研究動機

能源即是人類所利用的所有能量的來源，如煤、石油、天然氣、核能、電能、

風能、水能、太陽能等。能源的種類可概分為「初級能源」及「次級能源」，所謂

「初級能源」即是天然形成的能量，包括石油、天然氣、煤、風力、水力、太陽能 等；「次級能源」即是轉換形成的能量，包括電能、電磁能、汽油、柴油、燃料油、

液化石油氣、煤氣等。「初級能源」又可分類成「再生能源」及「非再生能源」，

所謂「再生能源」是指非耗竭之能源，例如太陽能、風能、水力能、海洋能、生質 能或地熱能等，「非再生能源」是指會耗竭之能源，例如石油、天然氣、鈾及煤。

目前地球上非再生之能源正加速地消耗，根據國際能源署及美國能源部的統計，地 球上的石油目前只剩下1 兆 338 億桶的儲藏量，尚可使用約 43 年；天然氣剩下 146 兆立方公尺的儲藏量，尚可使用約62 年；鈾剩下 395 萬噸的儲藏量，尚可使用約 64 年；煤剩下 9,842 萬噸的儲藏量，尚可使用約 230 年。全球目前安裝的電力為 340 萬兆瓦，其中，150 萬兆瓦是在發展中國家，全世界至少還有 20 億的人口無電 可用，這些人口大部分居住在開發中國家，他們居住的地方在電力系統還未傳輸到 的邊遠地區或者公共設施很不完善的城市地區，隨著這些國家的發展與成長，他們 對能源的需求也會與日俱增。例如中國及印度，中國曾經是石油輸出國，隨著工業 及科技的發達，目前已是石油的進口國家，印度未來有可能成為第二個中國，所以 不必等到能源耗盡，能源的價格將會飆漲到大家都無法承受。有鑑於此，「再生能 源」的開發已是世界各國刻不容緩的努力方向。

台灣地窄人稠，能源資源極度缺乏，燃媒、天然氣、石油乃至於鈾等發電所須 之原料有98%都仰賴進口，不僅無法主動掌控成本，更甚者，在非常時期極有用罄 匱乏之虞。除此之外，目前地球的平均溫度比 20 年前高了 0.2 度以上，其因為自 工業革命以來，人類的經濟活動大量使用化石燃料，已造成大氣中二氧化碳等溫室 氣體的濃度急速增加，產生愈來愈明顯的全球增溫、海平面上升及全球氣候變遷加 劇的現象，對水資源、農作物、自然生態系統及人類健康等各層面造成日益明顯的 負面衝擊。為了抑制人為溫室氣體的排放，防制氣候變遷，聯合國於 1992 年地球 高峰會舉辦之時，通過「聯合國氣候變化綱要公約(United Nations Framework

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Convention on Climate Change, UNFCCC)」，對「人為溫室氣體」(Anthropogenic Greenhouse Gas)排放做出全球性管制的宣示。為落實溫室氣體排放管制工作，

1997 年 12 月於日本京都舉行聯合國氣候變化綱要公約第三次締約國大會，通過具 有約束效力的京都議定書（Kyoto Protocol），以規範工業國家未來之溫室氣體減 量責任。雖然我國並不是聯合國之會員，無法簽署京都議定書，且目前並無減量責 任。依國際環保公約之經驗，我國既使不簽署公約及享受權利，但相關義務，卻仍 需履行；諸如蒙特婁議定書、華盛頓公約等，若我不遵守，曾有遭到貿易制裁之經 驗。綜上所述，發展可自給自足與低環境污染的再生能源，將是台灣未來能源政策 之必要趨勢。

全球目前的電業發展趨勢，乃是從壟斷走向開放競爭，從集中式統一邁向分散 式，以追求更高的效率以及安全性。新能源不但具有這樣的特色，同時，新能源的 發展也有助於解決能源短缺危機，並能滿足日益提高的環保要求。國內再生能源的

「前途」雖然可期，但目前環境與技術都還尚未成熟，亟需政府制訂有前瞻性的能 源政策加以扶持。法律與制度環境的穩定支持，對於新產業而言攸關生死，意義十 分重大，故及時掌握新能源發展的契機是刻不容緩的工作。新能源所產生的電能，

所涉及的不只是電力部門，也不只是在解決缺電問題，而更涉及環境保護、電業結 構的改革、新工業技術、經濟結構等各層面，因此政府推動新能源的政策方向，實 是扮演成功與否的關鍵角色。過去五年，全球再生能源發電容量以太陽光電與風力 成長速度最快，年增率超過30%；而自 1990 年起，水力、傳統生質能、地熱等再 生能源發電量已呈現趨緩現象。因此，以再生能源設備產業而言，未來將以太陽光 與風力發電系統最具市場發展潛力。Clean Edge 公司樂觀預期風力發電市場規模

（新增裝置成本）將由2003 年約 75 億美元，增長為 2013 年 475 億美元；另 PV 系 統(含模組、系統組件、施工)市場規模將由 2003 年 47 億美元，巨幅成長為 2013 年308 億美元。

台灣地處南半球，終年日照充足，因此在各種新興的再生能源中，太陽光電能 系統是最適合台灣地區發展之選擇。根據統計資料，地球表面接收太陽能的平均量 約為1.2 × 1017 W。如果這些能量可以百分之百地被利用，則一個小時之內所取得 的太陽能將足夠供應整個地球人口一整年所需的電能。早期的太陽光電系統使用在 人造衛星上，被用來克服在遙遠的外太空中人造衛星無法接受地球電力補充的困 難。太陽光的發電，是利用太陽電池把光能直接轉變成電能輸出，只要有足夠的陽 光，系統就可以發電。現今太陽光電的應用已不再局限於人造衛星，在一般的民宅、

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高樓建築，甚至露營車、移動式小冰箱，都可以利用它可轉換太陽光為電能的特性，

普遍地隨處運用。目前世界各國都在大力鼓勵太陽能光電產業的發展，同時針對太 陽光電系統進行優惠推廣政策。在日本，由 1994 年起推動七萬戶計畫，補助民眾 設置太陽光電系統，並且依不同的用途決定補助比例，如住宅使用補助三分之一，

緊急防災使用補助三分之二，公共設施或產業使用補助二分之一等。此外，並提供 低利融資貸款，減免國稅5％、地方稅 7％，到 2003 年日本太陽光電組件生產占世 界的50%，世界前 10 大廠商有 4 家在日本。在德國，由 1999 年至 2004 年推動十 萬戶計畫，政府的補助預算粗估約達十一億馬克，並提供十年無息貸款。另外也保 證太陽光電系統所發出的電力，電力公司必需以三倍的市價向其收購，因此許多德 國民眾雖然裝設有太陽光電系統發電，但仍向電力公司購入較便宜的電力，而以更 優惠的價格將生產的電能出售給電力公司，使德國成為繼日本之後世界太陽光電能 發電發展最快的國家。近年來，政府積極推廣太陽光電能之概念於普羅大眾，除了 希望能將再生能源的理念深植於民心之外，更期盼有朝一日太陽光電能系統能成為 台灣地區主要的分散型電源之一。

風是由於太陽照射到地球表面各處受熱不同，產生溫差引起大氣運動形成的。

儘管達到地球的太陽能僅有 2％轉化為風能，但其總量十分可觀。全球可實際利用 的風能比地球上可開發利用的水能總量還要大 10 倍。目前，風能的利用主要是發 電，風力發電在新能源和可再生能源行業中增長最快，年增達35％，美國、義大利 和德國年增長更是高達50％以上。德國風電已占總發電量的 3％，丹麥風電己超過 總發電量的10％。全球風電裝機容量已達 25000 MW 以上，能滿足 1500 萬個家庭，

即3800 萬人的用電需求。雖然歐洲占世界風電總裝機容量的 70％以上，但其他國 家也在積極開闢市場，己有 50 多個國家正積極促進風能事業的發展。由於風力發 電技術相對成熟，許多國家的投入與發展變得較大較快，使風電價格不斷下降，目 前風力發電成本為0.4～0.7／kWh；若考慮環保和地理因素，加上政府稅收優惠和 相關支援，在有些地區已可與火電等能源展開競爭。在全球範圍內，風力發電已形 成年產值超過 50 億美元的產業。根據氣象資料顯示，台灣西部一帶的海岸，風資 源極為良好。季風氣候區的台灣，風力資源較之中緯度大陸氣候的歐洲不但毫不遜 色，風力資源與開發條件反而優渥許多。若將地表粗糙度的影響納入考慮，在許多 地區年滿負載小時數可達2500～2600 小時，這樣的風力條件幾乎是歐洲國家（如 德國）的兩倍。台灣許多沿海地區的土地並無人使用，但又因為離西部沿岸工業區 不遠，因此道路十分通暢，取得大型工程機具極為便利，距離大的電網也很近，具

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備相當理想的風場前提條件。難能可貴的是，西部沿海一帶恰與主要用電負荷地區 吻合。在其它地區，諸如中國大陸或土耳其，風資源所在地往往在人煙極稀少的地 區，沒有電網、道路不通，需要長程電纜運送電力；或是沿海地區人口過於稠密，

都不合適風場的開發。台灣沿海蘊含了極為豐富的風力資源，又兼具其它發展優 勢，實為風場設置的絕佳地點，如能及時予以開發，善用台灣得天獨厚的風力資源，

對於用電吃緊、跳電頻傳的我們，不只可不用仰賴外國進口能源，解決用電危機，

同時，毫無污染的再生能源，亦十分符合政府永續發展的經營理念。

國內太陽光電及風力發電系統的設置量目前累計分別為0.7 MW 及 23.9 MW，

預計於2010 年將累計達到 21 MW 及 2159 MW(陸域風電為 1799 MW，海域風電 為360 MW)，此數據顯示台灣每年太陽光電及風力發電系統的設置量呈倍速成長，

同時也意謂著能源科技設備產業將成為明日之星。目前國內從事生產或設計能源科 技(太陽光電或風力發電系統)設備產業之廠商，經常會遭遇到其產品無法認證或認 證時間過久之窘境，使得產品的品質不被國外所認同，如此對企業長遠開拓市場相

同時也意謂著能源科技設備產業將成為明日之星。目前國內從事生產或設計能源科 技(太陽光電或風力發電系統)設備產業之廠商，經常會遭遇到其產品無法認證或認 證時間過久之窘境，使得產品的品質不被國外所認同，如此對企業長遠開拓市場相