淺談國內再生能源現況—

為什麼是再生能源? 我們有哪些再生能源?

中原大學 生物環境工程系

江謝令涵 助理教授

當前全球能源仍高度仰賴石化燃料。一般預料，在可預見的未來，石油仍將是人類極其重要的能源來源。根據國際能源署（IEA，International Energy Agency）統計，目前全球已探得的未開採石油蘊藏量，約在1.1∼1.2億萬桶之間，以當前石油需求量推算，可供應全球所需超過40年無虞；若再加入石油需求走貶及未來可能探得油源等因子考量，石油資源可供利用的時間甚至更長。那麼，為什麼我們還需要煩惱能源的來源，甚至考慮使用再生能源? 主要原因有三。首先是無可迴避的全球暖化問題。燃燒石化燃料必定產生二氧化碳，而越來越多的科學證據顯示，節節升高的二氧化碳濃度，是二十世紀以來全球暖化的主要原因。依據IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change) 的第五次評估報告 (IPCC’s 5th Assessment Report)，若無法於短期內採行有效降低溫室氣體排放的措施，到了21世紀末，全球平均溫度可能上升達2 ℃。自2005年京都議定書正式生效之後，多數國家對於溫室氣體減量均已或多或少有所作為。我國雖非京都議定書締約國，當前的減碳壓力不大；但根據IEA於2013年出版之能源燃燒排放量統計資料，我國2011年二氧化碳排放人均當量11.31噸，居世界第21位、亞洲第12位。以如此巨大的排放量，不論站在節能減碳的環保角度，抑或為了因應將來可能的國際減量壓力，以務實心態面對溫室氣體減量任務、檢討我國現行能源供給配置，實為必要。

其次，過度依賴進口的石化燃料，從能源安全的角度而言，憑添國家未來發展的不確定性。依據經濟部能源局統計， 2012年我國97.49％的能源供給由國外進口，其中煤炭、石油及天然氣等石化燃料佔總量之89.8％，顯示能源不僅極度仰賴進口，更高度仰賴碳排放量高之石化燃料。由此角度看來，核能雖具有發電量穩定、排碳量極低的優點，但一來原料仍需進口，無助於能源安全；再者核能安全、核廢料處理都是具有高度敏感性的議題，凝聚社會共識不易；因此，僅就能源安全與社會成本的角度而言，相較於核能，再生能源仍具一定程度的競爭力。事實上我國礦產雖然不豐，但自然資源豐沛，不論風力、水力、地熱、太陽能、洋流或是波浪，均有發展再生能源的潛力，就算眼前價格較高，但若能因此適度降低對進口能源的依存，推廣再生能源仍具政策上的誘因。

最後，即使以最實際的能源供給成本而言，再生能源經過多年技術發展，其成本也逐漸展現競爭力。以台電公司公布之2013年發電成本為例，各種再生能源之平均發電成本為1.56元/度，儘管仍略高於燃煤發電的1.39元/度，以及核能發電的0.95元/度，但差距已相當有限。而根據美國能源總署(US Energy Information Administration，EIA)公布之2019平均發電成本預測，地熱、風力及水力發電成本都將低於燃煤，成為僅次於天然氣發電的選擇。以此趨勢而言，再生能源勢必將在未來世界能源產業中，佔有一席之地；而是否及早投入再生能源的技術研發，以儲備未來綠能趨勢下產業轉型的技術能量，也成為值得政府思考的課題。

綜上所述，儘管化石燃料儘管一時供應無虞，但有限之資源總有枯竭的一日，再生能源不僅較為符合永續發展之精神，以經濟面考量，發展再生能源可降低我國能源進口率，減少國際能源價格波動對國內經濟活動之衝擊；在環境保育面，可降低我國二氧化碳人均排放量、落實減碳責任；在能源供給面，可降低化石燃料依存度，增加能源調配的彈性。因此，發展再生能源實為我國當前刻不容緩的課題。以下僅就目前幾種常見能再生能源發電方式，做簡單之介紹。

風力發電

我國發展風力發電，係以自由化方式，鼓勵台電公司及民間廠商興建，目前台灣本島已確定商業用途306 台風機，共60.98 萬瓩。我國陸域風場以西部沿海陸域受東北季風影響，風況甚佳，但因土地狹小且高度利用，行政部門的謹慎規劃（土地利用、招標）甚為重要。海上風場則潛力雄厚，根據風力顧問公司4C Offshore統計，全球離岸風場之風速排名，前十名均在台灣海峽；如果可整體開發，可以大幅增加台灣風力發電。另外，風機亦屬尖端技術產品，亦可提供風力機產業之發展。

(資料來源: http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_info-b31.aspx?LinkID=8)

太陽能

台灣半導體產業持續成熟發展，而世界太陽光電市場需求亦持續增加，除上游的矽晶片及其材料、周邊零組件PV變頻器、太陽電池生產與模組封裝設備等，需自國外進口外，台灣在中下游部分已有良好的基礎，如果可以發揮上中下游產業群聚效應，將可有很大經濟效益，加速提升台灣再生能源產業規模與競爭力。太陽光電亦有與建築整合應用趨勢，為一可行之分散式能源系統。最近，日本與美國市場已推出與建築整合之太陽模組系統，強調太陽電池模組與平房頂磁磚具兼容性、組合的有效性，及拆裝性，不僅顧及轉換效率，更結合使用者需求設計。未來樂觀估評太陽光電的市場成長可以達到每年16%。當然，太陽能發電亦有其隱憂，如發電成本相較其他再生能源仍然偏高、以及PV製造過程中衍生的環境汙染問題等等。

奧地利零碳排旅館Boutique Hotel Stadthalle的太陽能外牆

(資料來源: http://www.hotelstadthalle.at/eco-friendly-hotel)

水力發電

傳統水力發電可說是最早達到商業規模的再生能源發電方式之一，利用水的位能差來發電，優點為技術模式成熟，且發電量穩定。其他再生能源，如風力、太陽光電等，其發電容量易受天候影響，難以預測，因此僅能作為供電網絡中的搭配角色，無法做為基載電力使用。由此觀之，若終有一日我們必須拋棄石化燃料與核能，那麼水力發電必將在供電系統中的重要基礎。傳統水力發電雖有成本低廉、穩定、無汙染等眾多優點，但由於發電依賴水的位能差，因此其發展受限於地形，一般僅適用於水庫或水位差較大之河川。目前傳統之抽蓄水力發電僅佔我國總發電容量之6.3%，且受限於地形，未來容量擴充之空間不大。惟台灣四面環海，若能及早投入資源研發海洋相關之水力發電，如海洋溫差、潮汐、波浪、甚至洋流發電等，則其未來發展仍有可期。

(資料來源: http://linkou.dgi.tw/News/380)

生質能

生質作物乃自然能源,其供電品質穩定, 為極佳之再生能源。目前生質能的應用可配合地方產業特色並結合生質能發展運用及展示，以發展結合生質作物發電、資源回收及地方產業特色之示範系統。例如：地方掩埋場可以使用沼氣再利用發電、焚化爐的廢棄物氣化再利用技術、固態廢棄物衍生燃料（RDF，Rufuse derived fuel）等。藉由生質作物場之多目標利用，以發展結合發電、資源回收及地方產業特色之示範系統，並進而帶動相關產業之發展。能源發展策略。 

氫能源/燃料電池

樂觀專家預估燃料電池（fuel cell）汽車將於2020 年進入商業量產、2050 年全面取代內燃機，使氫能燃料為石化燃料之替代能源。就燃料電池系統與應用範圍來看，其含括產業相當廣泛，從車輛工業、電子工業、材料工業，以至能源工業等，未來在整合應用時，勢將發展出多種型態之新興產業。燃料電池仍有許多材料、工程問題待近一步突破，相較於內燃機，目前成本過高、使用壽命又太低；此外，氫氣能源製造、運送、儲存等週邊設備的建置，以及建立燃料電池與氫能安全法規與產品標準等，都是未來要面對的問題。

結語

台灣礦產資源並不豐沛，因此長期以來，能源高度仰賴進口，能源安全堪慮。但就再生能源的角度而言，台灣的地理條件得天獨厚，首先台灣海峽為世界級的離岸風場，風力資源豐富；日照充足，太陽光電亦具發展潛力；山高水急且四面環海，足以發展傳統水力、洋流、溫差、潮汐、波浪等各種水力發電；而台灣位處板塊交界處，處處溫泉，地熱資源雖較少被提及，但其發展潛力亦不容小覷。相較於技術發展成熟的火力、天然氣、甚至核能發電，目前的再生能源技術受限於地形、天候、技術瓶頸或產業規模，競爭上仍居劣勢。但觀諸過去十數年來再生能源的迅速發展，我們有理由相信，在適當的政策保護及資金挹注下，再生能源有機會在短期內透過技術突破與擴大市場規模，成為成本上具競爭力的發電選擇。再者，即使再生能源在成本上始終不具競爭力，僅考慮火力、天然氣發電衍生的溫室氣體排放，以及核能發電的安全疑慮等等外部性，站在社會總體福利的角度，再生能源仍具有經濟上的誘因，值得決策者深思。