全球暖化、京都議定書與節能減碳

年 11 月成立「氣候變化政府間專家小組」（Intergovernmental Panel on

13,682 43,289

114,368

1990 2005 2025

煤炭 石油 天然氣 核能 水力與再生能源

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Climate Change, 簡稱 IPCC），對全球氣候變化問題作通盤的探討，評估 其影響，並提出因應策略。之後，聯合國又於 1992 年 6 月初在巴西里約 舉行「地球高峰會議」，通過「聯合國氣候變化綱要公約(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC)」，對人為的溫室 氣體排放做出全球性管制的宣示。會中共有 155 國簽署「氣候變化綱要公 約」，原則性管制二氧化碳（CO2）等溫室氣體之排放，希望將西元 2000 年之排放量凍結在 1990 年的水準，並進一步於 2005 年再削減 20﹪。該公 約於 1994 年 3 月 21 日（第 50 個簽約國遞交認可書後的第 90 天）正式生 效。

此後，每年召開一次締約國大會。為落實溫室氣體排放管制工作，1997 年 12 月於日本京都舉行的聯合國氣候變化綱要公約第三次締約國大會

（COP-3），通過具有約束效力的京都議定書（Kyoto Protocol），以規 範工業國家未來之溫室氣體減量責任，包括針對 38 個已開發國家訂出減 量標準，將二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化 物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF6）等六種溫室氣體排放 量平均削減到比 1990 年的排放量低 5.2﹪的水準；減量期程為西元 2008 至 2012 年。自俄羅斯批准京都議定書後，批准國中附件一國家排放量跨 過附件一國家總排放量 55％之門檻，而使該議定書於 2005 年 2 月 16 日生 效。

地球大氣層中，氮氣佔最主要成分，約78%；其次為氧氣，佔21%；剩 餘1%則為其他氣體，其中有二十餘種屬於所謂的「溫室氣體」，可讓短波 輻射光源通過，吸收長波輻射、保存地球表面溫度，此種溫室氣體主要包 括CO2、CH4、PFCs、HFCs、N2O等，其中以CO2為「溫室效應」的主要成因，

其貢獻度高達64%。由於CO2之排放主要來自於化石能源如石油、煤炭、天 然氣等之使用，因此勵行「節能減碳」遂成為當前世界各國施政重點。根 據台電的資料，平均每度電產生的CO2排放量，燃煤為0.9146公斤、燃油

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0.6616公斤、燃氣 0.5215公斤，三者之比為1：0.72：0.57(王塗發，2008)。

由於世界煤炭消費激增已導致全球二氧化碳排放量快速增加，氣候變 遷加劇。再加上因能源需求暴增帶來世界能源價格飆漲，所有國家所面臨 的挑戰是，如何在不削弱整體經濟和國家發展的前提下，採取行動，以過 渡到一個較安全、低碳的能源體系社會。所有的政府必須立即採取强有力 和共同的政策行動，不能光說不做，才能把整個世界帶到更為永續的能源 大道上。國際能源總署(2008)認為，在近程上提高能源效率的措施是抑制 能源需求和二氧化碳排放增加之成本最低且最快速的手段。

98全國能源會議指出，建立低碳經濟的社會體系，其基礎是建立在低 碳能源系統、低碳技術體系和低碳產業結構，同時要求建立與低碳發展相 對應的生產方式、消費模式和獎勵低碳發展的政策措施、法制體系與市場 機制。「能源供應結構」及「能源需求」大致決定一個國家CO2排放總量；

若以現行我國能源供應結構（自產能源貧乏，99%仰賴進口），溫室氣體 排放約有8成來自能源燃燒所排放的CO2及每年用電量持續成長的趨勢來看，

未來勢必由能源供給及需求兩個面向來作妥善管理，逐步調整能源及產業 結構，方能有效降低溫室氣體排放。

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圖 2 各國 CO2排放成長與 GDP 成長關係圖 資料來源:吳再易(2008)

第三節 京都議定書通過後，各國節能減碳策略

隨著京都議定書在2005年2月16日正式生效，國際溫室氣體減量工作 開啟新紀元，各國面 臨如何因應京都議定書生效後的發展情勢，從制度面、

政策面、執行面研擬有效的因應對策，並兼顧經濟面、能源面以及環境面 的影響與可行性，進而各產業，尤其能源供給產業應有效的擬定及因應溫 室氣體減量模式、目標及因應的對策，以因應其對經濟成長、產業發展與 國際貿易競爭力的衝擊。

台灣

CO2排放成長大於GDP成長

CO2排放成長小於GDP成長

13 碳交易、Asia Carbon Fund、Asia Carbon Exchange。2012 年天然氣發 電在占總發電量 60%，推動天然氣車輛。 織也齊聲呼籲節約能源的重要性，例如「八國高峰會」（G8, 2007）認為：

提升能源效率是最快、最有效且最具成本效益的二氧化碳減量措施；國際 能源總署（IEA,2008）的研究指出，提升能源效率是減緩全球溫室氣體排

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放的最主要措施，其貢獻度佔所有措施的5成以上。

圖3 2050年全球擬降低 480億噸 CO2 之關鍵技術

資料來源 : IEA Energy Technology Perspective (2008)

針對提升能源效率的作法，國際能源總署(IEA)在2008年提出25項具 體建議提供各國參考，並認為倘能完全落實各項政策與措施，則在2030年 約可減少20％溫室氣體的排放。而英國計畫推動多項部門節約能源措施，

使2020年能源消費較2006年減少20％。德國於2007年8月23日訂定「能源 暨氣候政策要點」，規劃2020年能源效率較1990年提高50％；另德國計畫 透過提高設備及器具效率標準，預計自2008至2012年開始逐步調高設備耗 能標準30％。日本則透過政府帶頭制訂「節約能源領先計畫」，計劃於2030 年以前，提高能源效率30％，並提出各類節約能源計畫的開發時間表。

WEO2007 450 ppm case ETP2008 BLUE Map scenario BLUE Map Emissions 140億噸

Baseline Emissions 620億噸

0 10 20 30 40 50 60 70

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

能源使用端效率(47%) 碳捕獲與封存(19%) 核能發電(6%)

發電效率(7%) 再生能源(21%) CO2 emissions (Gt CO2/yr)

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資料來源：IEA(2008)；World Energy Outlook (2008)

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產品碳足跡；建立促進提升效率且可負擔的能源價格合理化機制；制定中、

長期電力二氧化碳排放係數目標；建立全民二氧化碳排放帳與交易機制。

工業部門推行的節能減碳策略包括：加速老舊設備汰舊換新；推動工 業區內能資源整合；落實工廠設計規劃導入節約能源觀念，建立耗能評核 方法，將節約能源觀念導入系統設計；推動設置智慧型電網及電表，建立 能源使用效率評估機制；擴大推動需量反應措施。

運輸部門主要節能減碳策略為建構綠色智慧型運輸環境、建立人本導 向之都市交通環境、紓緩汽機車使用及管理、推廣綠色運具。

住商部門的節能減碳策略可由建構低碳產品消費生活模式；逐年提高 各類用電器具能源效率標；推動低碳建築物，建立設計獎勵制度；加速推 動大型集合住宅自願性協議，落實住宅部門節能潛力等著手。

第四節 太陽能的發展趨勢

近年來因化石燃料大量消費，導致溫室效應逐漸增強，因而造成全球 暖化趨勢，再加上原油價格節節升高，根據美國能源部的研究資料顯示在 目前的石油儲量下，依據現今全球的能源消耗速速度，約40年後全球將面 臨無油可用的窘境，迫使各國無不重視替代能源與思考節能方案。德國於 2000年起實施「再生能源法案」，給予太陽能產業高度支持與優惠補助方 案並啟動近年的太陽能產業的蓬勃發展。

目前再生能源的發展主要集中於太陽能發電、風力發電、生質能源等 幾種。而太陽能發電由於太陽能之來源不需要任何費用，除設置費稍高外，

毋需操作費用，在加上應用面廣泛等優勢已經成為發展中之再生能源的主 力。

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一、太陽能發電系統

太陽能是太陽所負載的能量，它的計量一般以陽光照射到地面的輻射 總量，包括太陽的直接輻射和天空散射輻射的總和。利用太陽能來發電，

可直接將太陽能中之光能或熱能轉換成電能，由於蒐集能源的方式不同，

可分為太陽熱能發電系統及太陽光能發電系統。

(一) 太陽熱能發電系統

太陽熱能發電系統，是利用集熱器將太陽輻射能轉換成熱能，再將熱 能轉成水蒸氣，驅動汽渦輪機發電系統進行發電。世界現有的太陽能熱發 電系統大致有三類: 塔式系統、拋物線槽式、聚焦系統和碟式系統。利用 聚熱裝置，將太陽熱能聚集以獲取極高溫的熱源，直接加溫工作流體使成 高壓蒸氣以推動渦輪機發電。其系統包括太陽光集熱器(反射鏡)、吸收器、

儲熱器及能量轉換器(渦輪機、發電機)等裝置，利用太陽熱能發電由於太 陽光的有無、長短及強弱變化很大，且無法連續地供應，加上聚熱板接收 太陽光的面積必需很大，因此在台灣很少使用。

(二) 太陽光能發電系統

而太陽光能發電系統，則是利用太陽能電池元件直接將太陽光能轉換 成電力的方式。太陽能電池是利用自然界中的矽元素，製成P型及N型半導 體作正負極，這兩種半導體吸收太陽能後即可產生電位差而呈電池功能。

1990 年代起，由於全球性的環境污染和生態破壞日趨嚴重，1992 年 聯合國在巴西里約熱內盧召開的世界環境與發展大會，會中所通過的「環 境與發展宣言」、「聯合國氣候變化綱要公約」等，對能源的持續發展與 應用確立嶄新的模式，而善加運用太陽能的作為則廣受激勵，嗣後太陽能 之利用已與國際性的環境保護緊密結合於一起。1996 年聯合國在辛巴威

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召開「世界太陽能高峰會議」，發表「發展太陽能宣言」，訂立「國際太 陽能公約」、「1996~2005 太陽能十年行動計畫」等重要條約，宣示聯合 國和世界各國對開發太陽能的堅定決心，並要求各國以共同作為將科技成 果轉化為生產行動，以發展太陽能產業，廣泛利用幾可供應無缺的太陽能 (益通公開說明書，2009)。

因此美、日、德等先進國家推動大規模國家級太陽光電發展計畫和太 陽能屋頂計畫，透過政策鼓勵、提供租稅減免和設備補貼。太陽光能發電 系統至此被廣泛應用在地面上、裝置於建築物屋頂上，有別於以往的獨立 型發電系統而朝向與市電併聯發電系統發展，即當太陽能電池所發的電供 負載使用後若仍有剩餘時，即將多餘的電力回送到市電電力網，若發電不

因此美、日、德等先進國家推動大規模國家級太陽光電發展計畫和太 陽能屋頂計畫，透過政策鼓勵、提供租稅減免和設備補貼。太陽光能發電 系統至此被廣泛應用在地面上、裝置於建築物屋頂上，有別於以往的獨立 型發電系統而朝向與市電併聯發電系統發展，即當太陽能電池所發的電供 負載使用後若仍有剩餘時，即將多餘的電力回送到市電電力網，若發電不