文獻回顧 - 能源部門二氧化碳排放基線資料庫之建立與以再生能源進行排放減量之潛力分析

2-1 IPCC 擬定方法所估算之二氧化碳排放量

對於排放基線或其相關名詞國際上並沒有一個明確界線或範圍之定義。一般較為認可之說法即為，在定義之排放主體或活動組合範圍內，對其未來可能發展的走勢進行估算並作為比較參考，因此具有相當程度之假設情景與不確定性（喻等人，2002）。

無論是開發中國家或是已開發國家均積極投入建立溫室氣體排放基線清冊之工作，目的就是為了要瞭解掌握其國家之溫室氣體排放情況。

為了顧及公平之原則，且確保各國溫室氣體統計之透明性、一致性及可相互比較性，UNFCCC 委託政府間氣候變化專家委員會

（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）制訂「IPCC 國家溫室氣體清冊規範」（1996 Revised IPCC Guidelines for National Greenhouse Inventories）。此報告共分為三冊（IPCC，2004）：

Volume 1：Reporting Instructions—國家統計資料整理及匯報程序；

Volume 2：Workbook—計算 CO₂、CH₄及其他溫室氣體步驟；

Volume 3：Reference Manual—計算方法及數據等參考資料。

IPCC 準則提供了三種方法計算「燃料燃燒」排放之方法，分別是：

| Reference Approach：

由各種化石燃料最終使用量計算出“一國＂中能源排放之 CO₂；

| by Main Source Categories：

由各種化石燃料之最終使用“部門＂使用量計算出使用能源所排放之 CO₂；

| Tier 3：

同“by Main Source Categories＂，亦是由各種化石燃料之最終使用部門使用量計算出使用能源所排放之 CO₂，差異點在將

“by Main Source Categories＂內之七部門再細分為六十四個部門。

在計算溫室氣體排放時，IPCC 將溫室氣體排放源及吸收源分為六個部門來計算：能源、工業製程、溶劑使用、農業、土地利用變更與森林及廢棄物。每個部門再依溫室氣體排放種類分為CO₂、CH₄等兩種主要溫室氣體統計估算。

至於其他溫室氣體（如：N₂O、CO 及 NO_X）之計算方法雖亦提供，但其仍處於測試階段，其結果隱含著相當之不確定性。且鑑於並非所有國家均有足夠資料、能力或經驗統計出完整之國家溫室氣體統計，IPCC 建議優先估算 CO2及CH4兩種影響最鉅之「直接溫室氣體

（Direct Greenhouse Gas）」，並按排放源重要性，擬定建議以下統計優先順序為：

1. 能源產生之 CO2；

2. 與土地利用改變有關之 CO₂；

3. CH₄之主要排放源：稻米生產、採煤、油氣系統、牲畜腸胃發酵、家畜排泄物、垃圾掩埋、廢棄物及燃燒、生質能；

4. 其他溫室氣體。

關於台灣地區二氧化碳氣體排放量估算有以下數篇文獻提及，其介紹如下：

魏（1994）利用多目標數學規劃方法、以新增機組費用最少及二氧化碳總排放量最小為二個目標函數評估於西元 2000 年時因用電需求增加而需增設發電機組同時，尚須考慮控制二氧化碳排放量之可行規劃方案。在其論文中即以IPCC 所提步驟由化石能源消費面計算出電力部門每單位發電量之二氧化碳排放量。

白等人（1999）針對我國三個能源主要使用部門，包括交通運輸部門、工業部門（石化業、鋼鐵業、水泥業等）及電力部門，進行其二氧化碳氣體排放強度估算，並擬定可行之管制方案以期達到減量目標，其以IPCC 步驟算出電力部門二氧化碳排放量並以線性回歸輔以 GDP 成長預估未來電力部門二氧化碳排放量。

江（1998）以模糊多目標規劃建構多目標發電策略分析模式探討在兼顧發電經濟性及二氧化碳排放量最低之兩項目標下於西元 2010 年最佳機組發電配比與二氧化碳排放關連性並進而研擬可行之二氧化碳減量策略，其採用IPCC 擬定之參考方法（Reference Approach）

計算1986~1996 台灣地區能源消費所造成之二氧化碳排放。

黃等人（1993）採用 IPCC 所發展出之二氧化碳氣體排放方法之

一，及1971~1990 之燃料使用量推算出 1971~1990 年台灣地區與能源相關之二氧化碳排放量。

楊（1998）以 IPCC 方法進行 1990 及 1996 兩年之台灣地區能源部門溫室氣體排放量統計，並分析溫室氣體排放量結構。結果顯示從 1990~1996 年間，我國二氧化碳排放總量增加了 52%，而工業部門中耗能產業是主要排放源；並預估在產業結構無重大改變情況下，我國二氧化碳排放預期仍將延續近年成長趨勢快速成長，而於西元 2005 年時比西元1990 年水平再增一倍。

彭（2002）在探討國際上基線之定義與相關爭議後，選定能源部門、農業部門、廢棄物部門等，先進行二氧化碳、甲烷與氧化亞氮三種主要溫室氣體1986年至2000年之歷史排放推估，然後再應用狀態空間模型與TAIGEM-D 模型，進行2001年至2020年之未來排放預測，

並對兩個模型方法與預測結果，進行比較分析與探討。結果顯示台灣地區過去15年（1986年至2000年）排放溫室氣體數量最多之部門為能源部門，約占總排放量的五成五至七成五左右，且比例年年上升。其以IPCC擬定之 Reference Approach 方法計算出台灣地區於1971 ~ 2000年因能源消費所排放之二氧化碳排放量。

2-2 二氧化碳排放減量策略

二氧化碳氣體之排放減量策略主要分為兩種，第一種是去除已產生之二氧化碳，第二種則是由抑制二氧化碳之產生著手，使二氧化碳排放量降低，甚至達到沒有二氧化碳之排放。

若欲去除已產生之二氧化碳，從大氣中直接收集十分不易，大多

是由產生二氧化碳之煙道收集之，此又稱為管末控制。二氧化碳管末控制技術如圖2.1（白與曾，2002），二氧化碳由煙道收集後，主要分為直接處理及分離收集等兩種方式予以處理。

而第二種由二氧化碳產生來源著手之二氧化碳減量方法主要有節約能源（Blok and Worrell, 1993；江，1998；Mirasgedis et al., 2002；

Uchiyama, 2002；Mirasgedis et al., 2004）、提昇發電效率（魏，1994；

Bai and Wei, 1996；Robinson et al.,2003）及發電方式改採再生能源發電（魏，1994；Huang, 1993；翁及呂，2002；郭，2002；Whittington ,2002；

Ogulata, 2003；Tanatvanit et al., 2003；Wachsmann and Tolmasquim, 2003； Santora et al., 2004）等三種。節約用電主要是指在不影響日常生活前提下，使用省能、高效率之電器達到降低用電之目標。提升發電效率主要是指減少造成機組停機之種種因素達到電廠機組增加供電能力之目標。再生能源發電之利於二氧化碳排放減量主要是因再生能源發電時所產生之二氧化碳遠低於傳統能源發電時所產生之二氧化碳排放量，故可藉由此點達到二氧化碳排放減量之目標。

2-3 再生能源

台灣於民國88 年規劃之短、中、長程再生能源裡包括有太陽能、

小水力、風力、地熱、生物及海洋溫差，希望到西元 2020 年，再生能源可達我國能源總供應量之6%（如表 2.1 整理）。

本研究初步搜集五種再生能源相關資料並比較其優劣性，以期就這些選擇找出能夠兼顧二氧化碳氣體減量目標及再生能源利用之目標。五種再生能源分別是：風力、海洋溫差發電、海洋波浪發電、地熱發電及太陽能，介紹及比較如下：

2-3-1 風力

風力發電完全依賴自然電力，既不消耗其他能源，對環境影響也微乎其微，故世界各國均致力於開發風能。而再生能源在台灣除水力之外也以風力發電發展最成熟。台灣所具備之優勢在於台灣為一海島地形，受每年平均超過半年之東北季風影響，沿海、高山及離島等區域之年平均風力每秒超過5 公尺（參見圖 2.2），可開發之風力潛能據估計約為一百萬千瓦，此為發展風力的一大優勢（謝，1999a）。風力發電原理主要是風扇與發電機連結組成風力發電機以發電之，而其所產生的能量與風扇面積成正比，與風速成立方比（Gipe，1994），故在切入風速（cut-in wind speed，亦稱作啟動風速）及切出風速（cut-out wind speed，亦稱作停止風速）兩者範圍之間，風速越大，風力機理論上產生之電力越大。由此可知風速大小為影響風力發電機產生電力之重要因素。

目前台灣有三座示範發電系統，分別是雲林麥寮風力發電示範系統、澎湖中屯風力發電示範系統及新竹竹北春風風力發電示範系統，

發電容量總和分別是 2.64MW、2.4MW 及 3.5MW。發電成效均較電廠設置前之預估表現為佳。各示範系統之發電成本整理如表2.2。

考慮到環境衝擊層面，因為風力發電屬於綠色電力，所以與傳統能源相較，每發一度電平均約可減少 1kg CO2及少量 NOX、SOX 等污染物排放。另外，需要付出之社會環境成本(定義為發電系統衍生的外部成本，包括生物健康損害、環境污染等等)據評估僅 0.1~0.25 歐分/度電，相較於傳統發電之煤炭 2~15 歐元-分/度電、石油 3~11 歐元-分/度電、天然氣 1~4 歐元-分/度電及核能 0.2~0.5 歐元-分/度電

（European Research，2003），風力發電所需付出之社會環境成本明顯優於傳統發電。故使用風力發電對二氧化碳減量及生態環境保護具有極大助益。

近來風力發電廠址選擇不再侷限在陸地上，風力潛能優勢之近海地區也成為風力發電廠址評估時之選擇。相較於陸上之風力發電廠，

離岸式風力發電廠（offshore wind farm）具有較高且較穩定、易預測之風速優勢；此外，陸地風力發電廠容易被電廠附近居民抗議之問題如景觀影響及運作時會發生之噪音問題也都可迎刃而解，並因不需考慮此兩項環境影響問題而可將風力機單機尺寸及容量擴大。

2-3-2 太陽能

太陽能同風力，皆屬於自然無污染、乾淨之綠色能源。但在目前國內太陽能之發展以實驗性質之研發為主，並無規劃較具規模之發展計畫。相較之下，國外對於發展太陽能電池卻是不遺餘力，太陽能電池市場也在近幾年快速成長，預計未來太陽能電池之量產技術更自動化且更成熟後，可使成本降低而達普遍使用。目前是預計 2010 年後高效率、低成本之太陽光能發電將可達實用化（郭，2002）。

太陽能電池會如此廣受青睞之原因主要有三：1.不需燃料，所有能量來源來自於太陽光，取之不盡、用之不竭。且不需燃料另一項好

在文檔中能源部門二氧化碳排放基線資料庫之建立與以再生能源進行排放減量之潛力分析 (頁 15-28)