環境效益方面

風力發電對於環保的貢獻是絕對正面的，它能減少大氣層中二氧化碳的排放量。

眾所周知，二氧化碳帶來了溫室效應，並引發了全球氣候暖化的災難。假設我們改用風 力來發電，每生產100 萬 kWH(1GWH)的電量，便能減少排放 600 噸的二氧化碳，根據 本研究的方案，到2010 年，每年可以減少 2.6 億噸二氧化碳，2020 年則達到減少 18.32 億噸，到2010 年累積下來的數據達 10.65 億噸，直到 2020 年，總共會減少排放 107.71 億噸的二氧化碳[7]。若以金錢來換算這些外部成本（包括用於發電的燃料所造成的環境 破壞），以其他燃料來發電的成本便會大幅增加，風力發電的發展前景則會更佳。

(1) 京都議定書宗旨

1997 年聯合國氣候變化綱要公約締約國於日本東京召開第三次締約國大會時所擬 定的管制協議，稱為京都議定書(Kyoto Protocol)，並於台北時間 2005 年 2 日 16 日正式 生效。管制氣體包括CO2(二氧化碳)、CH4(甲烷)、N2O(氧化亞氮)、HFC(氟化烴)、PFC(全 氟化碳)及 SF6(六氟化硫)，其減量目標為於公元 2008 至 2012 年之期限間，以上 6 種溫 室氣體排放量平均應削減到比1990 年排放量低 5.2%的水準。因此，為了符合減量目標，

各國政府無不積極推動各種排放量的減量方案，其中對於發電的方式的審慎評估更是列 為首要任務，以期有效限制CO2的排放量。

a. 溫室效應的定義

地球表面係由大氣層所包圍，太陽輻射進入地球時，大氣層幾乎可以讓它穿透過 去；地球也放出長波輻射，但地球的長波輻射卻會遭到大氣層中某些微量氣體的選擇吸 收。這些微量氣體選擇吸收了地球的輻射能後，有部分會再反射回到地球，因而使得大 氣保存了部分輻射能，於是造成地球的溫度比其輻射平衡時溫度高，大氣中因為有這些 微量氣體選擇吸收了地球的長波輻射，並能夠保存部分輻射能，因而可以使地球溫度升 高，我們稱這種作用為大氣的溫室效應(Atmospheric Greenhouse Effect)。會吸收地球長 波輻射的氣體則稱為溫室效應氣體，大氣中最重要的溫室效應氣體有：CO、CH、N O、

HFC、PFC 及 SF6等。

b. 溫室效應的禍首

溫室效應現象主要是來自石油及煤燃燒而排放過量的二氧化碳、燃燒石化燃料所產 生的氮氧化物，被大量用於製造各種產品的氟氡碳化物、水田及掩埋場所排放的甲烷，

以及臭氣等氣體的大量增加，以上種種物質，稱之為溫室效應氣體，其在大氣中的含量 日增，會加速破壞大氣自動調節地球溫度的能力，使得地球的溫度逐漸上升。據推測，

到2050 年，地球平均溫度將上升攝氏二度。

c. 溫室效應的後遺症

溫室效應主要會造成：地球表面溫度增加 、海平面上升、全球氣候轉變、傷害人 體抗病能力、動物大遷移、受高濃度臭氧影響地區擴大等現象。溫室效應的直接影響，

是使全球氣象變異，產生乾旱、豪雨和南北極冰山融化，如果所有的冰山全部融化，海 面會上昇 60cm，到那時整個荷蘭會被淹沒，甚至使全球氣候變遷造成乾旱，其將導致 工業、農業全面停擺。

(2) 二氧化碳排放量分析

一般而言要評估由減少 CO2排放量所帶來的益處，必須確定風力發電是取代何種 發電方式而定。根據世界能源委員會所評估、公佈的資料，可以很明顯的看出不同石化 燃料燃燒後所排放出的CO2排放量水準不盡相同，如表4-4[1]。假設煤及天然氣在未來 的 20 年內仍然是主要的發電燃料，甚至有天然氣取代煤的趨勢，那麼便可以合理的作 出以下結論：風力發電平均每提供100 萬 kWH（1GWH）的電量，便能減少 600 噸 CO2

的排放量。如果以上述假設為基礎，以風力發電方式來供應全球12%的電力需求所減少 的CO2排放量如表4-5[1]。由該表中可以很明顯看出風力發電方式對於減低 CO2排放量 的貢獻。

另外根據歐洲委員會（European Commission, EU）所發表的研究報告「External Cost, Research Results on Socio-environmental Damages due to Electricity and Transport, 2003」，

對於各種發電燃料所造成的溫室效應及空氣污染衝擊程度的大小可歸納如圖 4-10 所示 [13]，由該圖顯示出風力發電是最潔淨的發電燃料。

表4-4 各種燃料 CO2排放評估表

燃料種類 CO2排放量(t/GWH)

煤 751~962

石油 726

天然氣 428

平均 600

圖4-10 各種燃料發電對溫室效應及空氣污染程度圖

表4-5 2020 年 CO2排放量減低預估表

年份 累計裝置容量

（MW）

累計風機裝置數量

（台數）

產生電力

（TWH）

CO2每年減少量

（百萬噸）

CO2累計減少量

（百萬噸）

2003 40,301 67,950 84.7 50.8 50.8 2004 50,731 75,973 106.7 64.0 114.8 2005 63,769 85,286 134.1 80.4 195.3 2006 80,065 96,926 175.3 105.2 300.5 2007 100,436 110,507 220 132.0 432.5 2008 125,900 127,483 275.7 165.4 597.9 2009 157,730 148,703 345.4 207.3 805.1

2010 197,517 175,228 433 260 1,065

2011 245,262 207,057 537 322 1,387 2012 302,556 245,253 742 445 1,832 2013 371,308 279,629 911 546 2,379 2014 453,811 320,881 1,113 668 3,047 2015 548,690 368,320 1,346 807 3,854 2016 657,800 422,875 1,613 968 4,822 2017 783,276 485,613 1,921 1,153 5,975 2018 927,575 557,763 2,275 1,365 7,340 2019 1,086,303 637,127 2,664 1,599 8,939

2020 1,245,030 716,491 3,054 1,832 10,771

石化燃料或核能發電造成了嚴重環境和社會問題，為了彌補或改善這個環境和社會問題 所衍生的成本叫作外部成本（External Cost），但是目前的電力價格卻沒有包含外部成 本，這些成本分成兩部分，當地和全球，其中後者主要與氣候變化的形成有關，由於存 在著大量不確定因素，目前仍然很難加以量化。至於當地部分根據歐洲最近公佈的一個 題為「Extern E」的研究計畫，這個研究花了超過 10 年的時間在歐盟 15 個成員國中進 行調查及評估，包括各種燃料的外部成本，最新的結果在 2003 年出版，並列出以下不 同發電燃料的外部成本（表列每種發電方式的外部成本為 15 個成員國中之最低值及最 高值），如表4-6[13]。

表4-6 各種燃料發電的外部成本評估表

發電方式 外部成本(歐元．分/KWH) 核能發電 0.2~0.7

天然氣發電 1~4

燃煤發電 2~15

風力發電 0~0.25

石油發電 3~11

外部成本：包括全球暖化、大眾健康、職業病、建材損壞。

這個研究的結論是，若把與環境和健康有關的外部成本計算在內，來自煤或石油 的電力成本會增加1 倍，而來自天然氣的成本會增加 30%，核電則要面對更大的外部成 本，如公眾的責任、核廢料和電廠除役等後續問題。

另外，德國亦針對各種燃料發電方式的外部成本分別以噪音、健康、建材、農作物、

生態系統、全球暖化等方面進行評估如表4-7[13]，除了水力發電之外，風力發電的外部 成本在各種發電方式中最為低廉的。

表4-7 各種燃料發電的外部成本評估表（德國）

各種燃料發電的外部成本評估表（德國）

（歐元．分/ kWH）

煤 褐碳 天然氣 核能 太陽能 風能 水力 破壞成本（Damage costs）

1.噪音 0 0 0 0 0 0.005 0

2.健康 0.73 0.99 0.34 0.17 0.45 0.072 0.051 3.建材 0.015 0.02 0.007 0.002 0.012 0.002 0.001 4.農作物 0 0 0 0.0008 0 0.0007 0.0002

合 計 0.75 1.01 0.35 0.17 0.46 0.08 0.05 迴避成本（Avoidance costs）

1.生態系統 0.20 0.78 0.04 0.05 0.04 0.04 0.03 2.全球暖化 1.60 2.00 0.73 0.03 0.33 0.04 0.03 全球暖化：以達到京都議定書CO²減少量目標評估，每噸CO²以18~46 歐元．分評估。

CO2排放量迴避成本：以19 歐元．分評估。

(3) 水源耗損分析

相較於一般傳統的燃煤、複循環火力發電廠，需要消耗大量的自來水產生蒸汽作 為發電動力及冷卻水源等，風力發電只需要少量的水源定期清洗風機葉片以防止葉片汙 染及聚集昆蟲而影響風機氣流特性。根據美國加州能源部（Paul Gipe’s Wind Energy Comes of Age, John Wiley & Sons, 1995）的評估，各種發電方式的耗水量如表 4-8[10]，

其中風力發電大約為核能發電的 1/600，燃煤發電的 1/500，天然氣發電（單循環）的 1/25。

表4-8 各種發電方式的耗水量

發電方式 消耗水量(liters/KWH)

核能發電 2.30

天然氣發電 0.95

燃煤發電 1.90

石油發電 1.60

風力發電 0.004

太陽能發電 0.110