第四章 案例分析
第三節 模糊分析網路程序法之應用
透過模糊偏好順序評估法(Fuzzy TOPSIS)之準則篩選後，了解所需評估之關鍵準 則，得以建構出再生能源發展之FANP 網路架構模型；經由專家學者認定在構面下之 準則皆具有相互關聯性，如圖 11。由於市場構面下僅有一項準則，因此本研究將市 場構面定義為國內市場規模和競爭力。
圖11 本研究 ANP 網路層級架構圖
網路架構建構完成後，本階段運用模糊網路程序法(FANP)計算出準則間及準則 與方案間之相對權重。首先利用成對比較方式設計專家問卷(如附錄 B)，並邀請工研 院綠能所共七位專家學者作為評估指標的對象。本研究運用第3 章所提及之方法，找 出每一評估準則及方案的相對權重，FANP 操作步驟如下：
步驟1、 建立網路層級架構
彙整模糊偏好順序評估法(Fuzzy TOPSIS)篩選後之準則，建立網路層級架構，如 圖11。
步驟2、 建立成對比較矩陣
將所回收之專家問卷，建立構面與準則、準則和方案以及準則間相互依存之成對 比較矩陣。下表為專家一對於五大構面下重要性之成對比較矩陣。
表17
專家一構面之成對比較矩陣
構面 技術 環境 市場 社會 經濟 權重值 技術 1 1/5 1/3 5 3 0.151 環境 5 1 5 7 9 0.560 市場 3 1/5 1 3 2 0.175 社會 1/5 1/7 1/3 1 1 0.055 經濟 1/3 1/9 1/2 1 1 0.059
=5.395 CI=0.099 RI=1.12 CR=0.088max
步驟3、 特徵向量計算與一致性檢定
成對比較矩陣建構完成後，運用行向量標準化，計算出矩陣之特徵向量，並將每 份專家問卷進行一致性檢定，如表17 為第一位專家針對構面成對比較後所計算之結 果，其結果CR 值為 0.088(0.1)，故此份問卷達一致性檢定。
步驟4、 模糊成對比較矩陣之數值轉換
將原始成對比較矩陣，藉由表11 語意措詞尺度轉換表將各數值轉換成三角模糊 數，並建構出模糊成對比較矩陣，表18 為第一位專家轉換後的模糊成對比較矩陣。
表18
專家一準則之模糊成對比較矩陣
構面 技術 環境 市場 社會 經濟
技術 (1, 1, 1) (1/6, 1/5, 1/4) (1/4, 1/3, 1/2) (4, 5, 6) (2, 3, 4) 環境 (4, 5, 6) (1, 1, 1) (4, 5, 6) (6, 7, 8) (9, 9, 9) 市場 (2, 3, 4) (1/6, 1/5, 1/4) (1, 1, 1) (2, 3, 4) (1, 2, 3) 社會 (1/6, 1/5, 1/4) (1/8, 1/7, 1/6) (1/4, 1/3, 1/2) (1, 1, 1) (1, 1, 1) 經濟 (1/4, 1/3, 1/2) (1/9, 1/9, 1/9) (1/3, 1/2, 1) (1, 1, 1) (1, 1, 1)
步驟5、 專家問卷之整合
彙整7 位專家之模糊成對比較矩陣，利用幾何平均方式整合每位專家之成對比較 三角模糊數，做出構面間之三角模糊成對比較矩陣(表 19)、技術構面下準則間相對重 要性及相依關係(表 20、21)。效率準則下方案表現之三角成對模糊比較矩陣(表 22)。
表19
整合後之構面間模糊成對比較矩陣
構面 技術 環境 市場 社會 經濟
技術 (1, 1, 1) (2/5, 1/2, 1/2) (1/6, 1/5, 1/4) (2 1/2, 3, 3 2/3) (1, 1 1/6, 1 4/9) 環境 (2, 2 1/5, 2 1/2) (1, 1, 1) (2 1/9, 2 2/7, 2 1/2) (3 1/4, 3 3/4, 4 1/4) (3 2/3, 4, 4 3/7) 市場 (4, 5, 6) (2/5, 3/7, 1/2) (1, 1, 1) (2 1/8, 2 3/4, 3 1/3) (1 8/9, 2 5/8, 3 1/3) 社會 (1/4, 1/3, 2/5) (1/4, 1/4, 1/3) (2/7, 3/8, 1/2) (1, 1, 1) (4/9, 4/7, 5/7) 經濟 (2/3, 6/7, 1) (2/9, 1/4, 2/7) (1/3, 3/8, 1/2) (1 2/5, 1 5/7, 2 1/4) (1, 1, 1)
表 20
整合後之技術構面下準則間模糊成對比較矩陣
準則 效率 安全性 可靠度
效率 (1, 1, 1) (1/8, 1/7, 1/6) (2/9, 1/4, 2/7) 安全性 (6 1/3, 7 1/6, 8) (1, 1, 1) (2 2/7, 2 3/7, 2 4/7) 可靠度 (3 3/5, 4, 4 2/5) (2/5, 2/5, 4/9) (1, 1, 1)
表 21
整合後之技術構面下效率相依關係模糊成對比較矩陣
效率-相依性 效率 安全性 可靠度 效率 (1, 1, 1) (1/3, 3/8, 4/9) (2/5, 1/2, 2/3) 安全性 (2 1/4, 2 5/7, 3 2/9) (1, 1, 1) (5/6, 1, 1) 可靠度 (1 4/7, 2, 2 1/2) (1, 1, 1 2/9) (1, 1, 1)
表 22
整合後之效率下方案表現模糊成對比較矩陣
構面 太陽能 風力 水力 地熱 生質能
太陽能 (1, 1, 1) (1/3, 2/5, 4/9) (1/2, 4/7, 2/3) (4/9, 1/2, 2/3) (1/2, 4/7, 5/7) 風力 (2 1/5, 2 1/2, 2 7/9) (1, 1, 1) (1, 1 2/9, 1 1/2) (2 2/7, 2 3/5, 2 7/8) (2, 2 1/3, 2 3/4) 水力 (1 1/2, 1 3/4, 2) (2/3, 5/6, 1) (1, 1, 1) (2 5/8, 3 4/9, 4 1/3) (7/9, 1, 1 3/7) 地熱 (1 1/2, 1 6/7, 2 1/5) (1/3, 2/5, 4/9) (1/4, 2/7, 3/8) (1, 1, 1) (2, 2 1/5, 2 1/3) 生質能 (1 2/5, 1 3/4, 2) (3/8, 3/7, 1/2) (5/7, 1, 1 2/7) (3/7, 4/9, 1/2) (1, 1, 1)
步驟6、 解模糊化
利用重心法解模糊化(公式 22)，將模糊成對比較矩陣解模糊轉成明確值。表 23 為解模糊化後構面間成對比較矩陣。
表23
解模糊化之成對比較矩陣
構面 技術 環境 市場 社會 經濟 權重值 技術 1.00 0.46 0.21 3.08 1.18 0.14 環境 2.20 1.00 2.30 3.76 4.03 0.38 市場 4.98 0.44 1.00 2.74 2.61 0.29 社會 0.33 0.27 0.38 1.00 0.58 0.08 經濟 0.88 0.25 0.40 1.79 1.00 0.11
=5.3972 CI=0.0993 RI=1.12 CR=0.0887max
步驟7、 計算解模糊化矩陣之特徵向量
將解模糊化矩陣計算特徵向量，並做矩陣內一致性檢定。如表23 為針對構面成 對比較後所計算之結果，其結果CR 值為 0.0887(0.1)，故此部份問卷達一致性檢定。
步驟8、 超矩陣運算
彙整多個解模糊化矩陣之特徵向量，形成未加權之超矩陣，如表 24。為了滿足 行隨機的原理，故將進行正規化動作使得行向量加總為1，形成加權後超矩陣(表 25)。
為求取準則與方案之優先順序，故將以加權之超矩陣進行極限化(Limited)運算，經過 多次矩陣相乘後，使超矩陣達到收斂狀態，如表26 所示。最適能源替代方案之排序 為太陽能＞風力＞水力＞地熱＞生質能。
表24 未加權超矩陣
G D1 D2 D3 D4 D5 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 A1 A2 A3 A4 A5
G 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D1 0.14 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D2 0.38 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D3 0.29 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D4 0.08 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D5 0.11 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C1 0 0.08 0 0 0 0 0.18 0.12 0.09 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C2 0 0.63 0 0 0 0 0.42 0.70 0.64 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C3 0 0.29 0 0 0 0 0.40 0.18 0.27 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C4 0 0 0.25 0 0 0 0 0 0 0.42 0.44 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C5 0 0 0.75 0 0 0 0 0 0 0.58 0.56 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C6 0 0 0 1.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C7 0 0 0 0 0.74 0 0 0 0 0 0 0 0.54 0.54 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C8 0 0 0 0 0.26 0 0 0 0 0 0 0 0.46 0.46 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C9 0 0 0 0 0 0.09 0 0 0 0 0 0 0 0 0.10 0.12 0.17 0.11 0 0 0 0 0 C10 0 0 0 0 0 0.48 0 0 0 0 0 0 0 0 0.39 0.12 0.41 0.38 0 0 0 0 0 C11 0 0 0 0 0 0.13 0 0 0 0 0 0 0 0 0.35 0.55 0.28 0.32 0 0 0 0 0 C12 0 0 0 0 0 0.30 0 0 0 0 0 0 0 0 0.16 0.21 0.14 0.19 0 0 0 0 0 A1 0 0 0 0 0 0 0.11 0.22 0.21 0.40 0.36 0.38 0.43 0.54 0.46 0.36 0.42 0.35 1 0 0 0 0 A2 0 0 0 0 0 0 0.31 0.18 0.26 0.19 0.25 0.21 0.14 0.21 0.15 0.22 0.22 0.33 0 1 0 0 0 A3 0 0 0 0 0 0 0.26 0.29 0.21 0.18 0.14 0.13 0.12 0.14 0.11 0.19 0.14 0.13 0 0 1 0 0 A4 0 0 0 0 0 0 0.17 0.17 0.16 0.11 0.13 0.16 0.21 0.06 0.14 0.12 0.11 0.10 0 0 0 1 0 A5 0 0 0 0 0 0 0.15 0.14 0.16 0.12 0.13 0.12 0.11 0.05 0.14 0.11 0.12 0.09 0 0 0 0 1
代號標示：
G：最適之台灣再生能源發展
D1：技術 D2：環境 D3：市場 D4：社會 D5：經濟
C1：效率 C2：安全性 C3：可靠度 C4：溫室氣體排放 C5：污染物排放 C6：國內市場規模和競爭力 C7：社會接受 C8：國家能源政策
C9：設備成本 C10：投資報酬率 C11：耗電成本 C12：運轉成本 A1：太陽能 A2：風力 A3：水力 A4：地熱 A5：生質能
表25 加權之超矩陣
G D1 D2 D3 D4 D5 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 A1 A2 A3 A4 A5
G 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D1 0.07 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 D2 0.19 0 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D3 0.14 0 0 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D4 0.04 0 0 0 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 D5 0.05 0 0 0 0 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C1 0 0.04 0 0 0 0 0.09 0.06 0.05 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C2 0 0.32 0 0 0 0 0.21 0.35 0.32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C3 0 0.14 0 0 0 0 0.20 0.09 0.13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C4 0 0 0.13 0 0 0 0 0 0 0.21 0.22 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C5 0 0 0.37 0 0 0 0 0 0 0.29 0.28 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C6 0 0 0 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C7 0 0 0 0 0.37 0 0 0 0 0 0 0 0.27 0.27 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C8 0 0 0 0 0.13 0 0 0 0 0 0 0 0.23 0.23 0 0 0 0 0 0 0 0 0 C9 0 0 0 0 0 0.05 0 0 0 0 0 0 0 0 0.05 0.06 0.08 0.05 0 0 0 0 0 C10 0 0 0 0 0 0.24 0 0 0 0 0 0 0 0 0.19 0.06 0.20 0.19 0 0 0 0 0 C11 0 0 0 0 0 0.06 0 0 0 0 0 0 0 0 0.18 0.28 0.14 0.16 0 0 0 0 0 C12 0 0 0 0 0 0.15 0 0 0 0 0 0 0 0 0.08 0.11 0.07 0.09 0 0 0 0 0 A1 0 0 0 0 0 0 0.05 0.11 0.10 0.20 0.18 0.38 0.21 0.27 0.23 0.18 0.21 0.17 1 0 0 0 0 A2 0 0 0 0 0 0 0.16 0.09 0.13 0.09 0.13 0.21 0.07 0.11 0.07 0.11 0.11 0.16 0 1 0 0 0 A3 0 0 0 0 0 0 0.13 0.15 0.10 0.09 0.07 0.13 0.06 0.07 0.05 0.09 0.07 0.07 0 0 1 0 0 A4 0 0 0 0 0 0 0.08 0.09 0.08 0.06 0.06 0.16 0.10 0.03 0.07 0.06 0.05 0.05 0 0 0 1 0 A5 0 0 0 0 0 0 0.08 0.07 0.08 0.06 0.06 0.12 0.05 0.03 0.07 0.06 0.06 0.05 0 0 0 0 1
代號標示：
G：最適之台灣再生能源發展
D1：技術 D2：環境 D3：市場 D4：社會 D5：經濟
C1：效率 C2：安全性 C3：可靠度 C4：溫室氣體排放 C5：污染物排放 C6：國內市場規模和競爭力 C7：社會接受 C8：國家能源政策
C9：設備成本 C10：投資報酬率 C11：耗電成本 C12：運轉成本 A1：太陽能 A2：風力 A3：水力 A4：地熱 A5：生質能
表26
極限化之超矩陣
G D1 D2 D3 D4 D5 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 A1 A2 A3 A4 A5
G 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
A1 0.36 0.20 0.37 0.38 0.47 0.38 0.15 0.21 0.20 0.39 0.37 0.38 0.45 0.51 0.43 0.38 0.41 0.37 1 0 0 0 0 A2 0.22 0.21 0.23 0.21 0.17 0.24 0.27 0.20 0.24 0.21 0.24 0.21 0.16 0.19 0.19 0.22 0.22 0.28 0 1 0 0 0 A3 0.16 0.27 0.15 0.13 0.13 0.15 0.26 0.28 0.24 0.17 0.15 0.13 0.12 0.13 0.13 0.17 0.14 0.14 0 0 1 0 0 A4 0.14 0.17 0.12 0.16 0.15 0.11 0.17 0.17 0.17 0.12 0.12 0.16 0.17 0.10 0.13 0.12 0.11 0.11 0 0 0 1 0 A5 0.12 0.15 0.12 0.12 0.09 0.11 0.15 0.14 0.15 0.12 0.13 0.12 0.09 0.07 0.13 0.11 0.12 0.10 0 0 0 0 1
代號標示：
G：最適之台灣再生能源發展
D1：技術 D2：環境 D3：市場 D4：社會 D5：經濟
C1：效率 C2：安全性 C3：可靠度 C4：溫室氣體排放 C5：污染物排放 C6：國內市場規模和競爭力 C7：社會接受 C8：國家能源政策
C9：設備成本 C10：投資報酬率 C11：耗電成本 C12：運轉成本
A1：太陽能 A2：風力 A3：水力 A4：地熱 A5：生質能