前言

自從十八世紀第一次工業革開始，發展出大規模生產的經濟模式，改變人類的 活動方式。而在第二次世界大戰後，全球人口急劇上升，隨著人口的上升和人類生 活模式的改變，人們對能源的需求量大大上升，因為能源是人類活動的生命線，無 論在工業、經濟和社會上各個領域上都扮演著重要的角色，影響著一個國家的發展。

到目前為止，主要的能源都是來自石油、煤炭、天然氣等化石燃料，將化石燃料轉 化成能源使用時會伴隨溫室氣體和有毒氣體之產生，使地球的溫室效應與空氣汙 染日益嚴重。所以各國開始了解節能減碳的重要性，並開始找尋各種可取代化石燃 料的再生能源和節約能源的方法，尋找永續性的能源使用方法。台灣的主要能源來 是靠進口化石燃料產生的，所以對現時的能源政策作出改善以更加充分利用資源，

可以減少對環境造成的影響，更能減少資源的浪費，對經濟產生有利的影響。

圖 1-1 GDP、CO2 排放量和能源需求隨年增長關係[1]

圖 1-2 世界能源來源統計[2]

在能源的消耗中，由建築物的能源消耗佔一大部分，而當中以住宅建築和商用 建築的佔比為最大，日常建築的耗能包括空調、照明、電力裝置等等。台灣處於亞 熱帶氣候地區，夏季高溫而且潮濕，自然對空調的需求也非常之大，而隨著經濟發 展，越來越多的住宅、商場、辦公大樓等建築物相繼建成，空調系統之用電量會隨 之不停上升。根據經濟部能源局在民國102 年所公告的統計資料顯示(圖 1-3)[3]，

在用電量超過800kW 的用電大戶中，空調系統的用電量佔比為最大，約平均佔用 電量的 40%。所以若能在空調系統上做出有效的節能效果，使能大大減少對能源 上的需求，並減少溫室效應和空氣汙染對環境的影響。

圖 1-3 民國 102 年台灣用電大戶電能消費分布[3]

在近半世紀以來，人們開始注意到在淺層地表(約地表下3到100公尺之間)區 域蘊藏著可恢復性的低溫再生能源-淺層溫能(Shallow Geothermal Energy)，在此區 域中，土壤溫度受到熱輻射和外氣溫度變化的影響較少，所以土壤溫度可以全年維 持在穩定的範圍內[4]，由圖1-4可以看出，隨著深度越來越深，溫度越來越趨近一 定值，這種溫度穩定不變之特性可以作為相當好的熱庫(heat reservoir)。對比於在 地表下數千至數萬公尺以上的深層地熱，淺層溫能維持之溫度未能像深層地熱之 溫度可用於發電機使用，但淺層溫能之開發成本比深層地熱的初設成本相對便宜 許多，所以將淺層溫能和空調系統結合，將會有效降低空調系統的耗能，帶出非常 可觀之節能效果。在北歐、美國、中國等高緯度國家已積極開發相關技術，使用不 同方式來利用淺層溫能。目前台灣關於淺層溫能利用之研究才剛開始起步，所以淺 層溫能還存在著非常大的發展空間。

圖 1-4 土壤溫度隨深度變化曲線圖[4]