東亞深度減碳政策對所得分配之影響 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學經濟學研究所碩士學位論文. 東亞深度減碳政策對所得分配之影響. 治of Deep Decarbonization The Income Distribution政 Impacts Policy in East Asia: an empirical study大 using E3ME model 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 指導教授：蕭代基博士研究生：傅俞瑄撰. 中華民國 108 年 07 月. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(2) 摘要氣候變遷是一個公共的、全球的以及跨世代的外部性問題，根本原因為人為排放溫室氣體所致，其中又以二氧化碳的排放影響最為嚴重。2015 年 7 月我國公布施行《溫室氣體減量及管理法》，明定我國「國家長期減量目標為 2050 年溫室氣體排放量降為 2005 年的百分之五十以下」，確立我國政府因應氣候變遷的減碳決心。2018 年 3 月經濟部能源局公布《能源轉型白皮書（初稿）》，能源政策的目標有二：一為非核家園，二為再生能源占總發電量占比 20%，然而，2018 年 11 月舉行的公投結果與我國政策目標有相異之處，且應使用何種. 政治大本文旨在研究深度減碳政策對環境面、能源面、經濟面與社會面的影響。立. 經濟誘因政策工具以達到目標能源配比政府尚未有明確指示。. ‧ 國. 學. 本文研究方法應用 E3ME 模型（energy-environment-economy global macroeconomic model）進行分析。首先，本研究比較兩種經濟誘因政策工具：課徵. ‧. 碳稅（carbon tax）與再生能源發電躉購補貼制度（feed-in tariffs，FIT）的政策. sit. y. Nat. 效果，結果發現使用何種經濟誘因政策工具與經濟誘因的大小並非影響再生能. al. er. io. 源裝置容量的主要因素。然而，碳稅的減碳效果相對較大，若欲達到深度減碳. v. n. 的政策目標，課徵碳稅有其必要性。其次，由於課徵碳稅會提高廠商成本與消. Ch. engchi. i n U. 費者物價，對總體經濟可能有負面影響，且碳稅可能具有累退性，將有可能惡化所得分配，不利社會公平，因此本研究討論在稅收中立原則下，維持每年稅收不變，高低與進程不同的碳稅稅額計畫與八種稅收循環方式對總體經濟與所得分配的影響，稅收循環方式分別為：第一類為（1）無稅收循環（稅收用於減少財政赤字或增加財政盈餘）；第二類為租稅交換：包括（2）降低營業稅（消費稅）率、（3）降低個人綜所稅率、（4）降低雇主負擔之薪資稅、以及（5）同時降低上述三種稅率；第三類為專款專用：包括（6）增加社會安全與社會福利給付、（7）定額移轉（稅收以每人等額的方式發還全民）；第四類為定租稅交換與專款專用並行：（8）降低營業稅（消費稅）率與定額移轉。最後，在不同國 i. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(3) 家即使實施相同的政策，也會有不同的政策效果，因此，本研究討論台灣、日本與韓國分別課徵相同單位稅額碳稅的政策效果。從模擬結果來看，在我國實施高稅額的碳稅計劃搭配「定額移轉與減徵營業稅兩者並行」的稅收循環方式似乎較能平衡碳稅的總體經濟衝擊並改善所得分配。比較台灣、日本與韓國實施碳稅的政策效果，我國相較日本與韓國有較大的減碳空間，且受到碳稅的衝擊較大，而碳稅在日本與韓國有相對明顯的累退性，不利所得分配。基本上在三個國家中，稅收循環方式以降低營業稅率對總體經濟改善的效果都較大，對所得分配的改善效果較大的稅收循環方式則為. 政治大制度，可以發現在台灣碳稅稅收循環方式為降低個人綜所稅率、增加社會安全立. 增加社會安全與福利給付、或定額移轉。但比較三個國家實施相同的稅收循環. 與福利給付、或定額移轉對總體經濟的改善效果較小；在日本則是降低雇主負. ‧ 國. 學. 擔之薪資稅率的方式的效果較小。若多國同時課徵相同單位稅額的碳稅，且稅. ‧. 收各自用於本國，則減碳效果更大，對總體經濟的改善效果較好。. y. Nat. n. al. er. io. sit. 關鍵字：氣候變遷、環境稅制改革、發電躉購補貼制度、能源政策、所得分配. Ch. engchi. i n U. v. ii. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(4) Abstract Climate change is a public, global and intergenerational externality. The primary cause of climate change is greenhouse gas emissions due to human activities, especially CO2 emissions. Taiwan is also exposed by this externality. Therefore, it is necessary and instant to implement deep decarbonization policy. This paper applied E3ME model to study the impact of deep decarbonization policy on environment, energy structure and economy. First, we compare two policy instruments with economic incentive: carbon tax. 政治大 energy does not have much立 difference between these two policy instruments, which and feed-in tariffs. The result shows that the power generation of the renewable. ‧ 國. 學. indicates that what economic incentive or how much is the economic incentive are not the main factors to induce the development of renewable energy. However, imposing. ‧. carbon tax would reduce more CO2 emissions than feed-in tariffs. Second, we. sit. y. Nat. considered different ways of the revenues from carbon tax could be used: (1) for. al. er. io. budget deficit or surplus (2) reducing value-added tax rate; (3) income tax rate; (4). v. n. labor tax rate; or (5) all three of them, and (6) increasing benefit payment or (7) lump-. Ch. engchi. i n U. sum income payment, and the last is (8) reducing value-added tax rate and lump-sum income payment simultaneously. Last, we simulate the same policy implemented in Japan and Korea to compare the policy effect in East Asia. The result shows that imposing carbon tax at a higher price and the revenues used for reducing value-added tax rate and lump-sum income payment simultaneously in Taiwan is a better way of revenue recycling. It would have a positive effect on national economy and improve the income distribution. Among Taiwan, Japan and Korea these three countries, Taiwan would experience larger effects if imposing carbon tax. The better way of revenue recycling to have a positive effect on national iii. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(5) economy is via reducing value-added tax rate, and increasing benefit payment or lump-sum income payment would improve income distribution in all three countries. However, reducing income tax rate, increasing benefit payment or lump-sum income payment have relatively smaller effect in Taiwan. Reducing labor tax rate has smaller effect in Japan. Also, the carbon tax is more regressive in Japan and Korea than in Taiwan. In conclusion, imposing carbon tax with proper revenue recycling could provide the possibility of achieving the objective of deep decarbonization.. 政治大. Keywords: Climate Change, Carbon Tax, Feed-in Tariffs, Energy Policy, Income Distribution. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. iv. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(6) 目次摘要............................................................................................................................... i Abstract ......................................................................................................................... iii 目次.............................................................................................................................. v 表次............................................................................................................................ vii 圖次........................................................................................................................... viii 第一章緒論.................................................................................................................. 1 第一節研究動機與目的...................................................................................... 1 第二節研究對象、方法與範圍.......................................................................... 5 第三節研究流程.................................................................................................. 9 第二章文獻回顧........................................................................................................ 10 第一節誘導創新與經濟效率............................................................................ 10 第二節所得分配與環境稅制改革.................................................................... 12. 政治大第三節 E3ME 模型之應用 ................................................................................ 13 立第三章政策背景........................................................................................................ 15. ‧ 國. 學. 第一節能源政策................................................................................................ 15 第二節碳定價機制............................................................................................ 16. ‧. 第三節再生能源發電躉購補貼制度................................................................ 20 第四章理論架構........................................................................................................ 23 第一節總體經濟計量模型................................................................................ 23 第二節 E3ME-FTT 模型 .................................................................................... 24. sit. y. Nat. n. al. er. io. 一、E3ME 模型 .......................................................................................... 24. i n U. v. 二、FTT 模型 ............................................................................................. 26. Ch. engchi. 三、E3ME-FTT 模型 .................................................................................. 27 第三節所得分配評估........................................................................................ 30 第五章實證模型分析................................................................................................ 32 第一節情境設定................................................................................................ 32 一、基準情境（Baseline） ........................................................................ 35 二、課徵碳稅情境（Scenario 1）............................................................. 37 三、再生能源發電躉購補貼情境（Scenario 2）..................................... 44 四、課徵碳稅 + 再生能源發電躉購補貼情境（Scenario 3.C） ........... 45 五、核電情境（Scenario 4）..................................................................... 46 六、核電 + 課徵碳稅情境（Scenario 5） .............................................. 47 v. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(7) 第二節實證結果................................................................................................ 49 一、政策情境對電力結構的影響與減碳效果.......................................... 49 二、碳稅的總體經濟效果.......................................................................... 54 三、碳稅的所得分配效果.......................................................................... 59 四、碳稅與核電的總體經濟與所得分配效果.......................................... 62 五、東亞碳稅政策效果比較分析.............................................................. 64 第六章結論與未來研究方向.................................................................................... 70 參考文獻...................................................................................................................... 74 中文參考文獻.............................................................................................. 74. 政治大. 英文參考文獻.............................................................................................. 75. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. vi. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(8) 表次表 3-4 我國主要再生能源歷年躉購補貼費率（元/度） ........................................ 21 表 5-1 政策情境表 ..................................................................................................... 32 表 5-2 各種能源技術 2013 年–2017 年的歷年裝置容量（GW）.......................... 36 表 5-3 各種能源技術的平均發電成本（歐元/千度） ............................................ 36 表 5-7 各項再生能源模擬躉購補貼費率（元/度） ................................................ 44 表 5-15 中稅額碳稅政策（S1A）稅收循環方式的總體經濟效果（2030 年） ... 55 表 5-17 高稅額碳稅政策（S1C）稅收循環方式的總體經濟效果（2030 年） ... 58. 政治大表 5-22 碳稅的減碳效果：台灣、日本與韓國（相較基準情境減量百分比） ... 64 立表 5-20 高稅額碳稅政策稅收循環方式搭配核電的總體經濟效果（2030 年） .. 63. ‧ 國. 學. 表 5-23 日本碳稅政策稅收循環方式的總體經濟效果（2030 年） ...................... 66 表 5-24 韓國碳稅政策稅收循環方式的總體經濟效果（2030 年） ...................... 66. ‧. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. vii. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(9) 圖次圖 3-1 各國碳稅（carbon tax）與碳交易系統（ETS）已實施或政策規劃中、以及考慮實施的分布圖.................................................................................................. 17 圖 3-2 歐盟碳排放交易體系歷年交易價格 ............................................................. 18 圖 3-3 瑞典歷年碳稅單位稅額（以瑞典幣兌歐元匯率 10.33 計算） .................. 18 圖 4-1 E3ME 模型經濟、能源與環境模組間的交互作用 ....................................... 25 圖 4-2 E3ME 模型隨機方程組 ................................................................................... 26 圖 4-3 FTT: Power 與 E3ME 之間的關係 ................................................................. 28 圖 5-4 課徵碳稅的預期效果 ..................................................................................... 41 圖 5-5 稅收循環方式：減徵營業稅、個人綜所稅與雇主負擔薪資稅的預期效果 ...................................................................................................................................... 42 圖 5-6 稅收循環方式：增加社會安全與社會福利給付以及定額移轉的預期效果. 政治大. ...................................................................................................................................... 43 圖 5-8 再生能源發電躉購補貼（FIT）預期效果 ................................................... 45 圖 5-9 允許核能發電的預期效果 ............................................................................. 46 圖 5-10 各碳稅情境下各類能源的發電量占比（2030 年） .................................. 50 圖 5-11 各碳稅情境下的燃料燃燒碳排放量（千噸碳） ....................................... 50. 立. ‧ 國. 學. ‧. 圖 5-12 再生能源發電躉購補貼與碳稅情境各類能源的發電量占比（2030 年）. n. al. er. io. sit. y. Nat. ...................................................................................................................................... 52 圖 5-13 再生能源發電躉購補貼與碳稅情境的燃料燃燒碳排放量（千噸碳） ... 52 圖 5-14 中稅額碳稅政策（S1A）稅收循環方式的 GDP 效果（相較基準情境 GDP 的百分比變動）................................................................................................. 55 圖 5-16 高稅額碳稅政策（S1C）稅收循環方式的 GDP 效果（相較基準情境 GDP 的百分比變動）................................................................................................. 58 圖 5-18 中稅額碳稅政策（S1A）的所得重分配效果（相較基準情境之實質可支配所得的百分比變動）.............................................................................................. 61. Ch. engchi. i n U. v. 圖 5-19 高稅額碳稅政策（S1C）的所得重分配效果（相較基準情境之實質可支配所得的百分比變動）.............................................................................................. 61 圖 5-21 高稅額碳稅政策搭配核電的所得重分配效果（相較基準情境之實質可支配所得的百分比變動）.............................................................................................. 63 圖 5-25 日本碳稅政策的所得重分配效果（相較基準情境之實質可支配所得的百分比變動）.................................................................................................................. 68 圖 5-26 韓國碳稅政策的所得重分配效果（相較基準情境之實質可支配所得的百分比變動）.................................................................................................................. 68. viii. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(10) 第一章緒論第一節研究動機與目的一、氣候變遷與深度減碳政策氣候變遷的發生源於人為排放溫室氣體所造成的暖化現象，對氣候與生態系統造成不可避免的衝擊，嚴重影響人類的社會、環境與經濟體系。解決氣候變遷的根本方法是減少人為溫室氣體的排放，人為排放的溫室氣體包含二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氯氟碳化物等，其中二氧化碳是人為排放量最多的溫室. 政治大 2018 年 10 月聯合國氣候變遷小組 (Intergovernmental Panel on Climate 立. 氣體，約占 65%，故如何減少二氧化碳排放量是面對氣候變遷時的首要目標。. Change，IPCC) 發布一份特別報告《全球暖化 1.5°C》(Global Warming of. ‧ 國. 學. 1.5°C)，在其決策者摘要（Summary for Policymakers，SPM）述及：. ‧. y. Nat. 相較工業革命前，人類活動已導致約 1.0°C 的升溫，若以目前暖化速度持續. er. io. sit. 增加，在 2030 年到 2052 年間，地球暖化將突破 1.5°C。. 截至 2017 年止，全球總共排放約 2 兆噸二氧化碳，目前全球一年的二氧化碳. n. al. 排放量約 420 億噸。. Ch. engchi. i n U. v. 若要使均溫回到 1.5°C 以內，在 2030 年全球的二氧化碳淨排放量，應比 2010 年的排放量少 40%到 60%；在 2045 年到 2055 年歸零。. 報告指出，面對氣候變遷，要使均溫回到 1.5°C 以內，全球目標為 2050 年二氧化碳淨排放量歸零。為了達到深度減碳目標，各國勢必要減少使用傳統高碳排放量化石能源，並且同步發展再生能源，以及發展碳捕獲及封存（carbon capture and storage，CCS）技術，才有可能達成全球深度減碳的目標。CCS 技術是將化石能源轉化成能源的過程中，利用捕獲技術將排放的二氧化碳分離，. 1. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(11) 將其壓縮後，輸送至合適的封存地點進行封存，使二氧化碳與大氣隔絕，減少排放至大氣中的二氧化碳排放量。雖然 2050 年二氧化碳淨排放量歸零尚未成為全球共識目標，但是，各國對於碳排量必須減少這個目標是有一定共識的。在全球都有必須減少碳排放目標的共識上，我國也有參與以及實施深度減碳政策的必要。我國的二氧化碳排放量逐年增加，1990 年燃料燃燒二氧化碳排放量為 10,946 萬噸二氧化碳，逐年持續增加，2017 年增加至 26,921 萬噸二氧化碳，約是 1990 年總排放量的 1.5 倍。面臨逐年增加的二氧化碳排放量，2015 年 7 月我國公布施行《溫室氣體減量及管理法》，明定我國「國家長期減量目標. 政治大. 為 2050 年溫室氣體排放量降為 2005 年的百分之五十以下」，確立我國政府因應. 立. 學. ‧ 國. 氣候變遷的減碳決心。. 二、電力結構的選擇. ‧. 電力結構與二氧化碳排放量的關係密不可分，應使用何種能源發電的選擇. sit. y. Nat. 會影響二氧化碳排放量、發電成本與電價，繼而影響國家的總體經濟，因此深. al. er. io. 度減碳政策的制定對電力結構勢必會造成影響。在各種能源發電技術中，燃煤. v. n. 在發電過程中的碳排量是最多的，燃氣次之。若以我國燃煤電廠與燃氣電廠資. Ch. engchi. i n U. 料估計，發一度電，使用燃煤約會產生 780 公克二氧化碳，使用燃氣則約產生 450 公克二氧化碳，不過，在實際發電的過程，由於各種不同能源機組熱能轉換效率不同，會有不同的碳排結果。至於核能與再生能源，在發電過程中不會有二氧化碳排放。我國發電來源以燃煤與燃氣為主，2017 年燃煤與燃氣的發電量占總發電量占比分別為 47%與 34%，核能發電量占總發電量占比為 8%，再生能源發電量占總發電量合計僅 5%，可見我國電力結構目前仍偏向使用傳統高碳排放量化石能源。2018 年 3 月經濟部能源局公布《能源轉型白皮書（初稿）》，能源政策的目標有二：一為非核家園，二為再生能源占總發電量占比 20%。2018 年 11 月 2. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(12) 舉行的公投為能源與環境議題帶來更多的討論與意見，公投結果顯示民意希望減少火力燃煤發電，同時維持核電運轉。從中可以發現我國政策目標與民意之間的異同，是故，何種能源配比可以維持穩定供電並有良好的環境品質是我國需要重視與解決的議題。然而，應使用何種經濟誘因政策工具以達到目標能源配比，政府卻尚未有明確指示。. 三、經濟誘因政策工具的比較在減少碳排量的議題上常見的經濟誘因政策工具有課徵碳稅（carbon tax）. 政治大及再生能源發電躉購補貼制度（feed-in tariffs，FIT）。再生能源發電躉購補貼制立與能源稅（energy tax）、碳排放交易系統（emission trading schemes，ETS）、以. ‧ 國. 學. 度是由政府訂定一固定優惠費率保證電力公司會以這個價格收購再生能源業者所產之電力，目的是為了降低再生能源的發電成本，促使再生能源的發展；而. ‧. 碳稅與碳排放交易系統都可以建立碳的價格，減少碳排量，其中碳排放交易系. sit. y. Nat. 統在制訂與執行上交易成本較高，碳稅在執行上相對來說較為單純。. al. er. io. 課徵碳稅或建立碳排放交易系統對國家總體的影響較為全面，會影響電. v. n. 價、物價以及其他總體經濟變數，同時碳價的建立也將使得高碳排放量化石能. Ch. engchi. i n U. 源的發電成本增加，間接促進再生能源的發展。相較之下，再生能源發電躉購補貼制度則是直接影響再生能源的發電成本。因此，本文研究目的之一為比較兩種經濟誘因政策工具：碳稅與再生能源發電躉購補貼制度，是否能達到深度減碳的目標，並且促進再生能源的發展，達到能源轉型。. 四、經濟效率面的影響課徵碳稅或進行再生能源發電躉購補貼，會影響能源間發電成本的差異，並影響電價，繼而影響總體經濟。電價上升雖然會使民間消費減少，但也會促進電力部門發展低碳技術的創新，電力部門的投資增加將導致國家總體投資增 3. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(13) 加，帶動經濟成長。Hicks（1932）提出誘導創新（induced innovation）的觀念，指出要素價格的上升會誘導技術創新，Porter（1991）提出的波特假說（Porter hypothesis）指出，設計良好且較嚴格的環境管制不僅能提升環境品質，且能促使創新與進步，提升競爭力。課徵碳稅可以達到減碳目標，並且促進減碳技術潛力的實現，然而，含碳商品價格的提高可能會對經濟成長有不利影響，若將碳稅收入以適當的稅收循環方式作運用，可能可以改善碳稅的不利影響。因此，本研究目的之二為探討高低與進程不同的碳稅稅額計畫，搭配不同稅收循環方式對總體經濟的影響，. 政治大換或專款專用等方式，使家計單位或企業廠商的實質所得增加，增加民間消費立. 檢視是否有促進經濟成長與增加就業等的政策效果。碳稅的稅收若藉由租稅交. 或投資，會再使 GDP 與就業增加，具有溢出效應（spillover effect），對總體經. ‧ 國. 學. 濟可能會有正面的影響。. ‧ sit. y. Nat. 五、所得分配的公平. al. er. io. 過去環境政策效果的討論多著重在效率面，然而在執行與評估政策時，考. v. n. 慮社會公平面有其必要。當環境稅制改革對環境與經濟皆有正面效果，稱雙重. Ch. engchi. i n U. 紅利（double dividend），Pearce（1991）首先使用雙重紅利此名詞。第一重紅利為庇古效果（the Pigovian effect），即環境品質的改善，第二重紅利為收入循環效果（the revenue recycling effect），即環境稅稅收用於替代扭曲性租稅所產生的社會福利改善。碳稅的主要課稅標的為能源相關產品，對於廠商生產與家計單位消費都是必需品，會間接以商品價格變動將稅負轉嫁予消費者，通常具有累退性，將有可能惡化所得分配。本研究目的之三為探討課徵碳稅搭配不同稅收循環方式，對不同所得收入組之實質可支配所得的影響，探討深度減碳政策對所得分配的改善效果，達到社會公平。. 4. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(14) 第二節研究對象、方法與範圍我國政府在 2016 年 5 月公布《新能源政策》，啟動我國能源轉型，提出政策目標：非核家園與再生能源發電量占總發電量 20%。然而，2018 年 11 月公投結果卻反映民意與政策目標的異同，足見我國民眾對能源與環境議題的益發重視，因此，本文研究對象聚焦在我國，並模擬在日本與韓國實施相同政策實施，與我國模擬結果進行比較，探討東亞深度減碳政策的政策效果。. 本文研究方法應用 E3ME 模型（energy-environment-economy global macro-. 政治大涵蓋的國家與產業部門分類詳細，可以針對不同國家與產業做細緻的分析；其立. economic model）進行分析。E3ME 總體計量模型的特點有三：其一為因為模型. ‧ 國. 學. 二為其理論架構為總體經濟計量模型（macroeconometric model），具有高度實證性，可以分析短期與長期的影響而不受限於均衡的假設；其三為可以分析全. ‧. 球經濟、能源系統、汙染排放之間的交互作用。. sit. y. Nat. E3ME 總體計量模型是由英國劍橋計量經濟研究中心（Cambridge. al. er. io. Econometrics）發展至今屆 25 年的全球總體計量模型。英國劍橋計量經濟研究. v. n. 中心成立於 1978 年，是為了推廣發展諾貝爾經濟學獎得主 Sir Richard Stone 的. Ch. engchi. i n U. 研究而從英國劍橋大學衍生成立的機構，主要研究領域為應用經濟實證分析，以提供決策建議。模型最初是為了歐盟執委會研究架構計畫（European Commission’s research framework programmes）而建立，現已廣泛應用於各種政策分析。E3ME 模型的第一版是在 1999 年完成，取代先前的 E3MG 模型（energy-environment-economy model at the global level），現已不再使用 E3MG 模型。目前最新的 E3ME 模型版本涵蓋全球共 59 個地區的經濟、能源與環境系統，經濟系統再分成 43 個產業部門（歐洲國家包含 69 個產業部門，其他國家則為 43 個部門），E3ME 模型的歷史資料期間從 1970 年到 2014 年，並且能預測到 2050 年，模型共有 28 條隨機方程式且具有高度實證性。 5. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(15) 歐洲研究團隊應用 E3ME 總體計量模型之研究成果主要為歐盟環境政策的影響評估，包含歐盟 2030 年環境目標的影響評估（例如：Pollitt et al.，2015）與歐盟應如何達到 2020 年溫室氣體減量 20%的政策建議分析（例如：Smith et al.，2019）等政策分析研究。亞洲方面，日本與韓國皆有研究團隊應用 E3ME 總體計量模型進行政策分析，多數研究成果集合在 “The Green Fiscal Mechanism and Reform for Low Carbon Development: East Asia and Europe” （Mori et al.，2013）與 “Lowcarbon, Sustainable Future in East Asia: Improving energy systems, taxation and. 政治大. policy cooperation” （Lee、Pollitt & Park，2015）兩本書中。. 立. 我國過去研究環境經濟應用之模型多為可計算一般均衡模型（computable. ‧ 國. 學. general equilibrium model，CGE model），CGE 模型根據新古典經濟學派理論建. ‧. 立，重要假設為完全的知識（perfect knowledge），且會依據理性做最適選擇，. y. Nat. CGE 模型也假設在勞動市場是充分就業，模型結果為長期均衡結果，短期調整. er. io. sit. 到長期的動態調整過程通常不會被考慮。相較之下，E3ME 總體計量模型將有限知識（limited knowledge）納入考慮，因此個體與總體的決策結果不會是最適. n. al. Ch. 選擇，現在的決策會受到過去決策影響。. engchi. i n U. v. 本文使用 E3ME 模型的理由有二：其一是「路徑依賴1」或稱錨定效應（anchoring effect），意指現在的決策會受過去的決策限制或影響，即使過去的情況已經與現在不相關，仍然會受到過去的決策影響。E3ME 模型是根據過去的歷史資料預判未來，較符合現實情況，具有高度實證價值；其二是可以預估潛在的技術進步所帶動的總合需求面影響，由於 CGE 模型是根據新古典一般均衡理論，低碳技術創新所帶動的總合需求面的影響在新古典一般均衡理論下是短期效果，而模型結果為長期均衡，因此較難捕捉潛在的技術進步所帶動的總 Douglass Cecil North（1992）使用路徑依賴（path dependence）解釋經濟與機構的轉型，意指過去的決策會影響現在的決策。 6 1. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(16) 合需求面對經濟的正面效果。E3ME 模型則是根據後凱因斯經濟理論，是需求帶動（demand-driven）的模型，因此，深度減碳政策的實施在 E3ME 總體計量模型會增加電力部門的投資，從而帶動國家總體投資的增加與總合需求的增加，促進經濟成長。. 模型在考慮技術進步的設計上，技術應作為內生變數考慮，有兩種做法：由上而下（top-down）與由下而上（bottom-up），由上而下是一種整體先於部分的設計方式，由下而上則是從部分組合建構出整體的設計方式。建構在經濟變. 政治大 E3ME 模型中的主模型是總體經濟計量模型，其考慮技術就是依據由上而下的立數之間的關係的模型，即經濟計量模型，是一種由上而下的模型設計方式，. 設計方式，涵蓋國家總體的變數與關係。除了總體經濟計量模型部分外，. ‧ 國. 學. E3ME 模型會再外接其他子模型（sub-model），主要是考慮由下而上的技術部. ‧. 分，是從工程背景推估技術的發展，無法涵蓋國家總體，因此只有部分產業，. y. Nat. 例如：電力部門。此由下而上建構的技術子模型在 E3ME 模型中稱為技術預測. er. io. sit. 模型（future technology transformations，FTT）。. FTT 模型是一個 bottom-up 的技術動態模型，目的是為了模擬預測不同部. al. n. v i n 門的技術變動，最早是由 J.-F.CMercure 開始發展電力部門的技術預測模型 hengchi U. （Mercure，2012），現已應用至其他部門，例如：交通、工業、農業、熱力部門等。FTT 模型是以生物學演化理論的掠食者–獵物方程式（Lotka-Volterra equation）為基礎，呈現在生態系中，掠食者族群與獵物族群之間彼此因為獵食關係，所造成族群消長的現象。FTT 模型將此概念應用於技術預測，假設各種不同技術之間會因其成長率、退役率、投資金額等因素，造成不同技術在不同年份有消長的情形，以此來預測國家未來的技術發展。 FTT 模型再將這些技術預測結果回饋至 E3ME 模型中的總體經濟計量模型，計算對總體經濟的影響，因此，應用 E3ME 模型可以結合工程背景的技術. 7. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(17) 預測與總體經濟，估計具實證性的結果，單獨的經濟計量模型如 CGE 模型或其他總體經濟計量模型無法做到由下而上推估技術創新，是故，本研究應用 E3ME 模型進行深度減碳政策的政策模擬分析。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 8. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(18) 第三節研究流程本研究論文共分為六個章節，依序為緒論、文獻回顧、政策背景、理論架構、實證模型分析、結論與未來研究方向。以下針對各個章節進行概述說明。. 第一章、緒論說明研究動機與目的、研究對象與方法、研究範圍，以及研究流程。第二章、文獻回顧分別回顧環境政策的誘導創新與對經濟效率影響、以及環境稅制改革與對. 政治大. 所得分配影響的相關研究文獻，並且整理過去應用 E3ME 模型進行分析的研究. 立. 文獻。. ‧ 國. 學. 第三章、政策背景. 說明深度減碳政策的背景，共三節，分別整理我國能源政策、碳排放交易. ‧. 系統與環境稅制改革、再生能源發電躉購補貼制度的內容與背景。. sit. y. Nat. 第四章、理論架構. al. n. 礎與資料來源。. er. io. 說明總體計量模型的理論背景，並說明 E3ME 全球總體計量模型的理論基. 第五章、實證模型分析. Ch. engchi. i n U. v. 說明政策模擬情境設定，並使用 E3ME 模型估計與評估政策效果，政策效果涵蓋減碳效果、電力結構、總體經濟、以及所得分配四個面向的討論。第六章、結論與未來研究方向將本研究之實證結果整理並總結，提出研究與政策建議，作為後續研究討論方向。. 9. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(19) 第二章文獻回顧氣候變遷是由人為排放溫室氣體所造成的外部性問題，從 1980 年代中期，先進國家開始逐漸重視溫室氣體排放對環境品質的影響，20 世紀後迄今，全球對應如何減少溫室氣體排放的研究益發重視。Grubb、Neuhoff 與 Hourcade （2014）提出減少溫室氣體排放的三種政策支柱分別為：減量標準的建立與協商（standards and engagement）、市場機制與價格機能（markets and pricing）、技術進步的策略性投資（strategic investment for technological progress）。文獻回顧共分三節：第一節回顧環境政策的誘導創新與對經濟效率影響的. 政治大理過去應用 E3ME 模型進行分析的研究文獻。立. 相關研究文獻，第二節回顧環境稅制改革與對所得分配影響的研究，第三節整. ‧ 國. 學. 第一節誘導創新與經濟效率. ‧. 在技術進步的策略性投資上，環境政策應該要有帶動技術創新投資的效. y. Nat. sit. 果。Hicks（1932）提出誘導創新（induced innovation）的觀念，指出要素價格. n. al. er. io. 的上升會誘導技術創新，之後多篇研究文章檢驗誘導創新假說是否成立（例. i n U. v. 如：Newell、Jaffe & Stavins，1999；Popp，2002；Johnstone、Haščič & Popp，. Ch. engchi. 2010），其中，Popp（2002）使用美國 1970 年至 1994 年的專利資料發現能源價格與提升能源效率創新有顯著正相關，Johnstone、Haščič 與 Popp（2010）則利用 25 個國家 1978 年至 2003 年的專利資料，發現可以有效促進能源效率創新的政策在不同能源間是有差異的，發電成本較高的能源例如太陽能，需要較多的補貼或再生能源發電躉購補貼（feed-in tariffs）才能成功誘導創新。Porter （1991）提出的波特假說（Porter hypothesis）指出，設計良好且較嚴格的環境管制不僅能提升環境品質，且能促使創新與進步，提升競爭力。過去文獻對於環境管制可以促進創新皆有實證研究佐證（Arimura、Hibiki & Johnstone， 2007；Popp，2003）。Ambec et al.（2013）回顧波特假說提出後二十年間相關 10. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(20) 的理論與實證文獻，發現弱波特假說（the weak version of the Porter hypothesis；較嚴格的環境管制能促使企業創新與進步）確實存在，但是強波特假說（the strong version of the Porter hypothesis；較嚴格的環境管制能促使企業提高生產效率及提高國際競爭力）有不同方向的實證結果。Pigou（1920）提出外部成本內部化的理論，應用在減少溫室氣體排放這個議題上，則是將因為使用能源造成的外部成本如二氧化碳排放反映至市場價格，例如課徵碳稅或能源稅，達到減少二氧化碳排放量的目的，並增加經濟效率。Ambec et al.（2013）亦發現具有彈性與經濟誘因的環境保護制度，例如能源稅與環境稅，較能夠達到提升環境. 政治大的創新或環境稅搭配稅收循環制度對就業是有正面的影響（Wei、Patadia & 立. 品質、促使創新與進步、以及提高生產效率的結果。同時，一般認為低碳技術. Kammen，2010；Yamazaki，2017）。. ‧ 國. 學. 在電力與能源部門最主要的創新技術是再生能源的發展，其中，再生能源. ‧. 發電躉購補貼（feed-in tariffs）被認為是較有效果的政策工具（例如：Bürer，. y. Nat. 2009；European Commission，2008），但是，關於能源補貼對經濟面或社會面. er. io. sit. 的影響也有諸多疑慮與考量（例如：洪瑋嶸，2018），亦有研究顯示再生能源發電躉購補貼具有累退性，不利所得分配。（例如：Grösche & Schröder，2014；. al. n. v i n Nelson、Simshauser & Kelley，2011） C h 。OderinwaleU與 van der Weijde（2017）比 engchi 較碳稅與再生能源發電躉購補貼對再生能源裝置容量的影響，發現兩者對於促進再生能源裝置容量的影響差異不大，最主要的影響因素為市場的廠商家數與規模，以及市場技術的發展程度，因此在不同國家或市場結構即使實施相同的政策，也會有不同的政策效果。Compston 與 Bailey（2016）則比較不同減碳政策（例如碳稅、碳交易系統、發電躉購補貼、再生能源發電量下限、化石燃料發電管制等），分別在中國、美國、歐盟、印度、俄羅斯以及日本的減碳政策強度。可見，制定深度減碳政策以達到減碳目標，需要考慮不同減碳政策的政策效果，以及各國國情與民眾接受度，才能真正達到深度減碳政策的政策效果。. 11. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(21) 第二節所得分配與環境稅制改革在研究環境政策對經濟面的影響時，過去文獻往往只注重效率面的討論，忽略對公平面的討論，認為要同時減少二氧化碳排放量、刺激經濟的發展與解決所得分配的問題三者之間是需要取捨的。租稅負擔與所得分配的問題是在進行稅制設計的重要考量（Pechman & Okner，1974；Terkla，1984；Poterba，1991a；Poterba，1991b），Hamond et al. （1997）提出，政府課徵環境稅，環境稅收可用於減免其他具有累退性的租稅，改善對所得分配的影響，此為環境稅制改革或稱綠色稅制改革的重要觀. 政治大 dynamics，PSID）與消費支出調查資料（the consumer expenditure survey，立念。Metcalf（1999）使用美國所得動態資料庫（panel study on income. ‧ 國. 學. CES）衡量終身所得，利用投入產出模型模擬分析顯示，調降個人薪資稅或所得稅，碳稅的累退性將有大幅度的減緩。. ‧. 當環境稅制改革對環境與經濟皆有正面效果，稱雙重紅利（double. sit. y. Nat. dividend），Pearce（1991）首先使用雙重紅利此名詞。第一重紅利為庇古效果. al. er. io. （the Pigovian effect），即環境品質的改善，第二重紅利為收入循環效果（the. v. n. revenue recycling effect），即環境稅稅收用於替代扭曲性租稅所產生的社會福利. Ch. engchi. i n U. 改善。Lee 與 Misiolek（1986）強調環境稅對環境改善以外的效益的重要性，而許多實證研究應用 CGE 模型或總體計量模型結果顯示雙重紅利是有可能的（例如：Andersen & Ekins，2009；Beck et al.，2015；Seung-Joon、Ogawa & Kawakatsu，2015），但也有研究顯示環境稅稅收用於租稅交換，例如減徵所得稅，不太可能有第二重紅利效果，認為租稅交換的稅收循環方式雖然可以改善環境稅對經濟的負面影響，但仍無法完全抵免甚至超過達到對經濟的正面效果（例如：Goulder，1995）。而在我國研究環境政策的文獻中，柏雲昌（Bor & Huang，2010）應用 CGE 模型研究我國能源稅與雙重紅利的效果，研究結果顯示我國碳稅稅收用於減免所得稅對於雙重紅利的效果是最佳的。 12. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(22) 我國亦有研究認為我國實行環境政策的稅收用於其他扭曲的稅制可以提高資源效率以及改善所得分配（例如：蕭代基等，2009），李陳國（2011）也整合國內外理論研究成果嘗試建構環境稅經濟手段的研究，在林晉勗與林師模（2018）受行政院原子能委員會委託的委託研究計畫研究報告中，發現環境稅在我國可以小幅度改善所得分配，且若將稅收循環運用可以進一步改善所得分配，對於經濟與社會公平面有正面影響，而若針對中低所得階層減免稅捐可以改善所得分配。 Klenert et al.（2018）從政治經濟學的角度研究減碳政策如何被民眾接受，. 政治大異，文獻認為課徵碳稅的稅收循環方式，採用定額移轉（lump-sum）的方式，立並且比較現行碳定價機制在所得分配、政治信任、以及政策穩定性各方面的差. 即將稅收以每人等額的方式發還全民，是較能改善所得分配並且為政策上實施. sit. y. Nat. m 第三節 E3ME 模型之應用. ‧. ‧ 國. 學. 較為可行的。. al. er. io. E3ME 總體計量模型是由英國劍橋計量經濟研究中心（Cambridge. v. n. Econometrics）發展至今屆 25 年的全球總體計量模型，最初是為了歐盟執委會. Ch. engchi. i n U. 研究架構計畫（European Commission’s research framework programmes）而建立，現已廣泛應用於各種政策分析。歐洲研究團隊應用 E3ME 總體計量模型之研究成果主要為歐盟環境政策的影響評估，例如歐盟 2030 年環境目標的影響評估（Pollitt et al.，2015）與歐盟應如何達到 2020 年溫室氣體減量 20%的政策建議分析等（Smith et al.， 2019）。亞洲方面，日本與韓國皆有研究團隊應用 E3ME 總體計量模型進行政策分析，例如研究日本在不同配比的核能發電下達到 2030 年減碳目標的總體經濟影響（Lee et al.，2018），多數研究成果集合在 “The Green Fiscal Mechanism and 13. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(23) Reform for Low Carbon Development: East Asia and Europe” （Mori et al.， 2013）與 “Low-carbon, Sustainable Future in East Asia: Improving energy systems, taxation and policy cooperation” （Lee、Pollitt & Park，2015）兩本書中。 Chewpreecha 與 Lee（2015）應用 E3ME 模型研究環境政策對日本與韓國所得分配的影響，結果顯示在沒有稅收回饋下課徵碳稅具有累退性，藉由同比例減徵消費稅、所得稅或雇主負擔之薪資稅可以增加 GDP，但無法改善所得分配，若是採用定額移轉（lump-sum）將稅收以每人等額的方式發還全民，或增加社會安全與社會福利給付，則有助於改善碳稅的累退性，與 Klenert et al.. 政治大（2015），探討課徵碳稅搭配不同稅收循環制度對我國所得分配的影響，並模擬立（2018）結論一致。本文在所得分配評估的理論架構參考 Chewpreecha 與 Lee. 日本與韓國實施相同政策與我國模擬結果的異同。. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 14. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(24) 第三章政策背景第一節能源政策我國在 2008 年發布《永續能源政策綱領》，提出「永續能源發展應兼顧『能源安全』、『經濟發展』與『環境保護』，以滿足未來世代發展的需要」，其提出的具體減碳目標為：全國二氧化碳排放量於 2025 年回到 2000 年排放量。在各種能源發電技術中，燃煤在發電過程中的碳排量是最多的，燃氣次之。若以我國燃煤電廠與燃氣電廠資料估計，發一度電，使用燃煤約會產生 780 公克二氧化碳，使用燃氣則約產生 450 公克二氧化碳，不過，在實際發電. 政治大. 的過程，由於各種不同能源機組熱能轉換效率不同，會有不同的碳排結果。至. 立. 於核能與再生能源，在發電過程中不會有二氧化碳排放，然而，核能發電在我. ‧ 國. 學. 國是敏感議題，自從民主進步黨於 2002 年提出「非核家園」政策目標，關於我國的能源使用有諸多考量與討論。. ‧. 我國能源現況有以下幾個特性使得能源安全與效率的達成是有困難的：高. y. Nat. sit. 度能源進口依賴、孤立的電力供應系統、電價無法合理反映發電成本等。首. n. al. er. io. 先，2017 年，我國能源供給約 98%來自進口，其次，由於我國是海島地形，電. i n U. v. 力供應系統是完全獨立的，表示我國需要較高的發電量以維持穩定的電力供. Ch. engchi. 給，再生能源例如太陽能或風力發電又十分仰賴天氣狀況，將使得電力供給會有更高的不確定性。最後，我國的電價長期受政府干預，低估發電成本。上述我國電力結構的特性皆是實施能源政策需要全面考量的。 2016 年總統大選由蔡英文代表民主進步黨勝選，上任後 2016 年 5 月蔡政府提出《新能源政策》，其主要目標為：2025 年達成非核家園；2025 年再生能源發電量占總發電量比例達 20%；擴大使用天然氣、降低現有火力發電廠的汙染與碳排放量；完成電業法修法，提供能源轉型所需的市場結構與法治基礎。 2017 年 4 月提出的《能源發展綱領》目前是我國能源政策的原則與方向，主要四大方向為「能源安全」、「綠色經濟」、「環境永續」以及「社會公平」。2018 15. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(25) 年 3 月出版的《能源轉型白皮書(初稿)》，其目標仍為再生能源發電量占總發電量比例達 20%，但將各種再生能源技術發電量轉換成發電裝置容量，將裝置容量的總量要求作為執行目標。《太陽光電兩年推動計畫》與《風力發電推動方案》則明列對特定再生能源的執行目標。2018 年 11 月舉行的公投為能源與環境議題帶來更多的討論與意見，公投結果顯示民意希望減少火力燃煤發電，同時維持核電運轉。. 第二節碳定價機制. 政治大不經濟性，是造成環境汙染與破壞的根本原因。理論與政策實施上常見減少污立在經濟活動中若忽視環境保護，而不願意在環境方面進行投資，會有外部. ‧ 國. 學. 染排放量的經濟政策有：碳排放交易系統（emissions trading schemes，ETS）與環境稅制改革（environmental tax reform，ETR）兩種。自從《京都議定書》於. ‧. 1997 年簽訂並於 2005 年強制生效以來，全球已有廣泛認知汙染排放是有一貨. sit. y. Nat. 幣價格，二氧化碳排放也不例外。. al. er. io. 本節說明碳定價機制實施現況，共分兩段：第一段說明全球碳定價機制，. v. n. 以歐盟碳排放交易體系與瑞典碳稅為例；第二段說明我國政策規劃背景。. Ch. engchi. i n U. 一、全球圖 3-1 為全球已實施或政策規劃中、以及考慮實施碳定價機制的分布圖。可以看到歐洲，尤其是北歐國家，實施這兩項政策的普及程度，亞洲以日本為首尚在推廣階段，我國在圖中標示為考慮實施碳稅或碳交易系統的範圍。. （一）歐盟碳排放交易體系碳排放交易系統最具代表性且規模最大的是歐盟碳排放交易體系（European Union cap-and-trade system，EU ETS），開始於 2005 年，運作方式 16. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(26) 為先設定排放上限，在該上限內得以交易排放配額。至於在環境稅制改革的部分，課稅標的可分成特定能源（例如：汽油、柴油、煤油、航空燃油與液化石油氣等化石能源等），與溫室氣體（例如：二氧化碳）兩種，在稅收中立原則下，稅收用於減免其他具有累退性質的租稅，將有助於減緩碳稅的累退性，此為環境稅制改革。德國與許多北歐國家皆實施環境稅制改革，且研究顯示有雙重紅利的存在。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 3-1 各國碳稅（carbon tax）與碳交易系統（ETS）已實施或政策規劃中、以及考慮實施的分布圖資料來源：State and Trends of Carbon Pricing 2018，World Bank 17. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(27) 學. ‧ 國. 立. 政治大. 圖 3-2 歐盟碳排放交易體系歷年交易價格. 資料來源：Trends and projections in the EU ETS in 2017，European Environment. ‧. Agency. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 3-3 瑞典歷年碳稅單位稅額（以瑞典幣兌歐元匯率 10.33 計算）資料來源：Ministry of Finance Sweden. 18. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(28) 歐盟碳排放交易體系 EU ETS 歷年交易價格趨勢呈現如圖 3-2，從 2005 年每噸二氧化碳 18 歐元，2007 年因為金融風暴下降至每噸二氧化碳 2 歐元，之後 2012 年至 2016 年則維持在每噸二氧化碳 5 歐元至 10 歐元的區間，2017 年之後開始有逐漸上升的趨勢，預估未來碳價會持續上升。. （二）瑞典碳稅目前全球碳稅單位稅額最高的國家為瑞典，也是最早實施碳稅的國家，瑞典歷年碳稅單位稅額見圖 3-3。瑞典的碳稅單位稅額自 1991 年的€27/tCO2，上. 政治大瑞典自 1991 年開始課徵碳稅，當時目標為 2000 年時二氧化碳排放量維持立. 升至 2018 年的€120/tCO2，預估未來碳稅單位稅額會持續上升。. 在 1990 的水平，課徵單位稅額按私人家庭與工業部門而不同，1991 年私人家. ‧ 國. 學. 庭的碳稅單位稅額為€27/tCO2，工業部門則較私人家庭低 50%到 80%；1995 加. ‧. 入歐盟，受歐盟的環境法規限制；2000 年實施環境稅制改革，2000 年至 2005. y. Nat. 年稅額大幅調升，並搭配租稅減免；2005 年加入歐盟碳交易系統，電力部門與. er. io. sit. 高排碳的產業強制加入歐盟碳交易系統；2011 年受歐盟碳交易系統管制的產業豁免於瑞典的碳稅課徵，而不受歐盟碳交易系統管制的產業因為能源密集度低. al. n. v i n 且能源成本低，受碳稅的影響較小，因此從 2011 年後逐年增加，預計未來將與 Ch engchi U 私人家庭的碳稅單位稅額相同。. 二、台灣我國自 1997 年推動溫室氣體減量專法立法工作，環保署草擬「溫室氣體減量法（草案）」，於 2006 年通過行政院審查，函送立法院進行審議，雖進入立法程序，惟始終未能通過，直至 2015 年將法案名稱修正為《溫室氣體減量與管理法》，並於立法院三讀通過，2015 年 7 月總統公布施行。. 19. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(29) 《溫室氣體減量及管理法》明定我國溫室氣體長期減量目標為 2050 年降為 2005 年的 50%，第五條之三，「依二氧化碳當量，推動進口化石燃料之稅費機制，以因應氣候變遷，並落實中立原則，促進社會公益」，以及第八條之十二，「溫室氣體總量管制、抵換、拍賣、配售、交易制度之建立及國際合作減量機制之推動」，提供我國實施碳定價機制，包含碳稅與碳交易的可能性。依據《溫室氣體減量及管理法》第九條第一項規定，行政院環境保護署於 2017 年 2 月公布《國家因應氣候變遷行動綱領》及《溫室氣體減量推動方案》，作為我國溫室氣體減量及施政之總方針，我國碳定價機制尚在規劃中。. 政治大. 第三節立再生能源發電躉購補貼制度. ‧ 國. 學. 再生能源發電躉購補貼制度（feed-in tariffs，FIT）與政府補貼再生能源設備不同，FIT 是由政府訂定一固定優惠費率保證電力公司會以這個價格收購再. ‧. 生能源業者所產之電力，使再生能源可以與發電成本較低的高碳排放量化石能. y. Nat. sit. 源競爭，促進再生能源的發展。. n. al. er. io. 德國是積極實施 FIT 制度的一個國家，並且透過 FIT 制度促進再生能源裝. i n U. v. 置的廣泛設置與使用。FIT 制度最早於 1978 年起源於美國，1990 年代歐洲開始. Ch. engchi. 實施，目前全球已有 70 多個國家或地區採用。德國自 2000 年開始實施再生能源法（Erneuerbare-Energien-Gesetz，EEG），以固定價格保證收購再生能源電力 20 年，並訂定再生能源的長期目標，期間配合政府目標與能源情勢，歷經多次的修法。德國對再生能源政策與法令的大力支持，使得風力發電與太陽能等再生能源成功發展，德國再生能源發電量占總發電量的比重在 2018 年為 38.2%。歐洲各國也有實施此制度以發展再生能源的例子（例如：西班牙、捷克、丹麥與荷蘭等）。然而，FIT 制度也有其缺點，第一，再生能源發電受地形、氣候等因素限制影響，無法持續穩定發電，為了避免供電系統的不穩定，需要其他能源作為 20. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(30) 發電備援（backup generator），通常以天然氣協助供電系統的穩定。德國雖然有很高的再生能源發電占比，但是這也意味需要足夠的其他能源備用容量維持穩定的電力供給。第二，若長期仰賴高於一般電力市場平均交易價格的法定躉購費率，並對再生能源發電業者進行財務補貼，除不利於其技術之創新外，同時更會進而導致電價持續上漲而不利於終端之電力消費者。因此，德國自 2014 年以來及陸續實施相關措施降低躉購費率。. 我國自 2009 年正式實施《再生能源發展條例》以來，即採取躉購補貼制. 政治大能源與代表性的裝置設備呈現，完整資料請見經濟部能源局網站）。立. 離岸風力. 4.1982. 5.5626. 太陽能3. 11.1883. 10.3185. 地熱能. 5.1838. 4.8039. 表 3-4 我國主要再生能源歷年躉購補貼費率（元/度） 2013. 2014. 2015. 2.6574. 2.6427. 2.6258. 2.6338. 2.7229. 5.5626. 5.5626. 5.6076. 5.7405. 8.3971. 7.1602. 6.8633. n. al. 資料來源：能源局. Ch. 4.8039. 4.8039. 4.9315. engchi. 2017. 2018. 2.8099. 2.8776. 2.7669. 5.7405. 6.0437. 5.8498. 6.4813. 6.1033. 5.8744. 4.9428. 4.9428. 5.1956. sit. io. 9.4645. 2016. y. 2012. Nat. 2011. er. 2010. ‧. 2.3834. 學. 陸域風力2. ‧ 國. 度，表 3-4 整理我國主要再生能源歷年躉購補貼費率（本研究僅選取部分再生. i n U. v. 4.9315. 隨著再生能源發電成本逐年降低，歐洲各國開始從躉購制度走向競標制度（auction），德國也再次修訂再生能源法 EEG，在 2017 年導入競標制度。競標制度通常由政府組織招標作業，依據特定裝置量或發電量做競標，廠商則依據. 陸域風力裝置容量級距 2010 年至 2015 年為 10kw 以上，2016 年至 2017 年為 20kw 以上， 2018 年為 30kw 以上，除 2010 年外皆有加裝低電壓持續運轉能力 (LVRT)。 3 太陽能裝置容量級距 2010 年至 2014 年為 1kw 以上不及 10kw，2015 年至 2018 年為 1kw 以上不及 20kw，除 2010 年不分期外，皆選擇第一期上限費率呈現於表中。 21 2. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(31) 每單位發電價格投標，在符合相關規定且得標下簽訂購電協議（power purchase agreement），競標制度的主要優勢為反映市場真正的價格。我國太陽光電競標制度自 2011 年實施至今，2018 年也針對離岸風力業者開放部分裝置容量採用競標制度決定補貼價格，然而離岸風力的躉購補貼所訂定之價格每度 5.8 元與競標最終價格每度 2.5 元，兩者之間的差距使各界質疑並引發廣泛討論。關於我國再生能源的發展、法規訂定與配套作業仍有很大的討論空間。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 22. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(32) 第四章理論架構第一節總體經濟計量模型經濟理論的研究與電腦技術的進步使得數量模型的研究方法在近幾個世代有成長性的發展，影響總體經濟的變數與關係十分複雜，使用數量模型我們得以研究政策分析與未來預測，並提供研究結果與政策建議，亦有文獻詳細說明總體計量模型的方法論及建構技巧（例如：林建甫，2010）。Bautista（1988）與 Capros（1990）將總體數量模型劃分為兩大類：可計算一般均衡模型（computable general equilibrium model，CGE model）與總體經濟計量模型（macroeconometric model）。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 總體計量模型最早是由 Klein 與 Goldberger（1955）所建立的 Keynes-Klein 模型，也是迄今沿用最多的總體計量模型，早期以建構經濟變數的理論關係為. ‧. 主，對預測較少研究，後來漸漸著重行為函數的探討，包含消費、投資、家計. y. Nat. sit. 單位、貨幣政策與財政政策的影響途徑，經濟理論建構在凱因斯學派理論上，. n. al. er. io. 認為現在的決策會受過去的決策限制或影響，即使過去的情況已經與現在不相. i n U. v. 關，仍然會受到過去的決策影響，且強調需求面帶動的影響。. Ch. engchi. 1970 年代由於供給面經濟學派與理性預期等經濟理論的興起，認為使用過去歷史資料決定未來行為是不適當的，因此許多研究轉而使用 CGE 模型進行分析。CGE 模型理論架構建立在新古典一般均衡理論上，其重要假設為完全的知識（perfect knowledge），且會依據理性做最適選擇，CGE 模型也假設在勞動市場是充分就業，模型結果為長期均衡結果，短期調整到長期的動態調整過程通常不會被考慮。 CGE 模型會低估潛在技術創新帶動需求面對經濟的影響。原因為 CGE 模型建立在新古典經濟學派上，認為需求面衝擊對總體經濟的影響是短期的，而 CGE 模型的模型結果為長期均衡，因此需求面帶動對總體經濟的影響會被 CGE 23. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(33) 模型低估。相較之下，總體經濟計量模型則是假定未來的行為模式與過去是相似的，是依據過去歷史資料決定未來的可能路徑，可以分析短期與長期的影響而不受限於長期均衡的限制。 1980 年代總體計量模型又再考慮資金、財務經濟與供給面的預期設定，發展至今，總體計量模型在解釋與預測能力若要更加細緻，需要的是分類更加詳細的資料庫，如今，建立總體計量模型強調的是蒐集各國與產業的詳細資料，以建立跨國的總體計量模型。. 第二節 E3ME-FTT 治模型. 立. 一、E3ME 模型. 政. 大. ‧ 國. 學. 本文應用的 E3ME 模型（energy-environment-economy global macroeconomic model）是由英國劍橋計量中心（Cambridge Econometrics）發展餘 20. ‧. 年的全球總體計量模型，最初是為了歐盟執委會研究架構計畫（European. y. Nat. sit. Commission’s research framework programmees）而發展，現已廣泛應用於各種. n. al. er. io. 政策分析。不僅只有歐洲研究團隊應用 E3ME 模型進行研究分析，亞洲方面，. i n U. v. 日本與韓國皆有研究團隊應用 E3ME 模型進行政策模擬分析。. Ch. engchi. E3ME 模型共三個模組：經濟（economy）、能源（energy）、環境/汙染排放（environment/ emissions），三個模組互相影響，圖 4-1 說明三個模組間的交互作用。與 CGE 模型求解一般均衡不同，E3ME 模型是以歷史資料為基礎，較能反映現實的趨勢與走向，且 E3ME 模型是由需求驅動（demand driven）的模型，可以捕捉低碳技術進步帶動的總需求增加對經濟的正面影響。. 24. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(34) 政治大圖 4-1 E3ME 模型經濟、能源與環境模組間的交互作用立 ‧. ‧ 國. 學. 資料來源：E3ME Manual（Cambridge Econometrics，2014）. E3ME 模型涵蓋全球共 59 個地區的經濟、能源與環境系統，其中經濟系. sit. y. Nat. 統再細分成 43 個產業部門（歐洲國家包含 69 個產業部門，其他國家則為 43 個. al. er. io. 部門），歷史資料期間從 1970 年到 2014 年，並且能預測到 2050 年，模型共有. v. n. 28 條隨機方程式且具有高度實證性，分為六組，分別為：能源（Energy）、經. Ch. engchi. i n U. 濟（Economic）、勞動（Labour）、價格（Price）、貿易（Trade）、物質（Materials），圖 4-2 呈現 E3ME 模型的六組隨機方程組。外生變數則包含有：人口、自然資源、政府支出、稅率與補助金、匯率、短期與長期利率。因為 E3ME 模型產業部門、商品類別與市場分類十分詳細，不同的產業在 E3ME 模型中不會是完全競爭市場，會有不同的市場型態與規模，勞動市場也不會處在充分就業的情況，估計式與估計參數則是根據過去 40 年的歷史資料所估計出來的，以上種種特性都使得 E3ME 模型在預測未來的分析可以更加精確。. 25. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(35) 圖 4-2 E3ME 模型隨機方程組資料來源：Cambridge Econometrics. 政治大技術預測模型（future 立technology transformations，FTT）是一個 bottom-up. 二、FTT 模型. ‧ 國. 學. 的技術動態模型，目的是模擬預測不同部門的技術變動。最早由 J.-F. Mercure 開始發展電力部門的技術預測模型（Mercure，2012），現已應用至其他部門，. ‧. 例如：交通、工業、農業、熱力部門等，而自 2012 年建立 FTT 模型後，也有. sit. y. Nat. 多篇繼續發展的理論與應用文章（例如：Mercure et al.，2014；Mercure et al.，. al. n. transformations for the power sector，FTT: Power）。. Ch. engchi. er. io. 2018）。本研究主要應用的是電力部門的技術預測模型（future technology. i n U. v. FTT 模型是以生物學演化理論的掠食者–獵物方程式（Lotka-Volterra equation）為基礎。是為了呈現在生態系中，掠食者族群與獵物族群之間彼此因為獵食關係，所造成族群消長的現象。FTT 模型將此概念應用於技術預測，如在電力部門中，假設各種不同技術之間（例如：燃煤、燃氣、風力發電、太陽能發電、水力發電等不同型態的技術）會因其成長率、退役率、投資金額等因素，造成不同技術在不同年份有消長的情形。FTT 主要公式為式（1）：. ∆𝑆𝑖 = ∑𝑗 𝑆𝑖 𝑆𝑗 (𝐴𝑖𝑗 𝐹𝑖𝑗 − 𝐴𝑗𝑖 𝐹𝑗𝑖 )∆𝑡. （1）. 26. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(36) 式中，Si 是已經使用技術 i 的比例，也就是技術 i 的市場佔有率，Sj 則是考慮使用技術 j 的比例，即技術 j 的市場佔有率，Aij 表示技術 i 的壽命時間與技術 j 的前導時間，Fij 表示在兩種技術 i 與 j 之間選擇技術 i 的機率，t 表示時間。藉由 FTT: Power 模型，我們可以預測各個國家每年度電力部門各種能源技術的市場占比，以及裝置容量與發電量等資料。FTT: Power 再經由電價或電力部門的投資等變數回饋至 E3ME 模型，進而影響總體經濟。. 三、E3ME-FTT 模型. 政治大模型的總體經濟：價格回饋（price feedback）與投資回饋（investment 立. FTT: Power 預測了每年的能源配比後，主要會從兩種途徑回饋影響 E3ME. feedback），以下分別說明之。. ‧ 國. 學 ‧. （一）價格回饋（price feedback）. y. Nat. 價格回饋是指電價的增減會使得生產者的成本增減，消費者面對的商品價. 在 E3ME 模型中，電力需求公式為式（2）：. n. al. ∆log𝐷𝑖𝑗 =. 𝛽𝑖𝑗0. +. Ch. engchi. 1 𝛽𝑖𝑗 ∆logϒ𝑖𝑗. er. io. sit. 格也因此受影響，繼而影響產出與就業等各項經濟變數。. i n U. v. + 𝛽𝑖𝑗2 ∆log𝑃𝑖𝑗 + 𝛽𝑖𝑗3 ∆log𝑇𝑃𝐼𝑖𝑗 + 𝜀𝑖𝑗. （2）. 式中，Dij 表示 i 產業別 j 國家別的電力需求，Yij 是總產出，Pij 是電價，TPIij 表示技術進步，𝛽𝑖𝑗𝑘 則是根據歷史資料估計的估計係數。當電力需求 Dij 改變，FTT: Power 會根據各種不同技術的平均成本、成長率、退役率、投資金額等因素，預測每年各能源的配比以滿足電力需求，即電力結構，每年的發電成本也因此被決定，而發電成本會影響電價 Pij，電價又會. 27. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(37) 再次影響電力需求。電價的增減會使得生產者的成本增減，消費者面對的商品價格也因此受影響，繼而影響各項經濟變數。. （二）投資回饋（investment feedback）投資回饋是指電力部門新技術的創新會影響電力部門的投資，影響國家總體投資，繼而對就業或產出等經濟變數造成影響。當新的技術（例如：再生能源）建立後，成本會逐年下降，也會導致未來電價的下降與實質所得的增加。因此對電力部門實施的能源政策，FTT: Power. 政治大的投資回饋到 E3ME 模型的總投資，繼而對就業與長期經濟成長有正面效果的立會決定各能源的配比，使得電力部門新技術的投資增加，然後再藉由電力部門. 影響。. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 4-3 FTT: Power 與 E3ME 之間的關係資料來源：E3ME Manual（Cambridge Econometrics，2014）. 28. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(38) 圖 4-3 顯示 FTT: Power 與 E3ME 三個模組之間的關係。E3ME 的能源模組會決定電力需求影響 FTT: Power，FTT: Power 則會回饋影響能源模組中對其他燃料的需求與電價；環境模組若課徵汙染稅，則會影響造成汙染的該能源技術平均成本上升，因此 FTT: Power 會重新決定電力結構，而不同的電力結構會回饋影響環境模組的污染排放量；經濟模組若實施發電躉購補貼（feed-in tariffs， FIT）或資本成本的補貼（subsides），會影響不同能源技術的平均成本，因此 FTT: Power 會重新決定電力結構，而不同的電力結構會回饋影響經濟模組的電價、投資與補貼相關的財政調整。. 政治大在 FTT: Power 模型中，計算各種能源技術的平均成本公式為式（3），式立. 中，𝑀𝐸𝑊𝐶為該技術含稅後的每年平均發電成本，𝐼𝑁𝑉為投資成本，𝐶𝐹為預期. ‧ 國. 學. 容量因子4（expected capacity factor），預期容量因子𝐶𝐹越高，電力公司越可以. ‧. 攤銷固定成本，即投資成本𝐼𝑁𝑉，電力公司因此可以賺取更高的利潤。𝐹𝑈𝐸𝐿為. y. Nat. 燃料成本，𝑂𝑀為運營與維修成本。有三種經濟誘因政策工具會直接反映在平均. n. al. er. io. sit. 成本：𝑇𝐴𝑋為碳稅或碳價，𝑆𝑈𝐵為資本成本的補貼，𝐹𝑖𝑇則為發電躉購補貼。. 𝑀𝐸𝑊𝐶 = 𝐼𝑁𝑉(𝑡)×𝑆𝑈𝐵(𝑡). ∑ [(. 𝐶𝐹(𝑡). Ch. engchi. i n U. v. + 𝐹𝑈𝐸𝐿(𝑡) + 𝑂𝑀(𝑡) + 𝑇𝐴𝑋(𝑡))⁄(1 + 𝑟)𝑡 ]⁄∑(1 + 𝑅)𝑡 − 𝐹𝑖𝑇 （3）. 發電成本的改變會影響 FTT: Power 決定不同的能源配比，再藉由價格與投資回饋影響 E3ME 模型的總體經濟變數。. 容量因子（capacity factor）是發電廠的平均發電量除以裝置容量。核能發電通常 24 小時以滿載裝置容量運行，容量因子接近 1，再生能源的容量因子則會受天氣影響，例如在夏季，水電廠平均發電量較高，容量因子便較高。容量因子越高，發電的平均成本會越低。 29 4. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(39) 第三節所得分配評估本研究將我國歷年家庭收支調查資料新增至 E3ME 模型資料庫，使模型結果得以評估政策效果對不同所得收入組的實質可支配所得的影響。我國家庭收支調查將全國家庭依其可支配所得大小排序後，再將戶數五等分，每等分均包含 20%的家庭，所得收入由高至低依序分成五組（1 = 最低所得收入組，5 = 最高所得收入組）。. 名目可支配所得公式如式（4）：. 政治大 𝑆𝐸𝑅𝐼 = 𝑆𝑅𝑊𝐶 × 𝑅𝑊𝑆 + 𝑆𝑅𝑆𝐼 × (0.3 × 𝑅𝐵𝐸𝑁) + 𝑆𝑅𝐵𝐶 × (0.7 × 𝑅𝐵𝐸𝑁) + 立 𝑖. 𝑖. 𝑖. 𝑖. （4）. 𝑆𝑅𝑅𝐶𝑖 × 𝑅𝑅𝐼 − 𝑆𝑅𝑇𝐶𝑖 × 𝑅𝐷𝑇𝑋 − 𝑆𝑅𝑇𝐶𝑖 × 𝑅𝐸𝐸𝑆. ‧ 國. 學 ‧. 各變數代表意義如下，所得收入組 i 的每年名目可支配所得. 𝑆𝑅𝑊𝐶𝑖. 所得收入組 i 的受雇人員報酬佔所得收入總計的比率. 𝑅𝑊𝑆. E3ME 模型結果的總薪資所得收入. y. sit. er. al. v i n 所得收入組 i 的社會保險受益佔所得收入總計的比率 Ch engchi U n. 𝑅𝐵𝐸𝑁. io. 𝑆𝑅𝑆𝐼𝑖. Nat. 𝑆𝐸𝑅𝐼𝑖. E3ME 模型結果的社會保險受益. （假設 0.3 分配至社會保險，0.7 分配至退休金） 𝑆𝑅𝐵𝐶𝑖. 所得收入組 i 的其他經常移轉收入佔所得收入總計的比率. 𝑆𝑅𝑅𝐶𝑖. 所得收入組 i 的其他收入佔所得收入總計的比率. 𝑅𝑅𝐼. E3ME 模型結果的其他所得收入. 𝑆𝑅𝑇𝐶𝑖. 所得收入組 i 的稅賦支出佔所得收入總計的比率. 𝑅𝐷𝑇𝑋. E3ME 模型結果的直接稅. 𝑅𝐸𝐸𝑆. E3ME 模型結果的勞工社會安全捐. 30. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(40) 價格平減指數的公式如式（5）：. 𝑃𝑆𝐸𝑖 =. ∑(𝐵𝑆𝐸𝐶𝑖𝑘 ×𝑉𝐶𝑅𝑘 ). （5）. ∑(𝐵𝑆𝐸𝐶𝑖𝑘 ×𝐶𝑅𝑘 ). 𝑃𝑆𝐸𝑖. 所得收入組 i 的價格平減指數. 𝐵𝑆𝐸𝐶𝑖𝑘. 所得收入組 i 對 k 商品消費佔總消費的比例. 𝑉𝐶𝑅𝑘. E3ME 模型結果用當期價格計算消費 k 商品的總額. 𝐶𝑅𝑘. E3ME 模型結果用固定價格計算費 k 商品的總額. 政治大將名目可支配所得𝑆𝐸𝑅𝐼 立除以價格平減指數𝑃𝑆𝐸 ，即式（4）除以式（5）， 𝑖. 𝑖. ‧ 國. ‧. 𝑆𝑅𝑅𝐼𝑖 =. 學. 會得到實質可支配所得𝑆𝑅𝑅𝐼𝑖 ，如式（6）：. 𝑆𝐸𝑅𝐼𝑖 𝑃𝑆𝐸𝑖. Nat. sit. y. （6）. n. al. er. io. 本文藉由觀察不同所得收入組的實質可支配所得，分析我國深度減碳政策. i n U. v. 對所得分配的影響，並模擬日本與韓國實施相同政策進行比較分析。. Ch. engchi. 31. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(41) 第五章實證模型分析第一節情境設定表 5-1 政策情境表政策是否. 單位稅額. 稅收循環方式. S1.A：. 無，稅收用來減少財政赤字或增加財政盈餘. 工具使用核電碳稅 2025 年後核電廠. 2020 年單位稅額 NT$672/ tCO2，租稅. S1A.1 降低營業稅率. 全數停役. 2029 年為 NT$1,130/tCO2，每年. S1A.2 降低個人綜合所得稅率. 交換. 政治大持續增加，至 2050 年為 S1A.3 降低雇主負擔「薪資稅」率立 NT$3,094/ tCO S1A.6 同時降低營業稅率、個人綜所. 學. （根據歐盟官方對歐盟碳交易系統之碳價訂定）. 專款. S1A.4 增加社會安全與社會福利給付. 專用. S1A.5 定額移轉. y. Nat. 無，稅收用來減少財政赤字或增加財政盈餘. io. sit. S1.B：. 稅率、雇主負擔「薪資稅」率. ‧. ‧ 國. 2. n. al. er. 2020 年單位稅額 NT$75/tCO2，. Ch. 之後每年增加 NT$75/tCO2，. engchi. i n U. v. 2050 年為 NT$2,325/ tCO2. S1.C：. 無，稅收用來減少財政赤字或增加財政盈餘. 2020 年單位稅額 NT$420/tCO2，. 租稅. S1C.6. 之後每年增加 NT$420/tCO2，至. 交換. 同時降低營業稅率、個人綜所稅率、. 2050 年為 NT$13,020/ tCO2. 雇主負擔「薪資稅」率專款. S1C.4 增加社會安全與社會福利給付. 專用. S1C.5 定額移轉. 32. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(42) 政策工具. 是否有核電. 單位稅額/補助費率. 稅收循環方式. 再生能源. 2025 年核電廠全數停役. S2. 由電力消費者. 發電躉購. 再生能源發電躉購補貼費率：. 負擔電價. 補貼. i、陸域風力：2.7669 元/度 ii、離岸風力：5.8498 元/度 iii、太陽能：5.8744 元/度 iv、地熱能：5.1956 元/度 v、燃料電池：2.3226 元/度. 再生能源. 立. 發電躉購. 1. 碳稅單位稅額同 S1C，第一年單位. 少財政赤字或. ‧ 國. 稅額為 NT$420/tCO2，之後每年增加增加財政盈餘 NT$420/tCO2，至 2050 年為. 2. 由電力消費. NT$13,020/ tCO2. 者負擔電價. Nat. y. ‧. io. sit. 2. 再生能源發電躉購補貼費率：. n. al. i、陸域風力：2.7669 元/度. er. + 碳稅. 1.稅收用來減. 學. 補貼. 治政 S3.C 大. Ch. i n U. v. ii、離岸風力：5.8498 元/度. engchi. iii、太陽能：5.8744 元/度 iv、地熱能：5.1956 元/度 v、燃料電池：2.3226 元/度. 33. DOI:10.6814/NCCU201901128.

(43) 政策工具. 是否有核電. 單位稅額. 稅收循環方式. 無碳稅. 假定 2025 年以. S4. 無. 碳稅. 後核電裝置容量. S5.C：. 無，稅收用來減少財政赤字或. 為 2.7GW. 2020 年單位稅額為. 增加財政盈餘. NT$420/tCO2，之後每年增加. 租稅. S5C.6 同時降低營業. NT$420/tCO2，至 2050 年為. 交換. 稅率、個人綜所稅. NT$13,020/ tCO2. 率、雇主負擔「薪資稅」率. 立. 政治大. 專款. S2C.4 增加社會安全. 專用. 與社會福利給付. ‧ 國. 學. 租稅. S5C.5 定額移轉 S5C.7. ‧. 降低營業稅率、定額. 專款. 移轉. 專用. n. al. er. io. sit. y. Nat. 交換. Ch. engchi U. v ni. 並行. 34. DOI:10.6814/NCCU201901128.