關討論提出未來的展望。 最後將嘗試結合再生能源與節能產業的發展可能性，並批判台灣政府的能源政策，整合成 一套完整的論述，提供能源結構新的想像。 風力發電 風力發電：在2008年全世界的風力機組總裝置能量已達120790MW，台灣在2010則有140MW的 風力裝置容量，我們認為，由與各地的環境條件與產業結構相異，所以很難從其他國家的 資料來評估台灣的可行性，故我們以台灣現有的研究為基礎，分成幾個部分討論： 一、發電成本： 在不考慮對環境的衝擊以及所遭遇的居民的反對等的成本下，陸域風力發電機的成本包括 了：機體架設、零組件的專利、維修與運行、電纜的配置等，以民國８９年１１月台塑麥 寮的風力機組為例，當時經濟部能源局公布的「風力發電示範系統補助辦法」(於９２年廢 止)對審核通過的示範系統給予設置成本百分之五十以內，每千瓦最多１６０００元的補助 ，再加上民國９２年公布的「再生能源收購作業要點」以每度２．１８元收購。台塑投資 ９０００萬元，獲得補助３８００萬，折現年利率百分之十，維修費為投資總額之百分之 １．５，人事成本每年８４萬，風力機組壽命２０年，回收年限十年等的條件計算下，其 發電成本為每度１．５元(若沒有補助則為２．３～２．４元)，其獲利為每度０．６８元 。與核電(０．６７)、燃煤(０．８７)、燃油(１．９５)、燃氣(２．７５)、水利(２．２ ４)比較起來，已可與之競爭（資料來源：新核家園美麗新世界網）。 二、台灣的風能潛力 風場的選擇須考慮以下幾個因素： 1. 風速大、風向及風力穩定、風期長、垂直風切小 2. 廠址周遭的建築物 3. 土地取得困難度及利用現況 4. 距民房３００M，使噪音降至４０分貝 5. 對生態保育的影響(例如：候鳥的播遷路徑) 6. 地質、施工條件與建築成本 7. 線路配置與電力的調度 依工研院與中央大學大氣物理系的台灣風能分布的研究結果顯示，平均風速每秒超過５公 尺的土地有２０７０平方公里，但須在上述條件的考慮下，以及相關法令規定土地的取得 等，僅得百分之２．５可供利用；每秒４公尺的土地有８０４６平方公里，故台灣陸域風 力發電土地面積為２０１平方公里，以０３年主流的容量1.8MW商業發電機組為例，約可架 設９２６座，由此而得陸域風潛能為１６６７ＭＷ。同樣的，我們可以計算出５～１５公 尺水深的離岸式風場共７００平方公里，可架設約１２９６座機組，可產２３３３ＭＷ的 電力。 三、台灣的產業結構： 目前為止世界上風力機組的大廠多為丹麥(vestas)、德國(enercon)、美國(enron)、西班 牙(gamesa)等大廠，機組的專利也多掌握在他們手中。目前台灣風力機組標案幾乎百分之 百由國外大廠進口，只有像塔架與配電箱等組件是由國內廠商製造。雖然國內廠商在零組 件例如葉片、齒輪箱、控制系統等方面已具有一般產業技術能力，但是缺乏設計製造能力 。在關鍵零組件的發展，只有少數如東元即將與美國GE公司進行的1.5MW機組的測試，廠商 能夠進入這些大廠的生產鏈中。所以，如何發展這些技術，形成一系列完整的生產鏈，將 成為風力發電的技術課題之一。 四、結論 近幾年，以德國Enercon為例已經發展出5MW的風力機組，並準備進入量產，隨著這樣大規 模機組的產生，前項所推導而得的風能潛力勢必上修，風力發電成本也可以下降，這樣看 來風力發電似乎更具潛力與吸引力。自2002年台電公布的「風力十年發展計劃以來」，至 今為止總共設置了總裝置容量160MW的風力發電機組，並預計在民國107年以前陸續興建50 .48MW的陸域風電機組，除了陸域風力機組的跨展，根據2011年2月台電公布的簡報，從03 年開始著手評估離岸風力計畫，預計在彰化、雲林、澎湖等沿岸設置機組，終期裝置容量 預估為800、600、120MW。 只是，在上述風廠選擇條件中提及，好的風廠必須有穩定的風期，做為好的能源前提是必 須有穩定的供應。麥寮風力運轉紀錄顯示，當月平均發電量、平均風速的高峰都集中在冬 季，反觀夏季的平均風速約在4~5上下，發電量明顯少於前者；在與台灣的各月份用電分布 做對照，用電高峰集中於夏季。若我們在考慮在日平均電量與時平均電量，便可發現風力 發電其實是一個不穩定的來源。 風力發電並非如想像對環境是零汙染的，的確它在污染物的產率幾近於零，但是由巨型葉 片運轉推動渦輪發電，背風面會產生巨大的紊流，影響生物的飛行，台灣是多種候鳥遷移 的中繼站，島內也有紫斑蝶在西岸的南北遷移，大量的機組群勢必會對這些生物產生劇烈 的影響。離岸機組也會因為葉片的震動，放出類似於聲納的波動，干擾像海豚等以聲納為 主要感官的生物活動。雖然風力機組有不穩定與干擾生態等的疑慮，但在考慮台灣近岸多 風的環境，且機組近乎零污染物產出，風潛能達2333MW，它仍然是一個具有吸引力且值得 開發的替代能源。 太陽能發電 太陽能發電利用太陽電池(Solar Cell)吸收太陽光能，再直接將之轉換成電能，其於應用 時並無環境污染物排出，是便利且低污染之再生能源電力系統。且可獨立使用，也可以併 網使用。目前商品化的太陽能電池元件型態的產品包括： (1)矽晶片(silicon bulk)：包含單晶矽、多晶矽。 (2)非晶矽薄膜(thin film)。 (3)II-VI族晶片(CIGS，也是多層薄膜組合而成)。 現況 民國98年底止，台灣地區總發電裝置容量為4,804.6萬瓩，其中核能為514.4萬瓩，佔10.7% ；再生能源（含慣常水力電廠）為294.8萬瓩，約占5.5%，當中太陽能容量僅2.35萬瓩。另 外，以發電量觀之，民國98年全國總發電量為2,197.9 億度，核能為399.8 億度，約占18. 0%；再生能源（含慣常水力電廠）總發電量為75.2億度，約占3.0%，其中太陽光電之發電 量為800萬度。 技術水平 目前世界使用太陽能電池的類型仍多以矽製程為主，2007年使用單晶矽晶片製作之太陽電 池市場占有率為42.2%、使用多晶矽晶片製作之太陽電池市場占有率為45.2%。銅銦鎵硒CIG S太陽電池則是2009年以後最被看好的薄膜太陽電池。台灣以晶矽製程及非晶矽薄膜製程為 太陽能產業主體。 太陽光電模組：太陽電池封裝主要目的為保護模組內部的電池與連結之線路，若選用良好 的封裝材料，不但使電池內部不受外界的污染並可延長模板之使用壽命。 http://ppt.cc/GEfq 我國與先進國家技術水準比較圖 表中發現無論實驗室階段或已市場化者，台灣與技術先進國都尚有一定程度的差距。 台灣發展優劣勢 優勢：台灣擁有全球第二大的太陽能產業，且半導體技術成熟，深具發展優勢 劣勢： 1. 原料無法自給，如矽材料仍完全依賴進口，其供應與價格變動將使整個產業擴展 受限 2. 國內太陽光電廠商，太快以太陽電池的T u r n k e y技術切入，技術缺乏差異 化，且Turnkey技術門檻低，效率不高，缺乏長期競爭優勢。由此可知國內廠商 缺乏長程的戰略佈局。(turnkey：完整設計之模組，業界一般稱「公版」，製造 商拿到後立即可以生產，減少自行研發的時間。) 3. 太陽電池轉換效率仍低於國際先進水準。 因此，自長遠的角度考量，若要深耕太陽光電產業，第一需擴充生產設備與關鍵材料自给 ，第二要加強培育研發人才及研發具專利性的技術，這需要政府政策支持，和產業界的自 覺。否則，國內產業仍將面對極大的發展危機。 發電成本 項 目 99年 98年 97年 96年 95年 家庭用每度電平均售價(新台幣元) 2.76 2.73 2.58 2.59 2.57 消費者物價指數(95年=100) 105.48 104.47 105.39 101.80 100.00 平均每戶家庭每月用電量(度) 304 306 308 319 322 平均每戶家庭每月電費支出(新台幣元) 838 836 796 824 826 每戶家庭電費支出佔消費支出比率(%) *1.43 1.42 1.38 1.40 1.43 此際主要從家戶用電的面向觀察，根據台電資料，民國95年到99年的每度平均電價在2.57 ~2.76元之間，趨勢上呈現微幅成長。而目前太陽能光電系統的裝設，每kW裝置容量的成本 約在17~20萬元間，目前對光電系統的使用年限估計約為20年，則省略維修費用、離峰期生 產電力的浪費等，簡單計算每kW裝置容量可提供電量： 年均日照(hr)：4hr ×裝置容量(kw)：1kw x 365天 ×20年＝29200 kWh（度）(備註：光 電系統裝置的功率單位為峰瓩(kWp)，此指大約是正中午時的陽光照射量下的太陽電池輸出 功率。即約在攝氏25度時，以1,000W/m2強度的陽光，光譜為AM1.5的照射，可輸出1瓩電力 之太陽電池容量，稱為1峰瓩。此際假設了裝置接收太陽能皆處於峰值，完全發揮效能。) 因此，每度電成本為17萬~20萬元除以29200 kWh（度），每度電價格約為5.82~6.85元。以 這種方法估計(已較許多估算方式樂觀)，雖然光電系統設置完畢後即不再需要支付電費， 但因為建置成本過高，所以每度平均成本，仍較現況下的電價高了兩倍多，人民因此往往 缺乏誘因使用太陽能發電。況且，目前要供應一家每日所需電力，約需4kW裝置容量設備， 對此，有多少家戶能短時間支付金額數十萬的太陽能系統？ 對此，政府實施相關鼓勵措施，100年度新設再生能源發電設備所生產電能，按公告躉購費 率收購20年。以增加人民使用太陽能發電的誘因。對人民來說，可獲利的部份在於非尖峰 用電期所多生產的電能，可賣予政府賺取利潤。如圖 http://ppt.cc/3RFl 此外尚有「再生能源發電設備示範獎勵辦法」，依規定可對每峰瓩申請八到十萬不等的補 助額。然而補助辦法排除屋頂型、地面型，限於整合型光電系統，對於已建成的房屋可能 難以適用。且限定規格需高於十峰瓩，高過一般家戶所需電量，探其本意，補助對象的設 定，僅在於大型建商的建材及電力系統選擇，因此，補助對於市場需求的幫助，效果 尚待觀察。 而且，探究太陽能發電的成本居高不下的原由，除卻前已討論的技術水平、原料問題外， 是否還有其他因素？ 以現況的技術水平所維持的成本為背景討論，台北大學自然資源與環境管理研究所教授張 四立指出，真正的問題在於用電價格，便宜的用電影響產業發展的方向。台灣的電價並未 反映台電發電的真實成本，如民國99年台電平均每售電1度，即虧損0.15元，售價竟低於成 本。換句話說，台灣過於低廉的電價造成了再生能源與傳統用電之間的差距，比實際成本 差距更大的狀況。進一步惡化再生能源的劣勢。 因此，在電價結構無法提供民眾改變用電模式的積極誘因之下，市場目前仍習慣選擇傳統 發電方式，內需市場難有效的拓展，連帶使得國內產業規模無法擴展，產量無法突破，這 又將進一步助長成本無法壓低的困境，所以產業自然無法提供一般家戶使用成本更低廉的 太陽能光電設備。 所以，縱觀太陽能的成本問題，不僅只有技術水平因素，現況的價格結構亦是成因。此時 非常需要政府的介入來阻斷這種惡性循環。 電力市場本質上非常接近獨占性市場，台灣的脈絡下尤甚，而獨占性市場的特色即在，新 進產業與原存於市場中的獨占產業在規模上懸殊差距，將反映在兩者的成本上，新進產業 往往因成本高於原產業過多，而在巨大的市場門檻下，不得其門而入。因此，若政府不採 取積極的補貼政策，太陽能產業本就難以憑自身之力，彌補發展初期的規模劣勢，但從上 面的討論可以發現，政府現行的政策，並不能積極而有效的帶動市場需求成長。由此觀之 ，過高的成本及龜步的產業成長並不意外。甚至，技術的進步緩慢，也正因為孱弱的產業 規模不能提供足夠的資金挹注所招致。 天候條件 暫且撇開技術水平及發電成本的問題，假設台灣已有一定比例穩定發展的太陽能產業，天 候卻是另一個無奈的干擾因素。如前述，台灣目前的平均日照時數只在4小時左右，這還不 包括雨季來臨時，若干地區將面臨長期缺乏陽光的環境，這都將影響太陽能發電的效果。 目前的太陽光電系統共分三種 1.獨立型(Stand-Alone)太陽光電系統 2.市電併聯型(Grid- Connected)太陽光電系統 3.緊急防災型(獨立/併聯混合型)太陽光電系統 這幾種系統設計，多為當日儲存能源，於無法產電時轉而使用蓄電池，或直接與台電供電 系統併聯。在遭遇長期陰、雨日，例如基隆曾連續三十天綿雨不絕，恆春亦曾連續二十天 下雨，此時因為沒有可供系統充電的區間，太陽能供電系統將無法發揮作用，只能依靠其 他形式的供電系統。而目前的解決方案不外乎以下兩者。 1.太陽能電池當作補充電力：只讓太陽能電池在日間提供服務，電力網的尖峰負載。 2.把白天的太陽光能轉成其他的能量形式加以儲存，例如蓄電池、飛輪裝置、壓縮空氣、 抽蓄發電廠等，到黑夜的時候再把儲存的能量釋放出來。 第一個方案直接放棄太陽能作為穩定供電來源的可能性，而第二方案其實也就是現行的狀 態，以蓄電池等形式來儲存多餘能源，供應夜間或雨日之需，但也意味著將受到氣候左右 。發電的形式分為基載、中載及尖載。基載電廠特色為投資成本大，燃料成本低，如核能 、燃煤等，以太陽能的發電形式，無法作為長期穩定供應電量的基載型式，僅能為尖載。 對此，一向高度鼓吹再生能源取代核能的環保團體未見有力或實際可行的回應。 政府政策 從上面的討論脈絡可知，政府決策及資金的挹注，將決定台灣是否能在技術上取得突破； 產業方向是否能朝研發、專利化前進；及遭到台電壟斷的市場是否能暫時騰出太陽能產業 茁壯的空間，以下將簡單討論政府的政策走向。目前重要的相關政策如： 「再生能源發展條例」 明訂再生能源發電設備獎勵總量為總裝置容量六百五十萬瓩至一千萬瓩。2015年應達到設 置使用十萬戶（合計容量320MWp），2025年達到1,000MWp。 「永續能源政策綱領」─「淨源節流」 積極發展無碳再生能源，運用再生能源開發潛力，2025年占發電系統的 8%以上。 投資經費部分，能源局報告指出我國投入時間較晚，且研發經費亦遠低於先進國家。2005 年統計，美國投入之研發經費總額為我國的17倍，日本8倍，德國6倍。即使是人口僅有1,6 00萬的荷蘭，投入研發經費也達到我國的2倍，研發經費不足將成為我國節能減碳技術開發 取得突破性進展的重大瓶頸。況且，台灣的電力結構，長期以來由半國營的台電所獨占， 而目前負責發展再生能源的主體卻也是台電。若積極發展再生能源，意味著家戶將從使用 傳統能源，轉向於房屋上裝置太陽能光電系統，自行生產電能，台電有可能有誘因，積極 推動一項將使得自身市佔率不斷下降的產業嗎？退一步來說，若現況的獨占產業結構不變 ，台電自然有穩定的收入來源，他又何苦投注資金在不確定的未來產業之上所以，以台電 作為主體，本身便是政策上的謬誤。 而環團對政府再生能源政策亦提出猛烈的批評 1.政府目標設定保守，步調過慢： 德國預計2050年再生能源比率將提升至80％；愛爾蘭在2020年時將有36.4％電力經由再生 能源供應，台灣的態度顯得太保守。而王塗發教授認為台灣完全忽視近十年來再生能源的 快速發展趨勢，台灣發展太陽能發電的條件與潛力遠優於高緯度的德國與日本（目前發展 太陽能發電最積極的國家），將再生能源占發電系統比重由6.0%提高到12％以上（如上述 ，現況已有5.5%水準），是政府要不要做，有無決心與毅力的問題。 2.能源需求預估： 綠盟指出，面積和經濟成長率與台灣相當的愛爾蘭，2020年能源需求量僅小幅增加2.8％， 但台灣卻大幅增長31％。一方面是因為能源局在規劃未來10年的能源發展綱領時，將目前 尚有爭議的開發案都列入考慮，另一方面則是因為能源局並沒有積極提升能源效率，導致 能源大量浪費。 3.政府刻意打壓再生能源發展： 2010 年行政院討論再生能源發展與配比問題，認為太陽能發電裝置申請已過多將會衝擊電 價，不僅調降躉購價格，並修訂許多光電申請程序、各類施工及測試報告等。然而現況太 陽能佔電價結構比例之低，根本造成有意義的波動 。 結論 1.台灣的技術水平，雖然具有原料依賴、技術缺乏差異化、專利化等劣勢，但因為半導體 產業的成熟發達，特別在新世代的太陽電池、高效率光電模組等部份已有世界一流水準， 2008年台灣太陽電池產量達850MWp，佔全球12%，其實具有高度發展潛力。然而此尚需政府 政策支持，台灣目前再生能源資金投注遠低於許多國家，連帶影響內需市場茁壯及技術突 破，產業鏈建置等，政府必須扮演更積極角色。 2.台灣的發電成本一如目前各國所遭遇的情形，即便樂觀估計，仍高過一般發電成本，且 在太陽能系統一次購置昂貴，且能源來源不穩定情況下，民眾安於傳統用電方式，是合理 的結果。而不合理的電價結構助燃了這項劣勢。在國內市場無法擴展之下，產業規模無法 擴增，成本則難以壓低，這又導致，甚至即是技術突破缺乏資金的原因，成為一個相扣的 惡性循環。對此，本該維護產業發展的政府，雖提出購電的配套措施，但一方面限制裝設 裝置申請量，一方面並未提出真正具有實效的補助政策，將不利於太陽能產業正常的市場 化。 3.於台灣天候限制部分，台灣的平均日照僅約為四小時，且尚須考慮長期陰雨問題，太陽 能發電本質上並不適合作為基載電力，因此，是否能以再生能源完全取代基載電力，如燃 煤、核能等，或提高低碳潔淨能源(如天然氣等)的使用，需要反對者提出進一步論述，否 則，單自太陽能角度切入觀之，台灣尚難完全擺脫對於燃煤、核能的依賴。 4.無論環保團體，亦或政府報告，都已點出台灣政府對再生能源產業有關注不足、甚或深 層心態上，傾向限制發展，若政府不能積極輔助產業發展，促使民眾轉而使用太陽能，以 台灣目前發展環境及用電結構，實難取得突破性的進步，這不僅有違當前能源發展趨勢， 也浪費台灣的發展優勢。 附表1： 太陽光電發電設備電能躉購費率 再生能源類別 分類 裝置容量級距 上限費率(元/度) 太陽光電 屋頂型 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 -- ◢▌◣ ◢◢◢◢◢◢◢◢◢◢◢◢ ◢◢ ◤◣ ◢◢◤◤◣ ◢◤◤◤◤◤◢◤◤◢◤◤◤◢◤ ◣ ◢◤◤◣ ◣ ∥ 大陸社 ∥ ≡ ∥ ╬ ┴ ∥ ≡ PTT: NTUcontinent ∥ ∥ ≡ --

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