第五章 能源作物效益分析、優選模式及情境分析
5.6 結果與討論
5.6.2 情境分析結果討論
前述的研究結果中，在農民收入所產生的經濟效益中，栽種酒精作物
及油料作物所帶給農民的收入增加情形如圖5.1所示。除情境一及二，酒精 需求量尚為小量，此時生質酒精對農民收入之貢獻不及生質柴油，然而自 情境三起至情境八，生質酒精所帶給農民之經濟效益逐漸升高，至情境 八，生質酒精對農民收入已是生質柴油的5倍。其次，廢耕地產值所產生 的經濟效益中，栽種酒精作物及油料作物對廢耕地產值之貢獻如圖5.2所 示。除情境一至三，生質酒精需求量尚為小量，此時生質酒精對廢耕地產 值之貢獻不及生質柴油，然而自情境四起至情境八，生質酒精所產生的廢 耕地產值之經濟效益逐漸升高，至情境八，生質酒精之廢耕地產值已是生 質柴油的3倍。
在能源效益中，栽種酒精作物及油料作物之能源產出如圖5.3所示。除 情境一至三，生質酒精需求量尚為小量，此時生質酒精能源產出不及生質 柴油，然而自情境四起至情境八，隨著生質酒精添加比例的提升，生質酒 精之能源效益逐漸升高，至情境八，生質酒精之產量已是生質柴油的2倍。
在環境效益中，栽種酒精作物及油料作物所減少eCO2的量如圖5.4。如第 5.1節所述每100公秉生質柴油及生質酒精分別可降低排放328及151公噸 eCO2，因此 生質柴油及生質酒精會因為優選過程中，耕作面積的分散或集 中而使eCO2之減量有所變化。例如情境一至情境五，生質柴油之eCO2減 量均較生質酒精為優，隨著需油量之增加，在情境六時二者之eCO2減量差 異不多，在情境七及情境八時，生質酒精產生eCO2之減量均大於生質柴油。
以生質柴油及生質酒精栽種的區域與種類來觀察，在情境一至六，大 多以第二區為主要栽種區，第二區主要有台中、南投、彰化、雲林、嘉義 及台南等縣市，這亦符合台灣農作物生產之現狀。而栽種之種類在油料作 物以胡麻為優，在酒精作物則以甘蔗為佳，以台灣農地不大的耕地實施能 源作物之栽種，生質柴油及生質酒精各以一種來栽種，是較具有效益的栽 種方法，亦符合台灣之需求，如表5.9~表5.14。在情境七及情境八，由於 需油量大增，廢耕地的利用亦擴及第三區與第一區的面積，而栽種之種類
在油料作物則不再以胡麻為主，而向日葵及花生也是在需油量擴大時期優 良的作物，在大豆之效益不及於其他作物而未為優選模式採用，故至廢耕 地用罄時，大豆在台灣尚非較佳之油料作物，如表5.15~表5.16。
表 5.1 能源作物對 eCO2 之減量
表 5.3 農民收入
表 5.4 廢耕地利用之產值
表 5.5 能源作物之效益
分區 效益 Econ-1 Econ-2 Eng Env
I 花生 137,207 47,806 1,518 4.98 向日葵 114,350 76,316 2,423 7.95 胡麻 117,960 73,544 2,335 7.66 甘蔗 290,795 141,445 4,160 6.28 甜高粱 108,840 52,224 1,536 2.32 甘藷 96,272 52,078 1,532 2.31 II 花生 181,072 70,549 2,240 7.35 向日葵 121,045 119,088 3,781 12.40 胡麻 134,804 124,468 3,951 12.96 甘蔗 302,612 200,446 5,895 8.90 玉米 208,752 102,667 3,020 4.56 甘藷 103,191 76,949 2,263 3.42 III 大豆 96,300 53,525 1,699 5.57 花生 191,718 95,528 3,033 9.95 向日葵 135,963 119,350 3,789 12.43 甘蔗 321,519 182,637 5,372 8.11 玉米 188,165 81,600 2,400 3.62 甘藷 102,553 65,075 1,914 2.89
1. Econ.1：農民收入
2. Econ.2：廢耕地利用之產值
3. Eng.：能源產量
4. Env.：eCO2 減量
表 5.6 台灣發展能源作物之政策及情境說明
資料來源：SE1~SE6 經濟部能源局網站，2007
表 5.7 情境設定之需油量統計
表 5.8 在模式一中所求得在區域z所使用的面積 MAz
情境 第一區 第二區 第三區
SE1 0 39 0
SE2 0 9,382 0
SE3 0 16,875 0
SE4 0 32,844 0
SE5 0 55,234 0
SE6 0 80,010 0
SE7 0 119,020 16,158 SE8 84,245 119,020 70,125 單位：公頃
表 5.9 情境一(SE1)之效益分析
Econ-1 : 農民收入(元,新台幣) Econ-2 :廢耕地利用之產值(元,新台幣)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 39 (fk,z) 胡麻 0 39
(B) 胡麻 0 5,274,319 (B) 胡麻 0 4,869,914 生質酒精效益
= 0 生質柴油效益= 5,274,319 生質酒精效益
= 0 生質柴油效益= 4,869,914 Eng : 能源產量(公升) Env : eCO2 減量(公噸)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 39 (fk,z) 胡麻 0 39
(B) 胡麻 0 224,152 (B) 胡麻 0 507 生質酒精效益
= 0 生質柴油效益= 224,152 生質酒精效益
= 0 生質柴油效益= 507
表 5.10 情境二(SE2)之效益分析
Econ-1 : 農民收入(元,新台幣) Econ-2 :廢耕地利用之產值(元,新台幣)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 7,109 0
(fk,z) 胡麻 0 7,109 0 甘蔗 0 2,273 0 甘蔗 0 2,273 0 (B) 胡麻 0 958,262,914 0
(B) 胡麻 0 884,788,792 0 甘蔗 0 687,951,231 0 甘蔗 0 455,689,373 0
生質酒精效益= 687,951,231 生質柴油效益= 958,262,914 生質酒精效益= 455,689,373 生質柴油效益= 884,788,792 Eng : 能源產量(公升) Env : eCO2 減量(公噸)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 6,662 0
(fk,z) 胡麻 0 7,109 0 甘蔗 0 2,720 0 甘蔗 0 2,273 0 (B) 胡麻 0 38,165,482 0
(B) 胡麻 0 92,127 0 甘蔗 0 16,035,204 0 甘蔗 0 20,233 0
生質酒精效益= 16,035,204 生質柴油效益= 38,165,482 生質酒精效益= 20,233 生質柴油效益= 92,127
表 5.11 情境三(SE3)之效益分析
Econ-1 : 農民收入(元,新台幣) Econ-2 :廢耕地利用之產值(元,新台幣)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 12,328 0
(fk,z) 胡麻 0 12,328 0 甘蔗 0 4,547 0 甘蔗 0 4,547 0 (B) 胡麻 0 1,661,912,317 0
(B) 胡麻 0 1,534,486,382 0 甘蔗 0 1,375,902,461 0 甘蔗 0 911,378,745 0
生質酒精效益
= 1,375,902,461 生質柴油效益= 1,661,912,317 生質酒精效益= 911,378,745 生質柴油效益= 1,534,486,382 Eng : 能源產量(公升) Env : eCO2 減量(公噸)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 11,525 0
(fk,z) 胡麻 0 12,328 0 甘蔗 0 5,350 0 甘蔗 0 4,547 0 (B) 胡麻 0 66,025,486 0
(B) 胡麻 0 159,776 0 甘蔗 0 31,540,203 0 甘蔗 0 40,466 0
生質酒精效益
= 31,540,203 生質柴油效益= 66,025,486 生質酒精效益= 40,466 生質柴油效益= 159,776
表 5.12 情境四(SE4)之效益分析
Econ-1 : 農民收入(元,新台幣) Econ-2 :廢耕地利用之產值(元,新台幣)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 16,930 0
(fk,z) 胡麻 0 16,930 0 甘蔗 0 15,914 0 甘蔗 0 15,914 0 (B) 胡麻 0 2,282,282,831 0
(B) 胡麻 0 2,107,290,432 0 甘蔗 0 4,815,658,615 0 甘蔗 0 3,189,825,608 0
生質酒精效益
= 4,815,658,615 生質柴油效益= 2,282,282,831 生質酒精效益
= 3,189,825,608 生質柴油效益= 2,107,290,432 Eng : 能源產量(公升) Env : eCO2 減量(公噸)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 15,366 0
(fk,z) 胡麻 0 16,930 0 甘蔗 0 17,478 0 甘蔗 0 15,914 0 (B) 胡麻 0 88,033,981 0
(B) 胡麻 0 219,418 0 甘蔗 0 103,030,697 0 甘蔗 0 141,631 0
生質酒精效益
= 103,030,697 生質柴油效益= 88,033,981 生質酒精效益
= 141,631 生質柴油效益= 219,418
表 5.13 情境五(SE5)之效益分析
Econ-1 : 農民收入(元,新台幣) Econ-2 :廢耕地利用之產值(元,新台幣)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 25,680 0
(fk,z) 胡麻 0 25,680 0 甘蔗 0 29,554 0 甘蔗 0 29,554 0 (B) 胡麻 0 3,461,731,789 0
(B) 胡麻 0 3,196,305,988 0 甘蔗 0 8,943,366,000 0 甘蔗 0 5,923,961,843 0
生質酒精效益
= 8,943,366,000 生質柴油效益= 3,461,731,789 生質酒精效益
= 5,923,961,843 生質柴油效益= 3,196,305,988 Eng : 能源產量(公升) Env : eCO2 減量(公噸)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 23,050 0
(fk,z) 胡麻 0 25,680 0 甘蔗 0 32,184 0 甘蔗 0 29,554 0 (B) 胡麻 0 132,050,971 0
(B) 胡麻 0 332,809 0 甘蔗 0 189,725,137 0 甘蔗 0 263,030 0
生質酒精效益
= 189,725,137 生質柴油效益= 132,050,971 生質酒精效益
= 263,030 生質柴油效益= 332,809
表 5.14 情境六(SE6)之效益分析
Econ-1 : 農民收入(元,新台幣) Econ-2 :廢耕地利用之產值(元,新台幣)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 30,733 0
(fk,z) 胡麻 0 30,733 0 甘蔗 0 45,468 0 甘蔗 0 45,468 0 (B) 胡麻 0 4,142,898,496 0
(B) 胡麻 0 3,825,244,726 0 甘蔗 0 13,759,024,615 0 甘蔗 0 9,113,787,450 0
生質酒精效益
= 13,759,024,615 生質柴油效益= 4,142,898,496 生質酒精效益
= 9,113,787,450 生質柴油效益= 3,825,244,726 Eng : 能源產量(公升) Env : eCO2 減量(公噸)
能源作物 第一區 第二區 第三區 能源作物 第一區 第二區 第三區 (fk,z) 胡麻 0 30,733 0
(fk,z) 胡麻 0 30,733 0 甘蔗 0 45,468 0 甘蔗 0 45,468 0 (B) 胡麻 0 176,067,962 0
(B) 胡麻 0 398,297 0 甘蔗 0 268,031,176 0 甘蔗 0 404,661 0
生質酒精效益
= 268,031,176 生質柴油效益= 176,067,962 生質酒精效益
= 404,661 生質柴油效益= 398,297
表 5.15 情境七(SE7)之效益分析
表 5.16 情境八(SE8)之效益分析
圖 5.1 環境效益
圖 5.3 農民收入之經濟效益
第六章 結論與建議
評估廢耕地發展能源作物在台灣發展的效益，對台灣環境、能源及經 濟均有正面助益，所得評估結果可協助政府相關部門在能源作物栽種方 面，作出更好的決策。為評估廢耕地發展能源作物之效益，由於區域特性 不同，故本研究首先提出分區方法，將台灣為了利用廢耕地發展能源作物 分成三個區，並討論環境因子及特性因子，篩選出各分區適合栽種的油料 作物及酒精作物。其次，依利用廢耕地發展能源作物所產生的環境效益、
能源效益、經濟效益及社會效益，探討了各項效益之優劣，並且建立了評 估廢耕地發展能源作物優選模式，經由優選模式的計算，找出了各分區栽 種能源作物的優選作物及栽種面積。以下總結本研究的成果及說明重要結 論，並建議可繼續探討的方向及問題，以供後續研究參考。
6.1 結論
本研究主要的研究成果，共有五點重要結論，以下一一說明之。
1. 建立評估能源作物的分區方法
由於作物生長會受區域氣候所影響，本研究因而依據以柯本氣候 分類法對氣候分類的定義，配合台灣30年的長期監測資料，將台灣分為 熱帶雨林氣候(Af)、熱帶莽原氣候(Aw)、溫帶常濕氣候(Cf)、溫帶冬乾 氣候(Cw)及苔原氣候(ET)等5種氣候類型，其中有因土地面積狹小較不 適合發展能源作物，亦有因對作物之生長環境不佳，將台灣本島分為熱 帶莽原氣候(Aw)、溫帶常濕氣候(Cf)及溫帶冬乾氣候(Cw)三種主要的氣 候類型，作為台灣能源作物之主要分區。
2. 分析適栽地區環境因子及適栽作物特性因子
本研究建立評估能源作適栽性的環境因子，包括土壤經濟、降雨 量、氣溫、日照天數，以分析各因子對適栽作物的影響，並初步篩除不 適合在該區域環境之作物。且以適栽作物特性因子以產量、收獲數、產 油(糖)率為指標，篩選出較合適在各區栽種之能源作物。
3. 建立能源作物之評選方法
為了決定台灣能源作物的適栽種類，本研究建立二階段之能源作 物評選方法。第一階段為適栽地區環境初選，以適栽地區環境因子決定 該能源作物適栽或不適栽；第二階段為適栽作物特性評選，以適栽作物 特性因子評定較適栽的能源作物。依本研究建立之能源作物之評選方 法，油料作物在第一區選出胡麻、花生、向日葵；在第二區選出花生、
胡麻、向日葵；在第三區選出花生、向日葵、大豆。另外，酒精作物在 第一區選出甘藷、甘蔗、甜高梁；在第二區選出甘蔗、甘藷、玉米；在 第三區選出甘藷、甘蔗、玉米。
4. 分析能源作物之效益
本研究為了建立能源作物之優選模式，依據環境效益、能源效益、
經濟效益與社會效益等四面向，分別討論各效益在能源作物的發展中，
可能產生的影響，並具體量化後作為本研究優選模式之用。能源作物在 環境保護上的效益，以能源作物每公頃可降低排放eCO2的量評估；能 源效益分析則依據單位面積能源作物之能源產量；在經濟效益方面主要 有二部份，一為每公頃農民的收入，二為每公頃廢耕地利用之產值。由 於土地資源珍貴，雖然是採用廢耕地，亦應以最小面積發揮最大效益為 目標，然而最小面積及最大效益二個目標是具有衝突性的目標，不太容 易同時進行優選，故本研究採用二階段模式求取接近最小面積及最大效
可能產生的影響，並具體量化後作為本研究優選模式之用。能源作物在 環境保護上的效益，以能源作物每公頃可降低排放eCO2的量評估；能 源效益分析則依據單位面積能源作物之能源產量；在經濟效益方面主要 有二部份，一為每公頃農民的收入，二為每公頃廢耕地利用之產值。由 於土地資源珍貴，雖然是採用廢耕地，亦應以最小面積發揮最大效益為 目標，然而最小面積及最大效益二個目標是具有衝突性的目標，不太容 易同時進行優選，故本研究採用二階段模式求取接近最小面積及最大效