首先，本研究鑒於過去文獻中對能源產業分類上之研究不足，故針對本計劃 的四大重點領域進行探討：第一、太陽能、風能、生質能和LED 照明等可再生 能源；第二、煤、油、氣等傳統能源清潔化；第三、智慧型電網、離網系統與微 網系統等能源網絡管理平台；第四、交通用之清潔動力能源。
5.1 產業簡介
壹、太陽能、風能、生質能和LED 照明等可再生能源
1.太陽能
太陽能電池最早於 1950 年代美國貝爾實驗室（Bell Labs）研發出以矽材質 為主的太陽能電池，由於當時的轉換效率偏低，僅主要應用於太空科技，提供人
造衛星及太空載具所需的電力；1970 年代，在技術提昇及大量生產後，才開始 廣泛地應用在各種領域，如消費性產品（手錶、計算機）、道路交通照明及通訊 等方面；1990 年，由於生產技術持續精進與製造成本逐漸降低，使得太陽能電 池的商業應用價值逐漸顯現，與電力公司併聯之光電發電系統（Grid-connected Photovoltaic System）之技術逐漸成熟，成為主要的輔助電力；1992 年貣，歐洲 及日本等國採取補助獎勵措施，來積極推廣太陽能發電系統；在 2000 年發展出 將太陽能光電系統結合建築設計的節能建材產品（ Building Integrated
Photovoltaic，BIPV），可直接取代傳統建物的屋頂、窗戶及遮陽棚等（太陽鍊 金術﹐2009）。
太陽能是一種光能轉變成電能的一種技術，太陽能電池是一種半導體的裝 置，當半導體的PN 介面被陽光照射時能夠產生電力的好處。當太陽光照射在太 陽電池上，電子透過電場游離致N-型半導體，而電洞則致另一個方向P-型半導 體，這整個程序稱之為光伏效應。當外部的電路被接上時，就會產生電流。由於 太陽電池產生的電屬於直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則需加 裝直/交流轉換器，將直流電轉換成交流電，才能供電至家庭用電或工業用電。
太陽能電池可以應用在小型玩具到大型電廠；由家庭應用至學校、企業、政 府機構；由民生消費用的背包至交通用的號誌、隔音牆、停車棚。此外，包括休 閒用的遊艇、高爾夫球車，到緊急救災用的避難所、地震及氣象觀測站、孤島用 的PV 系統、無線通訊站。
太陽能電池最初的應用主要是作為供應人造衛星運作之電力來源。在一般民 生用途上，由於晶體矽太陽能電池之單位發電成本遠遠高出其他傳統發電成本，
所以只有非晶矽太陽能電池可用在諸如計算機、手錶或是部份照明系統等民生消 費性領域。1990 年代中期後，為降低對傳統化石燃料的仰賴及對環境暖化的衝 擊，日本與德國率先推展太陽光電應用，並以政策貼補生產成本過高的電價，基 於太陽能具有再生能源的重要特質以及技術層次較其他再生能源成熟，雖然目前 發電成本遠高於市售電價，但各先進工業國家在規劃本身的能源政策時，仍會將 太陽能列為主要替代方案之一。
2. 風能
風力發電受到世界各國的重視，已成為近代再生能源和替代能源之重要技術 之一，對各國經濟發展提供大量扶持，使得風力發電技術歷經研究與開發及擴點 示範，發展至今的商業化應用階段，並逐步成為發電能源資源的ㄧ部份。
風力貣始於太陽的輻射造成地球表面受熱不均，引貣大氣層中壓力分佈不均，而 使空氣沿水平方向運動，空氣流動所形成的動能稱之為風能，風能即是太陽能的 一種轉化形式，也是一種不會產生任何污染物排放的可再生的自然能源；風能利 用主要是將大氣運轉時所具有的動能轉化為其他形式的能量，其具體應用包括了：
風力發電、風帆助航、風車提水等。其中，風力發電是近年來風能利用的最重要
形式。
風能儲量非常巨大，據估計僅需全球1%的風能就能滿足人類能源需求，由 於風力發電完全依賴自然風力，既不消耗其他能源，亦對環境影響輕微，所以世 界各國均積極進行開發利用。目前再生能源中以風力發電較具經濟性、技術亦較 成熟，成為人類社會現階段應用最普遍的再生能源之一。不少國家預計在未來 10 至20 年內，將風力發電的比重提高到總發電量的10%。風力發電技術之迅 速發展是與各國政府的積極推廣與相關政策的配合有關，但社會大眾的支持也是 重要因素。
利用風力每發1 度電約可減少0.25 公升燃油或0.37 公斤燃煤消耗；而風力 發電屬綠色電力（Green Power），其與傳統燃煤發電相較，每發1 度電平均約 可減少1 公斤二氧化碳（CO2）、3.5 公克氮氧化物（NOx）及6.1 公克二氧化 硫（SO2）等污染物排放，且社會環境成本即發電系統衍生的外部成本，包括環 境與健康的損害，污染的消除，油路的保護等等比諸煤炭、石油、天然氣應用於 發電上來的低廉（邱盈瑞﹐2009）。風力發電之優點為可再生能源、無污染、占 地少、工期短、運轉管理人員少，缺點為它是一種能源密度低的隨機性能源，且 可能因噪音（氣動噪音及機械噪音）、發電設備陰影及反光等問題而遭民眾反對。
因此設置風力發電廠，首先要考慮的是具有風力潛能優越之地區，依據德國聯邦 政府大氣保護委員會的評估，年平均風速達每秒4 公尺以上的地區，即具有開發 風力發電之潛力。除選擇風力強勁的地區外，尚頇考慮其他相關因素，諸如地理 區位、交通運輸、土地利用、地質狀況、輸配電狀況、噪音環保、景觀影響等。
近年來風力發電市場持續成長，中國大陸，英國，法國，葡萄牙等地，也都 積極發展風力能源，也因為需求的持續上升，風力發電的配備生產與相關技術研 發也益發顯得重要。
3. LED 照明
環保意識抬頭與再生能源之應用為舉世所矚目的焦點，由於LED 具有節 能、環保、壽命長、體積小等特點，使得LED 應用已成為全球性之風潮。自日 本於2007 年提出LED 照明普及化後，隨著LED 技術上的突破，創造了許多商 品的應用，被喻為21 世紀最具發展前景的新興高技術領域之一，將成為第四代 照明光源或綠色光源。
LED 照明市場主要應用領域包括替代光源產品、字型燈、建築照明、零售 展示用照明、消費者手持式照明、居住用照明、娛樂用照明、機械影像/檢查、
安全&保全、屋外用照明、商業/工業照明、離網型照明等十二大應用，其中以建 築照明應用為最大宗，2007 年佔整體市場約45%左右，其次為字型燈及消費者 手持式照明，分別佔整體市場14%及13%，其餘應用比重不大，僅0%-6%左右。
全球LED 照明產業，受限於LED 價格較高、產業標準未定、與光形、壽命、
可靠度等技術問題尚待解決，2007 年市場規模僅3.3 億美元，其中主要市場來 源為建築照明應用，市場規模達1.5 億美元，佔整體市場約45%左右。瞻未來，
隨著LED 技術不斷提昇及廣泛應用領域，預計至2012 年市場規模將達16 億美 元，2007-2012 年複合成長率達37%。
雖然2008 年白光LED 產值仍以手機應用為最大宗，並逐漸移往顯示器背光 模組，但LED 其他商業照明應用中，如新建築物（中國政府推動城市照明）、
路燈、看板與交通號誌等亦非常具前瞻性。在金融危機過後，全球經濟結構面臨 調整和產業技術升級速度加快，將促使技術先進國家和跨國企業為了在新一輪全 球競爭中搶佔先機，把LED 照明產業發展放到更加重要的策略地位，進而使其 規模與商機逐漸顯現，給市場帶來無限的想像空間。
4. 生質能
生質作物直接或間接來自於植物。廣義來說，生質作物是一切直接或間接利 用綠色植物進行光合作用而形成的有機物質，它包括世界上所有的動物、植物和 微生物，以及由這些生物產生的排泄物和代謝物。狹義的話，生物質指的是來自 於草本植物、樹木和農作物等的有機物質。
地球上生質作物資源相當豐富，世界上生質作物資源不僅數量龐大，而且種 類繁多，型態多樣。按成份的化學性質主要分為醣類、澱粉和木質纖維素物質。
按原料來劃分，主要包括以下幾類：（1）農業生產廢棄物：主要為作物節桿等；
（2）薪柴、枝杈柴和柴草；（3）農林加工廢棄物：木屑、穀殼、果殼等；（4）
人畜糞便和生活有機垃圾等；（5）工業有機廢棄物、有機廢水和廢渣；（6）能 源植物：包括做為能源用途的農作物、林木和水生植物等。
生質能式太陽能以化學能型態儲藏在生質作物中的一種能量形式，它直接或 間接地來自於植物的光合作用，是以生質作物為載體的能量。多元化生質作物所 產生的有機物質，經由物理、化學、生物的科學技術，以產生熱、電、機械作功 等能量為我們所使用。亦即是生質作物中有蘊含的能量，可以透過不同的轉換程 序變成可供人類使用的能源，便是所謂的生質能。目前已開發之生質能轉換技術 包括氣化技術（gasification）、熱分解技術（pyrolysis）、木質纖維素（ligno-cellulose）
水解技術等，利用這些改良的生質能轉換技術，可解決部分有關環境衝擊的問 題。
與其他再生能源比較，生質能的優勢包括技術較成熟、有商業化運轉能力、
經濟效益較高、且因使用材料為廢棄物，沒有增加CO2 淨排放，故兼具廢棄物 的回收處理與能源生產的雙重效益。而且，生質能可併用在傳統能源供應的架構 中，例如生質柴油可與市售柴油混合使用、氣化系統可與汽電共生或複循環發電 系統結合等，實務上已可直接商業化應用的再生能源。根據國際能源總署（IEA）
經濟效益較高、且因使用材料為廢棄物，沒有增加CO2 淨排放，故兼具廢棄物 的回收處理與能源生產的雙重效益。而且，生質能可併用在傳統能源供應的架構 中，例如生質柴油可與市售柴油混合使用、氣化系統可與汽電共生或複循環發電 系統結合等，實務上已可直接商業化應用的再生能源。根據國際能源總署（IEA）