台灣太陽光電競標市場研究 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學商管專業學院碩士學位學程(AMBA) 碩士論文. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 台灣太陽光電競標市場研究. ‧. The Study of Solar Energy Bidding Market in Taiwan. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. 指導教授：余清祥研究生：江柏珊民國 103 年 11 月. v.

(2) 致謝學習的過程是無止盡的，感謝我的家人給予的鼓勵與支持，讓我能夠在離開學校之餘，還能保持好奇心，如果能夠讓你們感到一點點的驕傲，就是我最大的滿足。另外，特別感謝我最愛的梅姐，妳是我生命中最重要的摯友，謝謝妳對我的包容與教導，無論在我最脆弱最得意的時候，妳都願意與我一起分享，如果我在人生的旅途上，面對每一次的挑戰，能夠有多一絲絲的勇氣，都必須要歸功於妳。本論文能夠完成，首先感謝指導老師余老師的耐心與專業，在漫長的研究過程中，. 政治大豐富有意義，讓我一點一滴的建立起研究的信心，在討論過程中，也不斷提供職涯上立. 不斷提供正面的建議與鼓勵，並且親力親為的認真了解資料內容，每一次的討論也都. 的建議，真的非常感謝老師的協助，讓我從撰寫論文的過程當中，獲得了莫大的收穫，. ‧ 國. 學. 深刻的感受論文的撰寫是對學生一項滿好的訓練。. ‧. 此外，感謝在修讀碩士期間，一同討論的同學與老師，面對工作和論文的壓力時，. y. sit. io. n. al. er. 感謝。. Nat. 陪同我寫論文的 Jas，謝謝你們，碩士生涯非常豐富，也拓展了視野，藉此至上誠摯的. Ch. engchi. i n U. v. 江柏珊謹誌民國 103 年 12 月. I.

(3) 摘要隨著油價上漲，核能發電的安全性受到質疑，越來越多人關注再生能源發電的可行性，而台灣石油及煤礦等天然資源缺乏，再生能源變成可行的替方案。有鑑於此，政府開始透過政策補助以創造再生能源使用的經濟誘因，2009 年「再生能源發展條例」通過後，我國綠能發電市場產生重大變化，其中發展最快速的即是太陽能發電市場。由於台灣太陽能產業發展多年，上、中、下游產業鏈佈局已經成熟，以地理環境條件來看，太陽能無論從成本、維護跟可行性來看都是再生能源中最適合於國內深耕的選項，因此在政府提出補助政策後，太陽能發電市場快速活絡起來，太陽能發電成為最新的企業或個人投資管道，形成國內一股安裝太陽光電的熱潮。. 政治大. 本文即以太陽能發電是否為合宜的投資標的為研究目標。首先從觀察市場的角度. 立. 出發，說明我國太陽光電產業結構、下游發電系統類型、太陽能電廠案件的開發流程，. ‧ 國. 學. 接續介紹競標市場的形成背景、法令依據，並且逐步歸納歷年來補助政策調整對市場所造成的影響以及說明整體政策調整的方向，讓有意於電廠領域深耕之業者能夠對競. ‧. 標市場本質有完整認識。另外，為求找出影響競標市場變化的關鍵因素，本研究也蒐集各期得標資訊，包含折扣率、件數、容量等，用統計圖表方式呈現歷年來各指標變. y. Nat. sit. 化，觀察競標市場的成長速度、影響折扣率變動之因子以及推論業者的競標策略。最. er. io. 後以目前已完成競標的折扣率資訊和假設的成本條件，試算歷年投資太陽光電的投資. al. n. iv n C hengchi U 供給有意進入此市場的投資人與相關政策制定者作為參考。. 報酬率變化，藉此推判現在進入太陽光電競標市場，是否仍然有利可圖？研究結果提. 關鍵詞：太陽光電競標、折扣率、太陽能發電、再生能源發展條例. II.

(4) Abstract As gasoline price continues rising and the safety of nuclear energy safety is questioned by the general public, whether Taiwan should consider renewable energy becomes a popular topic. Lacking natural resource limits the diversity of energy used in Taiwan, the renewable (or green) energy, such as solar and wind energy, is a possible alternative due to the rapid technology development. In order to encourage the development of green energy, “Renewable Energy Development Bill” was completed the third reading at the Legislative Yuan in 2009. This creates a significant impact on renewable energy industry in Taiwan, especially in the solar energy sector. Amongst the various types of renewable energy currently being developed, solar. 政治大 energy source for Taiwan. After the announcement of government subsidy program, the solar 立 energy business becomes a popular investment tool for enterprises and individuals. energy is commonly recognized as the most cost effective, most sustainable, and most feasible. ‧ 國. 學. The goal of this study is to evaluate if the solar energy a profitable business. We first introduce the solar energy industry structure in Taiwan, characteristics of solar energy system,. ‧. and the procedure of developing a solar power plant project. Next, we summarize historical information of government subsidy policy to address how solar energy bidding market has been. Nat. sit. y. changed in recent years. Continually, by collecting tender awarding information, including. io. er. discount rate, numbers and capacity, we analyze related information such as the market growth rate, bidder’s strategy, and explore the key influential factors for solar energy biding market. In. n. al. Ch. i n U. v. conclusion, we apply our assumption to calculate IRR (Internal rate of return) to verify if the bidding market is still profitable or not.. engchi. Keywords: Solar energy bid, Discount rate, Solar Power, Renewable Energy Development Bill. III.

(5) 目錄第一章緒論 ....................................................................................................................... 1 第一節研究動機 ........................................................................................................... 1 第二節研究目的 ........................................................................................................... 2 第三節研究範圍、限制與流程 ................................................................................... 2 第二章我國太陽能發電 ................................................................................................... 5 第一節太陽能發電 ....................................................................................................... 6 第二節我國太陽能產業 ............................................................................................... 8 第三節太陽能發電系統 ............................................................................................. 18 第三章我國太陽光電補助政策 ..................................................................................... 30. 政治大. 第一節我國電力市場結構 ......................................................................................... 31 第二節再生能源發展條例 ......................................................................................... 32 第三節太陽光電補助政策 ......................................................................................... 35 第四節躉購費率發展歷程 ......................................................................................... 38 第五節政策分析 ......................................................................................................... 45. 立. ‧ 國. 學. 第四章競標趨勢分析 ..................................................................................................... 47. ‧. 第一節折扣率分析 ..................................................................................................... 47 第二節競標件數分析 ................................................................................................. 53 第三節得標容量分析 ................................................................................................. 57 第四節內部報酬率分析 ............................................................................................. 59. sit. y. Nat. al. er. io. 第五章競爭優勢 ............................................................................................................. 66. v. n. 第一節競爭者類型 ..................................................................................................... 66 第二節競爭優勢 ......................................................................................................... 75. Ch. engchi. i n U. 第六章結論與建議 ......................................................................................................... 78 第一節研究結論 ......................................................................................................... 78 第二節研究建議 ......................................................................................................... 80 參考文獻 ………………………………………………………………………………..82. IV.

(6) 圖目錄圖 1-1、研究步驟流程圖 .................................................................................................. 4 圖 2-1、第二章架構圖 ...................................................................................................... 5 圖 2-2、太陽能電池發電原理 .......................................................................................... 6 圖 2-3、太陽能產業鏈 ...................................................................................................... 8 圖 2-4、常見太陽能電池外觀 ........................................................................................ 10 圖 2-5、太陽電池模組製造過程 .................................................................................... 11 圖 2-6、台灣太陽能系統安裝量 .................................................................................... 15 圖 2-7、獨立型太陽能發電系統 .................................................................................... 18 圖 2-8、併聯型太陽能發電系統 .................................................................................... 19 圖 2-9、防災型太陽能發電系統 .................................................................................... 19 圖 2-10、追日型太陽能發電系統 .................................................................................. 20 圖 2-11、聚光型太陽能發電系統 .................................................................................. 21 圖 2-12、併聯型太陽能發電系統示意圖 ...................................................................... 23 圖 2-13、太陽能光電系統每瓩成本結構 ...................................................................... 24 圖 2-14、太陽能發電系統設置流程 .............................................................................. 27 圖 3-1、第三章架構圖 .................................................................................................... 30 圖 3-2、我國電力市場架構 ............................................................................................ 31 圖 3-3、再生能源發展基金流向示意圖 ........................................................................ 34 圖 3-4、台灣太陽光電補助政策發展 ............................................................................ 35 圖 3-5、再生能源電能躉購費率計算公式 .................................................................... 37 圖 4-1、民國 100~102 平均折扣率趨勢圖 .................................................................... 50 圖 4-2、民國 103 年 1~3 期平均折扣率趨勢 ................................................................ 50 圖 4-3、民國 100~102 最高與最低折扣率趨勢圖 ........................................................ 51 圖 4-4、民國 100~102 折扣率全距趨勢圖 .................................................................... 52 圖 4-5、民國 101 至 103 年競標件數累計圖 ................................................................ 55 圖 4-6、各級距得標比率 ................................................................................................ 57 圖 4-7、民國 99~103 年 IRR 獲利趨勢圖 ..................................................................... 65 圖 5-1、碩禾轉投資太陽能示意圖 ................................................................................ 67 圖 5-2、安集轉投資太陽能示意圖 ................................................................................ 69 圖 5-3、元鴻太陽能轉投資示意圖 ................................................................................ 70 圖 5-4、李長榮轉投資太陽能示意圖 ............................................................................ 72 圖 5-5、中租迪和轉投資太陽能示意圖 ........................................................................ 75. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. V. i n U. v.

(7) 表目錄表 2-1、台灣太陽光電產業鏈結構 ................................................................................ 13 表 2-2、太陽光電產值 .................................................................................................... 14 表 2-3、2012 年太陽光電辦理案件數統計表 ............................................................... 16 表 2-4、2012 年太陽光電辦理容量數統計表 ............................................................... 16 表 2-5、我國太陽能產業 SWOT 分析 ........................................................................... 17 表 3-1、民國 99 年公告之躉購費率 .............................................................................. 38 表 3-2、民國 100 年公告之躉購費率 ............................................................................ 39 表 3-3、民國 101 年公告之躉購費率 ............................................................................ 41 表 3-4、民國 102 年公告之躉購費率 ............................................................................ 42 表 3-5、民國 103 年公告之躉購費率 ............................................................................ 43 表 3-6、民國 103 年決標順序 ........................................................................................ 44 表 4-1、100 年至 103 年總競標件數 ............................................................................. 54 表 4-2、101 年至 103 年得標容量分佈 ......................................................................... 58 表 4-3、101 年至 103 年之得標容量眾數 ..................................................................... 59 表 4-4、IRR 試算之假設條件 ........................................................................................ 61 表 4-5、2009~2014 每瓩造價成本 ................................................................................. 63. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. VI. i n U. v.

(8) 第一章緒論第一節研究動機近幾年氣候變遷帶給人類的警訊，以及石油價格不斷的攀升，各國政府紛紛思考如何節能減碳，部份國家為減少對化石能源的依賴，轉而發展核能發電，自從日本福島核災以後，許多國家的擴核計劃，包括台灣核能發電廠興建計畫都大大地受到質疑，各國無不積極尋找替代能源，增加了再生能源的發展空間。再生能源是取之不盡的大. 政治大有別於日漸耗竭的石油等石化燃料。然而從投資、生產、應用與維護等角度評估，太立陽能絕對是其中最被看好的一項，太陽能這項資源，不但擁有多項優勢，也為世界各. 自然能源，而且在發電過程中不會產生污染，例如太陽能、風力、潮汐能、地熱能等，. ‧ 國. 學. 國帶來無限商機，如何把太陽能落實到民生上，提高使用比例，儼然成為許多國家重要的發展政策，在許多國家積極推廣下，目前太陽能已經廣泛運用並且廣為人知。. ‧. 台灣地小人稠，自產能源很少，進口能源比率在 2008 年就高達 99.23％。1這些進. y. Nat. sit. 口的能源主要是傳統的化石燃料，如煤、石油、天然氣及鈾，但化石燃料總有開採用. er. io. 盡的一天，如果提升我國再生能源的用電比例，可讓我國的電力能夠更具有自主性。. al. n. iv n C 界第三大，在國際市場上占有一席之地，可惜的是國內太陽能發電的使用量卻是不到 hengchi U. 台灣太陽能產業歷經多年的深耕，已成為全球五大生產國之一，太陽能電池產能為世. 1%，為增加我國再生能源的使用量，民國 98 年通過「再生能源發展條例」，此法令為推動台灣綠色能源產業發展的母法，也是促進再生能源產業發展的重要里程碑，其中的太陽光電優惠收購電價法案，創造了我國特殊的太陽光電競標市場，利用政策的力量，讓太陽能光電成為一種投資商品，人人皆可參與，不但使太陽光電系統的設置深入民間，也讓其成為民眾理財工具之一，甚至形成了台灣南部區域「瘋裝太陽能」之. 1. 台灣能源概況(吳文騰，2011). 1.

(9) 現象。上述背景形成本研究對於我國太陽光電市場的興趣，台灣太陽光電的競標市場非常獨特，然而遍尋各種參考文獻，大多是太陽光電政策面的探討與建議，並沒有針對下游競標市場的特性分析；此外，所能取得之研究資料幾乎都是針對某一年度的太陽光電競標結果的檢討報告，難以從其中了解到市場發展的全貌，特別是台灣下游補助政策每年皆有大變動，因此需不斷的觀察最新政策調整，才能與時俱進。本研究期望從市場觀察出發，對我國太陽能產業鏈的結構進行介紹，然後深入討論下游太陽光電競標市場的背景、原理和技術，輔以政策分析，理解我國太陽光能光電競標市場何以蓬勃發展，並且試圖尋找影響市場變化背後的關鍵因素，歸納出我國太陽光電競標市場獨一無二的特性，提供給相關人士作為政策擬定或投資評估之參考。. 立. 第二節研究目的. 政治大. ‧ 國. 學. 本研究出發點為站在一個有意投入太陽光電競標市場的投資者的角度思考，若要投入此市場，需要了解哪些資訊？歷史資料是否有可供借鏡的地方？參與這個市場的. ‧. 競爭需要具備哪些條件？這個市場是否真的有利可圖…等。綜合以上與投資有關的問. sit. y. Nat. 題，本論文的研究項目如下：. er. io. 1. 站在投資人最小的個體角度思考，在投入競標市場之前，必須了解的電廠知識、. al. iv n C 2. 觀察我國太陽光電競標市場歷年來競標數據變化，提出關鍵影響因素。 hengchi U n. 法令依據以及市場限制。. 3. 設定獲利試算模式，驗證競標市場發展至今是否仍然有利可圖。. 第三節研究範圍、限制與流程太陽能產業範圍相當廣泛，若研究探索的範圍過大難免失之空泛，在考量聚焦度以及資料可信度後，本研究將研究範圍進行限縮如下： 1. 產業面：各國國情不同，產業所展現的特性都有差異，本研究在產業面的說明將聚焦於台灣太陽能產業鏈，並針對下游太陽能發電系統進行結構性分析。 2.

(10) 2. 政策面：在我國太陽年光電補助政策中，有許多推廣型特殊專案或特定的縣市政府補助方案，本研究將聚焦在「躉構政策」範疇內的資料整理。本研究先界定研究目的與範圍，接著蒐集相關資料，包含官方網站、書籍、研究報告、政府公告、法令政策等相關文獻，進行資料庫的建立，接著依據資料的時間軸進行萃取與分析工作，接著蒐集市面上競標者的背景資料，進行動機與優勢的解讀，最後提出對競標市場的結論與建議。亦即若以研究流程表示，本研究的研究步驟包括文獻分析、資料統計與公式的模擬計算，如圖 1-1 所示。然而受限於我國太陽能產業競標政策的發展期較短，因此本研究能取得之資料樣. 政治大. 本數僅近四年之數據；此外，在考量資料的可信度後，數據方面將採取官方公布的資. 立. 料為統計基礎，然而仍有細部資料目前官方不願意公告，其資訊不足之處，將會在文. ‧. ‧ 國. 學. 中特別註明其假設條件。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 3. i n U. v.

(11) 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. 圖 1 -1、研究步驟流程圖資料來源：本研究整理. 4. v.

(12) 第二章我國太陽能發電太陽能發電發展悠久，涉獵極廣，世界各國因地理條件與國情差異，針對自身太陽能產業有諸多評論，而政策發展方針也不盡相同，然而本研究為求聚焦，讓有興趣之業者能對我國太陽光電市場有深刻的了解，本章將針對我國太陽能光電產業做說明。論述方式將以站在投資者角度出發，在投入一個新事業之前，必須了解的太陽光電基本知識以及產業鏈結構。本章節論述內容如圖 2-1 倒三角形方式，優先說明太陽能發電的原理，使投資者. 治政大業結構，包含上中下游中有哪些知名廠商、產品、近期發展等，提供整體產業鏈完整立說明。最後，由於本研究所探討的競標市場屬太陽能產業鏈中的下游「系統市場」，. 可對投資太陽能所產生出來的產品「電力」有基本認識，接著介紹我國太陽能光電產. ‧ 國. 學. 而太陽能系統就有如生產電力的工廠，若投資者欲透過銷售電力獲利，就必須先了解欲投資的工廠架構和組合，因此本章後半部將闡述太陽能發電系統的類型、關鍵零組. ‧. 件、成本結構和設置流程。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. 圖 2-1、第二章架構圖資料來源：本研究整理. 5. v.

(13) 第一節太陽能發電太陽能光電是利用太陽能電池將太陽光能轉化為電能，其基礎原理為半導體材料及光電轉換理論。太陽能電池(Solar Cell) 是以半導體製程的製作方式製成，當太陽光照射在太陽能電池上，也就是照射具有 P-N Junction 的光電半導體薄片，此時太陽能電池會吸收 0.2μm～0.4μm 長的太陽光，產生光電效應 (Photovoltaic Effect) ，p-型半導體及 n-型半導體產生電子(負極)及電洞(正極)，並同時分離電子與電洞而形成電壓差，在經由導線傳輸至負載，使太陽光能轉變成直流電，產生輸出電壓及電流(圖 2-2)，由於太陽能電池產生的電是直流電，因此若需提供電力給家電用品或各式電器則須加裝直/. 政治大. 交流轉換器，才能供電至家庭或工業用電。2. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. i n U. v. 圖 2-2、太陽能電池發電原理資料來源：太陽光電資訊網. engchi. 太陽能發電至今雖廣為人知，但受限於成本、發電原理之因素影響，仍然無法達到普遍性的應用，而電力的成本和方便程度，即是影響其是否可快速發展的關鍵點，本研究彙整太陽能發電優缺點如下：3. 2 3. 台灣太陽能光電產業之競爭優勢-以茂迪公司為例(胡根地，2008) 社區發展太陽能發電系統之成本效益評估(施華，2009). 6.

(14) 1. 太陽能發電之優點： (1)應用多元：太陽能發電可因負載型式不同，設計不同應用方式，其應用範圍相當廣泛並具備彈性設計空間，小至消費性品，例如：計算機、行動電源等消費型商品；大至設置太陽能發電廠。此外，太陽能模組可設計為與建築物結合的半透光型模板，節省安裝空間並美化建築物面貌。 (2)節能環保：太陽能發電不需燃料，太陽光即是發電的原料，可透過太陽能電池直接轉換，資源豐富並且免費使用，發電過程不會產生二氧化碳或是製造廢料，有助於生態平衡；若安裝在建築物上，可同時避免太陽. 政治大 (3)電力輔助：太陽能發電可與市電系統併聯，配合市電的運轉做為輔助用立光對建築物的直射，間接降低建築物溫度，節省空調電力。. ‧ 國. 學. 電，當夏季日間用電較高，可提供夏季尖峰用電電力，降低市電的尖峰負載。. ‧. (4)維護費用低：太陽能電池使用年限達 20 年以上，其運轉方式並無使用精密的動力機械，也無需燃料，因此運轉過程維護成本低；維修方面則較. y. Nat. n. al. 2. 太陽能發電之缺點：. Ch. engchi. er. io. 統，問題較容易解決且費用較低廉。. sit. 重視零組件的定期檢查以及太陽能板表面清潔，相較於其他類型發電系. i n U. v. (1)發電成本高：相較於傳統燃料發電，目前太陽能設備成本及發電成本仍然偏高，推廣不易。 (2)地域限制：太陽能能量非常分散，作為能源其密度太低，太陽能的利用裝置必須具有相當大的面積，才能收集到足夠功率的熱能。面積大則建造的價格相對提高，只有當採集能量裝置表面的單位造價相當便宜時，才能符合經濟效益。此外，在安裝上僅適用於日照條件充沛之地區，如台灣北部日照有限，經常下雨，地狹人稠，較不適合安裝大型太陽能發電系統。 7.

(15) (3)發電限制：由於太陽能發電是將日照轉換為電能，因此僅在有日照的情況下才能產出電力，並非一天 24 小時皆可產出電力。目前太陽能發電無法廣泛發展的主要原因為發電成本過高，隨著傳統能源使用的枯竭與太陽能發電成本的下降，目前全球正期待著達成「市電平價」(Grid Parity)那一天，亦即太陽能每度電發電成本與一般市電成本相當，使得太陽能發電在沒有政府補助的情況下，依然具備經濟效益，民眾可自由選擇使用太陽能電力或是傳統能源電力。隨著傳統能源價格的提升和太陽能發電科技的進步，市電平價將於不遠的未來實現，屆時太陽能發電將會有著爆炸性成長。. 第二節我國太陽能產業. 立. 政治大. 太陽能產業發展多年，而各國產業鏈結構有著根本上差異，呈上文說明完太陽能. ‧ 國. 學. 發電的基本原理和優劣勢後，本節將探討我國太陽能產業鏈的生態。. ‧. 台灣引進結晶矽太陽能電池的製造設備與技術，已有十多年時間，至今產業鏈發. y. Nat. 展完整，將台灣太陽光電產業分成上中下游來看，大致上可分為上游太陽能矽材料、. n. al. er. io. sit. 中游太陽能電池、太陽能模組，以及下游太陽光電系統。如圖 2-3 所示：. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-3、太陽能產業鏈資料來源：本研究整理依據成本特性而言，矽材成本占太陽能電池成本約四分之一，為太陽能產業成本關鍵。而台灣以太陽能電池產業發展最快速，主要原因為我國為資訊、電子科技產業國，在半導體產業的成熟發展基礎下，可將經驗傳承和移轉置太陽能電池生產，因此許多廠商皆跨足中游太陽能電池製造，大量出口至歐洲等國，以我國全球市場佔有率而言，矽晶圓產量為全球 8.5%、太陽能電池產量為全球 15.8%、模組產量佔全球 2.59%，. 8.

(16) 其中我國太陽能電池(即產業鏈中游)在全球市場上相對較具競爭力。以下將說明產業鏈中各區塊的主要產品和近期發展： 1. 上游：矽材為多晶矽從二氧化矽(Silica)二度提純後的產品，首先，將二氧化矽置於高溫電弧爐進行還原，成為 98%純度之冶金級矽材(Mg-Si)，而後再精煉成多晶矽，成為高純度之多晶矽材；矽原料熔融後再利用矽晶種拉晶方式製作成單晶矽晶錠，或是矽原料熔融後緩慢冷去凝固製作成多晶矽晶錠，切割後成為晶圓，隨著晶體結構差異，矽晶片可分為「單晶矽矽片」與「多晶矽矽片」兩類，太陽能產業普遍使用的單晶矽太陽能電池光電轉換效率最高，約可達 18%。. 治政大近況：全球市場的不景氣與供需失衡，太陽能矽晶圓材料於 2012 年價格嚴重下立滑，多晶矽價格由 2011 年均價每公斤 56.8 美元跌到 2012 年均價每公斤 22.8 美 ‧ 國. 學. 元，跌幅將近 60%。矽晶圓部份台灣於 2011 年投產的速度呈現超車狀態，2011 年底台灣太陽能矽晶圓總產能達 5,680MW(不計海外投資)，較 2010 年成長 123%，. ‧. 由於過去矽晶圓為產業鏈中最賺錢的區塊，全球廠商尤其中國的大幅擴廠，然. y. Nat. 而遇上歐債造成歐洲補助政策下調，嚴重供過於求的局面，使得矽晶圓 2011 年. n. al. er. io. 效率的提升。4. sit. 價格崩盤。目前台廠的矽晶圓擴廠計畫趨於保守，轉為著重在長晶、切晶技術. Ch. engchi. i n U. v. 2. 中游(太陽能電池)：太陽能電池的種類依材料可分為結晶矽與非晶矽，以目前太陽能光電市場的安裝狀況來看，結晶矽太陽能電池仍是安裝市場的主流，其次為非晶矽的薄膜型太陽能電池(圖 2-4)。結晶矽中又可分為單晶矽與多晶矽，結晶矽電池為為晶棒切割成晶圓，配上導電膠製作而成，其中以單晶矽的光電轉換效率最高，約 18%，但價格也最高，多晶矽太陽能電池轉換效率約可達 16%，價格相較單晶矽稍低一點。非晶矽的薄膜型太陽能電池目前也是許多大廠積極. 4. PIDA 台灣太陽光電產業發展 2012。. 9.

(17) 開發的項目，其基本上分為非/微晶矽薄膜電池、CIGS 薄膜電池和 CdTe 薄膜電池三種；其中，GIGS 的轉換效率最高，約為 10％～12%，CdTe 的轉換效率次之，約為 8.5%～10.5%，非/微晶電池最低，一般為 6％～8%；薄膜太陽能電池的特性比矽晶材料有更高的光吸收效率，對矽材的依賴程度較低，可用玻璃、塑膠箔片金屬等為基材，沒有繁複的製程，因此可大幅減低成本，其特性是質輕並具備可彎曲性，應用市場較為廣泛，而矽材價格的價格變動，相對促進薄膜型太陽能電池的發展。. 立. 政治大. io. sit. y. ‧. ‧ 國. 學. Nat. 圖 2-4、常見太陽能電池外觀資料來源：太陽能光電資訊網. n. al. er. 近況：由於歐洲補助下跌、全球廠商大幅擴廠，供過於求的狀況下，多晶矽及. i n U. v. 單晶矽電池(156mm*156mm)價格從2011年至今價格下跌了45%，而薄膜型太陽. Ch. engchi. 能電池價格也下跌了將近40%。基於市場嚴苛，2011年取代產能競爭的是高效率轉換之爭，中低效率的產品因為龐大的庫存壓力，必須降價5%~10%求售，低效率產品甚至不惜半價求現，導致2011年太陽能電池報價的行情不斷破底。太陽能電池的光電轉換效率是廠商決勝的關鍵，攸關每度電的發電成本和太陽光電系統的普及度，薄膜電池與晶體矽電池並不存在誰完全替代誰的問題，誰的發電成本降的更快，將來就有可能獲得更多的市場份額。5. 5. 價格參考 V Insight。. 10.

(18) 3. 中游(太陽能模組)：太陽能模組是將太陽能電池依客戶不同的電力需求，規劃電壓、電流設計，將數個太陽能電池串聯成一組，再以強化玻璃(正面)，EVA樹脂、杜邦Tedlar等層疊後真空封裝，加上鋁框、背板保護，進行封裝測試組裝而成，也就是俗稱的太陽能板(圖2-5)。. 圖2-5、太陽電池模組製造過程. 立. 政治大. 資料來源：工研院材化所. 近況：隨著自動化模組封裝技術的發展，太陽能模組廠進入障礙較低，主要靠. ‧ 國. 學. 提升良率、規模經濟與整體配置效率取勝，由於模組含玻璃片及鋁框等大型架構，運輸成本高，較適合接近終端市場的小型模組廠發展。由於技術門檻不高，. ‧. 太陽能電池廠多半會跨足模組生產，2011年報價崩落之後，許多晶片廠開始停止擴廠，然而模組廠和晶片廠有著相同的客戶出海口，彼此的訂單狀況相輔相. y. Nat. er. io. 壓力。. sit. 成，隨著太陽能晶片的滯銷與跌價，主要市場的補貼下降，模組廠也面臨營運. al. n. iv n C 下游：太陽能光電系統主要由太陽光電模組與電力調節器等系統零配件所組成， hengchi U. 4.. 而電力調節器關鍵零組件為變流器(PV Inverter)；將數個太陽光電模組裝配成太陽光電陣列，裝配變流器、保護裝置以及配線箱等零件，即合組為太陽光電系統。系統廠商通常具備一家以上的模組與變流器供應商，依據客戶需求提供各種銷售組合，一般而言，電池或模組廠商會與系統通路商形成策略聯盟等合作關係，一同開拓出海口；而下游太陽能系統組裝市場進入門檻不高，系統廠商如同該產業的服務業，設計、安裝太陽能發電系統後移交給客戶並負責後續維修作業，其特色是勞力密集，有強烈的在地色彩。. 11.

(19) 近況：過去台灣太陽光電產值幾乎都由製造端貢獻，但於2011年太陽能電池大跌價後，台灣政府積極提出下游應用系統端補助政策，使得國內安裝量提高，下游端開始出現許多中小型業者，使得近年太陽光電系統於國內產業鏈的產值占比逐漸提升。國內廠商分佈國內廠商依據產業鏈特性，有著不同的集中度，以國內廠商分佈而言，台灣太陽光電產業製造廠商數總共約 80 多家，主要分佈於台北、桃園、新竹、台南等地，其中資本市場上市公司約 10 多家，包括茂迪、昱晶、新日光、昇陽、中美晶、綠能、旺能，. 政治大. 2007 年之前，廠商主要投入部分為矽晶片、矽晶電池與模組的生產，至 2008 年時，由. 立. 於多晶矽材價格飆漲，開始有廠商大量投入矽薄膜電池的製造。2012 年台灣其他薄膜. ‧ 國. 學. 太陽能電池廠商共計 16 家，分別有新能、正峰、太陽海、綠陽、威奈聯合；此外，台積電旗下太陽能公司之 TS CIGS 系列模組已於 2012 年邁入生產階段。值得注意的是，. ‧. 國內下游系統廠商近年來急速增加，並且類型多元，公司規模由小至大皆有，本表記錄較知名系統安裝服務的廠商(表 2-1)。6目前國際上主要的太陽能領導大廠，多傾向垂. y. Nat. sit. 直分工的整合型產銷佈局，包括 Sharp、Kyocera、BP Solar 等，觀察台灣廠商的分佈，. n. al. 整合，跨入上下游領域，形成一條龍的服務。. Ch. engchi. 6. er. io. 國內幾家龍頭大廠皆是以太陽能晶片生產作為切入點，公司規模擴大時開始進行垂直. i n U. v. 全球與我國太陽光電產業環境 (政策、市場、產業與技術) 趨勢與我國產業競爭優勢來源及策略建議分析報告。(季昀、鄭西顯，2011). 12.

(20) 表 2 -1 台灣太陽光電產業鏈結構中游. 上游. 矽晶圓中美矽晶、綠能、旭晶、達能、晶耀光電. 立. 二、薄膜. ‧ 國. 系統台達電、有成、茂迪、聚恆、碩禾、李長榮、旺能. 政治大. (一)矽薄膜：聯相、富陽、宇通、綠能、旭能、八陽、奇美能源、大豐、鑫笙 (二)銅銦鎵矽(CIGS)：新能、綠陽、太陽海、正峰、威奈聯合、豪客能源 (三)碲化鎘(CdTe)：無. ‧. io. sit. y. Nat. 三、聚光. 模組旺能、友達、頂晶科、知光、生耀、茂暘、立碁、全能、科風、安集、和鑫、茂鑫、大晶、干布、真美晶、兆陽. 學. 引進國外廠商設備與技術移轉. 電池茂迪、昱晶、新日光、益通、旺能、昇陽科、茂矽、科冠、長生、耀祥、旭泓、尚陽、聯景、元晶、英穩達. er. 一、晶矽多晶矽福聚、台化矽晶、寶聯能源、寶德能源. 下游. 磊晶片：全太聚、佰鴻、台達電、華旭環能、億芳、瀚昱新、晶元、禧通、台達電華宇、禧通資料來源：清華大學能源產業科技策略研究中心/本研究整理. n. al. Ch. engchi. i n U. v. 產值結構以我國太陽光電產業結構比例來看，台灣在發展太陽光電產業一直是以中游太陽能電池生產製造出口為發展重點，太陽電池產值規模佔台灣太陽光電產值超過 60％，近幾年廠商雖然不斷整併，電池產量之產值占比比重並無明顯變化。2012 年台灣太陽光電產值占比為上游太陽光電材料 17.29％、中游太陽能電池 68.28％，中游太陽能模組 13.

(21) 6.5％，下游太陽能系統 7.93％。由表 2-2 可看出，受惠於政府積極提出補助政策，近幾年國內下游系統量占整體產值的比重不斷提升，2009 年再生能源條例的通過後，下游系統的產值開始有顯著的成長。. 2014 (F). 2015 (F). 23.74%. 25.39%. 17.29%. 17.44%. 17.08%. 16.67%. 69.92%. 63.60%. 68.28%. 64.68%. 63.84%. 63.78%. 5.55%. 5.53%. 7.66%. 7.96%. 0.79%. 政 6.50%治 7.33% 大. 立5.47%. 11.43%. 11.60%. 2010. 7.93%. 10.56%. 國內太陽能發電系統安裝量變化. 學. 資料來源：PIDA，2013/3. ‧ 國. 產值百分比上游太陽能矽材料中游晶片型與薄膜型太陽能電池中游太陽電池模組下游太陽光電系統. 表 2-2、太陽光電產業產值 2011 2012 2013 (F). ‧. 以下游太陽能光電市場而言，觀察民國 2011 至 2013 年國內系統安裝量大幅度上. sit. y. Nat. 升，每年度安裝量都以倍數成長，主因為「再生能源發展條例」通過，政府釋出躉購. io. er. 費率政策，再加上上游成本價格下降，有利於國內太陽能系統安裝量成長。2013 年台灣太陽能系統安裝量超過逾 160MW；在安裝量快速成長的情況下，政府也開始著手進. n. al. Ch. i n U. v. 行配套措施以跟上市場成長速度，經濟部能源局於 2012 年成立了「陽光屋頂百萬座計. engchi. 畫推動辦公室」，加強國內太陽光電設置推動，除了帶動國內住宅屋頂的積極利用，極力推廣國內太陽光電的 PV-ESCO 租屋頂模式，也推廣金融界的貸款機制。78 此外，南部某些縣市政府積極推廣太陽能發展專案，例如民國 99 年的養水種電計畫，為我國太陽能下游發電系統發展之重要里程碑；養水種電計畫為屏東縣政府為. 7躉購費率：再生能源發展條例通過，台電依法收購民間再生能源，公告之收購的費率稱為躉購費率。 8 PV ESCO（Energy Service Companies）能源技術服務業，提供節約能源診斷與顧問諮詢。. 14.

(22) 改善地層下陷區及莫拉克風災受災土地利用及民眾生計需求，推出太陽能光電示範型計畫，縣政府扮演投資廠商與農民地主間之媒合角色，協助廠商取得農民用地，投資設置太陽能發電廠，並透過發電收入支付農漁民土地租金，讓農漁民穩定生計，並達到災區土地轉型使用，該計畫的總設置容量為 25MW，使得國內開始有大型電廠設置的實績，也讓參與投資的業者有練兵之機會。. 太陽光電系統安裝量 (左為當年度安裝量/右為累積安裝量) 400 350. 立. 250 200. 0. 2012年. 2013年. 2014年(7月止). io. 圖 2-6、台灣太陽能系統安裝量資料來源：本研究整理9. n. al. er. Nat. y. 2011年. ‧. 50. sit. 100. ‧ 國. 150. 政治大. 學. 容量 (MWp). 300. i n U. v. 觀察 2012 年的台灣太陽光電設置案，基於南部區域日照條件豐沛，縣市政府積. Ch. engchi. 極爭取預算推廣太陽能發電，目前國內申請案件皆集中於中南部區域已辦理地方政府公有屋頂出租設置太陽光電的縣市。以件數來看高雄與屏東遠居冠軍(表 2-3)，然而根據容量占比觀察，屏東仍是目前最多人前往安裝的地點，而台中在容量占比為全國第二名區域，由此可見雖台中申請件數不多，單件容量明顯高出許多(表 2-4)。10. 9. 參考台灣電力公司網站太陽能系統安裝量統計，長條圖左方為當年度安裝量，右方為累積系統安裝量，本圖僅呈現民間系統安裝量，已排除台電經營之太陽能發電廠。 10 台灣太陽光電市場展望(熊谷秀，2013). 15.

(23) 表 2-3、2012 年太陽光電辦理案件數統計表同意備案高雄市屏東縣台南市雲林縣 (件) 280 250 203 203 (19.8%) (17.7%) (14.4%) (14.4%) (全國占比) 併聯上網屏東縣高雄市雲林縣台南市 (件) 275 244 205 187 (20.4%) (18.0%) (15.2%) (13.9) (全國占比) 資料來源：工研院綠能所整理，2013/4. 嘉義縣 14 (8.1%) 嘉義縣 117 (8.7%). 表 2-4、2012 年太陽光電辦理容量數統計表同意備案屏東縣台中市高雄市台南市 (MWp) 20.14 15.67 15.33 14.55 (全國占比) (19.0%) (14.8%) (14.5%) (13.7%) 併聯上網屏東縣台中市雲林縣高雄市 (MWp) 26.64 18.78 14.26 14 (全國占比) (23.7%) (16.7%) (12.7%) (12.5%) 資料來源：工研院綠能所整理，2013/4. 雲林縣 14.13 (13.3%) 台南市 13.89 (12.4%). 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. 太陽光電產業之優劣勢分析. y. Nat. sit. 台灣太陽光電產業上、中、下游的佈局已日趨成熟，由於國內半導體技術、精. er. io. 密機械、電子資訊等相關支援產業發達，技術人才充沛，可複製經驗至太陽能電池生. al. n. iv n C hengchi U 電的應用端市場相當廣泛，台灣在電子產品研發與製程累積多年經驗，未來若投入更產上，在製造生產上發揮長處而取得優勢，有助於縮短學習曲線。另一方面，太陽光. 多軟性知識例如設計、文創等，將可能引領全球太陽光電產品應用市場。然而我國太陽光電產業鏈呈現上肥下瘦，主要產值皆是來自於中游太陽能電池、模組生產並出口至歐美等國家，近年來因為美國反傾銷之爭議、歐洲等國調降補貼以及大陸廠商的快速崛起，國內許多大廠出口訂單滑落，產能過剩的情況下須自行重組、整併以求降低營運成本，或是另開發出海口。. 16.

(24) 產業鏈下游方面，台灣國內電廠市場受限於地理環境條件，市場內需不大，發展空間有限，下游系統業者難以累積成國際性公司，也無法滿足國內電池、模組產量所需求的市場規模，目前我國較知名之下游電廠廠商，皆朝向電廠技術輸出(Turnkey Solution)、品牌建立等方向發展。表 2-5、我國太陽能產業 SWOT 分析優勢劣勢 1. 國內半導體技術、電子資訊等相 1. 整體產業呈現上肥下瘦，大多集關產業發達，可產生群聚效應，中於電池生產，出海口掌握度不製造生產成長快速。高。 2. 台灣IC半導體、電子技術、LED或 2. 受限於地理條件，內需市場規模 LCD相關人才充沛，產業知識與過小，不利下游系統商發展國際經驗豐富。型電廠經驗。 3. 國內產業鏈上、中、下游布局成 3. 電池生產後大多出口，僅能於海熟。中游太陽能電池生產產能與外累積產品使用經驗。製程有國際性水準。機會威脅 1. 石油價格高漲，核災事件發酵， 1. 電池生產研發比重低，中國大陸加速人民思維朝替代能源方向發廠商快速崛起，與台灣採取相同展。的產能擴張策略，難以與之匹 2. 太陽能電池應用產品發展急速成敵。長，包括分散式電源、消費性電 2. 政府補貼著重在系統建設、出口子產品、家電，為下一世代電子補貼等，廠商無誘因以長遠的眼產品設計趨勢。光開發更高效率產品。 3. 電子產品組裝、研發與製程為台 3. 我國電價遠低於世界主要各國電灣本土產業強項。價水準，電力網普及，下游太陽能系統發電若非藉助政府補助，很難有突破性成長。參考資料：頂尖綠能產業動態 2010-2030 能源科技管理(劉華美，2010). 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 17. i n U. v.

(25) 第三節太陽能發電系統本研究所探討的太陽光電競標市場，屬於太陽能產業鏈中的下游系統市場，因此承接上文說明完我國太陽能產業鏈的結構後，本節將針對下游太陽能光電系統的組成、成本和開發方式做進一步探討。太陽發電系統類型太陽能發電系統為將許多太陽能電池（Solar Cell）以串聯及並聯接線、組裝後，成為太陽能電池模組（Module）；數個太陽能電池模組合後則是太陽能電池陣列. 政治大體、軟體及韌體，共同匹配組成一個發電系統，一般稱為太陽能光伏發電系統(Solar 立（Array），即為太陽能光電轉換裝置，加上直流交流電能轉換器及監控系統等相關硬. Photovoltaic System)，又稱為太陽能發電站或太陽能發電廠，在台灣地區稱為太陽光電. ‧ 國. 學. 發電系統。其系統依據設置目標不同，有多種類型供選擇，本文介紹最常見幾種類型。. ‧. 1. 獨立型(Stand-Alone)：具有儲能設備，不與其他電力網併聯之太陽光電發電系統，. y. Nat. 夜間由儲能設備供電，使用者可利用此系統自給自足。適用於高山、離島、基. sit. 地台等市電無法到達處，此系統優點為安裝簡易，不受地域限制，缺點為有電. n. al. er. io. 力使用容量限制。(圖 2-7). Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-7、獨立型太陽能發電系統資料來源：太陽光電資訊網 2. 市電併聯型(Grid- Connected)：為目前太陽能發電系統應用主流，其系統與市電負載併聯，太陽能電力與市電供應負載交替使用，當太陽能系統發電時，將會 18.

(26) 提供電力至負載，當夜間或日照不足時，由市電提供負載用電，彼此交替使用，確保電力供應無虞。此系統維護容易、太陽光之發電能量利用率高，缺點為市電停電時為將自動關機，不具備儲能設備與防災功能。(圖 2-8). 圖 2-8、併聯型太陽能發電系統資料來源：太陽光電資訊網. 學. ‧ 國. 電供電。此系統優點為電力中斷時，仍有足夠的蓄電池可以安排救災，缺點為包含兩種系統建置成本較高、設置較複雜。(圖 2-9). ‧. io. sit. y. Nat. n. al. er. 3.. 政治大緊急防災型(獨立/併聯混合型)太陽光電系統：其系統與市電及蓄電池搭配，立平時太陽光電系統併聯發電，同時供儲能設備及充電，夜間或無日照時則由市. Ch. engchi. i n U. 圖 2-9、防災型太陽能發電系統資料來源：太陽光電資訊網. 19. v.

(27) 其他發電系統設計上節介紹了主要的系統設計類型，業者依據使用的目的性，選擇不同的系統設計來符合欲解決的問題，目前在全球安裝市場上，倂聯型太陽能發電系統為市場主流。在系統規劃過程中，讓太陽能板的發電效益極大化為業者的主要考量，為求達到最佳發電量，而模組轉換效益卻一直無法突破的情況下，現今市面上已經發展出不同的系統設計技術來提升發電效率，本節將說明常見的改良型發電系統。 1. 追日型太陽能發電系統：目前國內太陽能發電系統的太陽能板裝設，大多採用固定式裝設法，原因為成本較低而維護較方便，然而固定式裝設法只有在正午. 政治大. 時段太陽能板與太陽光大約呈垂直角度時有較高的發電效率，其他太陽光斜照. 立. 時段的發電效率偏低，因此市面尚有所謂的追日系統，其設計為在系統上加裝. ‧ 國. 學. 馬達，使用數個感光原件(例如光電晶體、光二極體、光敏電阻)針測不同點的太陽光強度，馬達將調整太陽能板角度進行追日(圖 2-10)，優點為使太陽能模組精. ‧. 準的對著太陽，提升日照效率，缺點為需一定的電力供給才能運作，較易受制於地形因素，造價也較高。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-10、追日型太陽能發電系統資料來源：百索商情網(台瓷公司). 20.

(28) 2. 聚光型太陽能發電系統：聚光型太陽能系統是高聚光鏡面(菲涅爾透鏡 Fresnel Lenes)搭配追日型系統設計的組合(圖 2-11)。用凸透鏡和反射鏡的太陽光聚光技術，提高太陽能電池的轉換效率。聚光型太陽電池假如使用聚光倍率為 1000 倍的透鏡時，單位模組的太陽能電池單元的成本可降至結晶矽類電池單元的 1/10 左右，而所需的面積僅矽晶圓的 1/2.5，另外聚光型太陽能電池必須要在位於透鏡焦點附近時才能發揮功能，因此為使模組總是朝向太陽的方位，必須搭配使用追日系統設計，其太陽能能量轉換效率可達 31%～40.7%。此系統優點為提高轉換效率，且可以使太陽能電池材料的使用量下降，缺點為整體太陽光追蹤系統的重量及體積大、安裝成本高與維護不易，因此不適於裝在一般住宅屋頂。. 立. 政治大. n. er. io. al. 太陽能發電系統組件. sit. y. ‧. ‧ 國. 學. Nat. 圖 2-11、聚光型太陽能發電系統資料來源：KSON 官網11. Ch. engchi. i n U. v. 本研究所探討的台灣太陽光電競標市場，僅限使用併聯型發電系統競標，因此本節將針對併聯型系統做詳盡介紹。併聯型系統是將太陽能模組排列成陣列後安裝在地面或建築物屋頂上，系統將太陽能板所產生的直流電(DC)經變流器轉換成(AC)交流電，最後透過配電設備輸送賣給電力公司賺取售電收入，併聯型系統為現今光電應用. 11. http://www.kson.com.tw/chinese/study_23-6.htm. 21.

(29) 市場的主流，正常情況下，系統壽命可達 20~25 年，文中將說明併聯型發電系統之主要零組件(圖 2-12)。 1. 太陽能模組(Solar Module)：太陽能模組是由若干矽晶圓製成的晶片串併而成，主要功能為光電轉換，將許多片太陽能電池模組以串聯及並聯相互連接在一起，就可組成群組式之小型、中型或大型的太陽能電池模組陣列(Array)，其發電功率輸出可由數千峰瓦(kWp)到數兆峰瓦(MWp)。而太陽能光電系統模組陣列使用年限約 20~25 年，維護容易，缺點為占地面積大。近年來模組主要生產廠商幾乎集中於中國大陸，包含尚德、英利，國內廠商如友達、茂迪等。. 政治大統產生的直流電能夠轉換為交流電進入市電電網。電廠設置者主要收入為售電立. 2. 變流器/逆變器(Inverter)：太陽能發電系統直流電轉交流電之重要元件，使其系. 給電力公司，因此變流器之效率、性能以及與模組陣列之搭配，都成為系統商. ‧ 國. 學. 相當重視的設計項目，為求達成系統發電轉換效率最大化。目前變流器最大課題為提高交流電轉直流電的轉換效率；市面上產品最佳效率雖可達 97~98%，但. ‧. 平均仍然在 92~94%的水準，有很大的改進空間。變流器的品牌效應很高，德國. sit. y. Nat. SMA、西門子、美國 Kaco 等，都是目前全球重要的逆變器領導廠商，合計佔全. io. er. 球五成的市場，國內主要廠商為台達電、科風、盈正豫順等。 3. 直交流配電設備：在直流輸出與交流輸出處設有配電箱，其內含的保護裝置能. n. al. Ch. i n U. v. 及時切離系統與外部市電端的併聯功能，提供適當的安全隔離，以保護工作人. engchi. 員的作業權，預防系統短路產生危險，而設置大型電廠時其隔離裝置將會更加複雜，包含避雷裝置、升降壓保護設備等。 4. 支架：太陽能模組陣列需要使用固定支架來裝設太陽能板，一般而言，支架設計需符合最佳發電的方向與角度，然而太陽能發電系統使用年限超過 20 年，因此設置支架時也需有長期使用和維護的考量，例如支架須具備足夠的強度避免強風吹襲，而材質也須選用耐腐蝕鋁合金或不銹鋼等材料。 5. 監控系統：由於設置太陽能發電系統主要目的為透過售電賺取收益，因此監控系統的設置能協助投資人查看最新售電效益，也能透過監控即時發電量了解系 22.

(30) 統運轉狀況。監控系統為系統維護重要一環，讓投資者可隨時了解系統是否運作正常；特別是大型系統占地面積廣，若系統停止運轉則不易找到問題，可透過設計監控軟體，讓業者監控每一串列模組的發電量，當系統故障時，用最快的速度維修並恢復運轉。. 政治大. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. al. er. io. sit. y. Nat. 圖 2-12、併聯型太陽能發電系統示意圖資料來源：太陽光電資訊網. 太陽能發電系統成本分析. Ch. engchi. i n U. v. 承上文說明併聯型系統各重要零組件所扮演的角色後，本節詳列太陽光電系統的成本結構，有意投入此領域的業者可參考本文提出的成本因子，在參與太陽能系統設置之時，將相關費用一併考量。. 23.

(31) 單位建置成本即俗稱的每瓩造價，包含硬體材料與施工成本，簡單而言即是由系統設計、材料採買到完成施工的總價格平均系統容量單位所得出的每瓩造價，此為一般系統廠商慣用的報價方式。我國下游太陽光電系統的每瓩價格從 2009 年到 2014 年有極大的變化，. 政治大. 價格下滑了將近 40%，其中又以模組價格變動最大，影響總體成本最多。以下說明每. 立支撐架 10%. 學. ‧ 國. 瓩報價的成本結構。. 施工 12%. ‧. 直交流轉換設備 5%. sit. n. al. er. io. 變流器 13%. y. Nat. 太陽能模組 60%. Ch. engchi. i n U. v. 圖 2-13、太陽能光電系統每瓩成本結構資料來源：本研究整理 1. 太陽能模組：太陽能模組是占成本比重最高之項目，一般使用每瓦報價，模組價格隨著國際矽晶供應價格動盪而變化，許多國際網站如 Clean Edge 或 Solar Buzz 皆可看到最新模組價格。近年來太陽能模組已成為相當規格化的產品，每瓦報價相當透明，2009 年模組報價可達每瓦兩塊美金，當時模組報價占了系統總成本的 70%以上，而在市場快速變動的情況下，現在每瓦價格可達 0.7 美金， 24.

(32) 占材料成本比重已下降到 50%~60%左右。12IMS Research 在 2012 年研究報告中指出，矽晶太陽能模組廠平均毛利在一年內，由每瓦 39 美分遽降至 2012 年的每瓦 9 美分，許多模組供應廠商透過削價競爭來尋找出海口，模組價格的下跌，太陽能平均發電成本降低，有利於提高投資者設置下游太陽能電廠之意願。 2. 變流器/逆變器：變流器占總造價成本約 10%~25%不等，若是小型系統，變流器占總成本約 20%，大型系統則約 10%至 15%；此外，隨著市場出現許多不同技術的變流器選項，成本比重依據業者選用的規格而有所變化 ( 例如：String Inverter、Micro Inverter)。近年來隨著模組價格的下滑，變流器占總成本的比重也逐漸增加。值得注意的是，廠商提供的保固年限一般維為 5 到 10 年，然而太. 政治大. 陽光電系統的投資報酬率計算是以 20 年為規劃標準，因此投資者經常會要求廠. 立. 商估算變流器購買 20 年之報價，其中包含了維修與耗材更換所需的成本。. ‧ 國. 學. 3. 直/交流配電設備：太陽能發電系統直流交流端的保護設備，依照選用的保護原件品質而決定成本高低，一般而言，保護裝置占總體成本約 5%~8%不等，此成. ‧. 本比例波動比例較小；若是規劃大型發電廠的規劃，將會多出許多保護裝置，避雷，變壓升壓等成本。. y. Nat. sit. 4. 支撐架：設計太陽能發電系統時，須先進行場地勘查，請廠商依據場地條件提. er. io. 供支架設計與報價。依據場地或系統設計的複雜度，支架占材料成本比重約. al. n. iv n C 依據原物料價格變動，近三年來價格波動比例較不明顯。 hengchi U. 8%~15%不等，以台灣而言太陽能系統支架設計都是以鋁合金為主，其支架價格. 5. 施工：太陽光電系統的建造過程大致可以分成，基礎施工、支架安裝、模組安裝、電氣設備工程、加壓送電等流程。安裝費用因系統容量大小、材料選用、施工方法、安裝現場的特殊性等而有成本上的差異，而施工成本也包含了整個工期間的專案管理費用，施工地點和併聯的限制(例如：併聯點距離)都會影響造價，施工成本占每瓩造價約 10%~20%不等。. 12. Clean Edge: http://cleanedge.com/. 25.

(33) 其他成本除了太陽能光電系統的設置成本外，業者在試算投資報酬率時也應該將相關費用一同考量入內，除了系統材料採購與建置外，以下為應評估的潛在成本： 1. 專案開發成本：在決定設置太陽能光電系統之前，會經歷一段時間廠商洽談、. 政治大考量各種不同系統設置的方式，在此時間所耗費的人力、時間，皆可歸納為專立案開發成本。溝通，尋找適合安裝的場地，投資者要求廠商提供設置企畫書，進一步評估與. ‧ 國. 學. 2. 租金：國內主要競標市場為屋頂型系統，然而並非人人擁有適合安裝系統的屋頂，因此需評估許多符合條件之場址做為潛在的規劃地點，業者可與屋頂擁有. ‧. 者簽訂租賃條約，以便設置太陽能發電系統。目前租賃模式有兩種，一為與屋. sit. y. Nat. 頂擁有者議定年租金占發電收入的百分比，例如簽訂屋頂所有權人每年可收年. io. er. 發電收入的 4%~6%；另一種租賃模式為固定租金費率，以每平方計算之。 3. 維護及管理費用：俗稱 O&M 費用，業者可與包商簽定維護管理合約，請廠商. n. al. Ch. i n U. v. 代為管理電廠，每年酌收維護費用確保系統運作正常。一般而言，維護內容包. engchi. 含定期檢測、模組清潔、耗材更換以及發電量監控等。 4. 融資成本：融資成本包含手續費和融資利率，太陽能發電系統設置成本高，回收期長，因此在投資初期需有完整的財務規劃。業者若具備良好的融資管道和財務規劃，可利用融資槓桿來投資太陽能發電廠，減輕期初資金壓力。 5. 保險：大型太陽能系統安裝工期長，目前市面上有提供營運中斷險的服務，承保因工程興建期間發生危險事故(含天災)至欲定營運日延遲而造成財務損失，投保內容可含專案利息、預期利潤、其他費用等。. 26.

(34) 目前太陽能光電系統的關鍵零組件等材料成本逐漸透明，業者可透過相關網站了解國際報價趨勢，透過材料採買所創造出來的成本優勢越來越不明顯，因此許多業者開始於「其他成本」部分尋找施力點。. 太陽能發電系統設置流程太陽能發電系統案件之作業模式類似一般的土地開發，選擇可利用之場址，建造電廠後，開始營運收費，本節將說明國內競標市場之併聯型系統開發流程，如同前. 治政大商轉所產生的電力予電力公司，賺取售電利潤；因此在設置之前規劃完整的投資規劃立書，到了施工階段，如同工廠的建造，需嚴謹的專案管理，確保施工過程安全，以及. 文提及，經營一個太陽能發電系統，就如同在經營一個生產電力的工廠，銷售由電廠. ‧ 國. 學. 完工品質符合投資者的要求。唯有掌握整個專案流程，才能確保興建出來的太陽能發電系統，可為投資者創造 20 年的穩定收益。其規劃流程如圖 2-14 所示。. ‧ er. io. sit. y. Nat. 圖 2-14、太陽能發電系統設置流程資料來源：本研究整理. n. al. Ch. engchi. i n U. v. 1. 專案開發：太陽能系統安裝的地點選擇影響其整體容量設計，因此尋找合適的系統安裝地點為專案開發的第一步。在判斷潛在的安裝地點時，場址評估為重要評估基準，一般而言，1 瓩的太陽光電系統約需 10 平方公尺(3 坪)的設置面積，需現場觀察欲架設的建築物本體，包含坪數與載重是否符合安裝容量、外牆的強度、建築物的合法性、潛在的遮蔽物、併聯點限制、鹽害、腐蝕氣體、排水、落塵，甚至鳥類的多寡等等。系統裝設首重發電效能，遮陰是直接影響發電效率的主要因素，因此可透過 3D 模擬認裝設地點週遭是否具有可能造成陰影之物體，如：高樓、水塔…等，實際安裝時避開可能產生遮蔭的區域。當場地條件 27.

(35) 初步符合需求時，若非自有屋頂，即可與屋主交涉屋頂的租賃條約，由於租賃條約有效時間長達 20 年，因此合約內容需詳細說明責任歸屬。 2. 財務規劃：太陽能發電系統投資金額高、回收期長，投資者經常需要財務槓桿操作，因此事前的財務規劃將是投資者決定競標與否的重要環節，財務評估包含投資方式確認、融資來源、考量材料價格浮動之變數，設定期望獲利門檻後，建立財務模型來試算投資報酬率。考量的條件越多，將有助於投資者掌握潛在風險，而目前許多系統商都會購買保險來移轉電廠遭遇天災等風險。財務規劃的角色在系統經營裡扮演越來越重要的地位，部分投資者會尋找財務合作夥伴一同成立新公司參與競標，以便試算精準的競標折扣率與投資報酬率。. 政治大. 3. 工程設計：電廠設置為一嚴謹的專案管理流程，系統圖說設計為重要基礎，品. 立. 質良好的圖說設計，可依據投資者的需求規劃出最佳系統匹配方式，例如成本. ‧ 國. 學. 節省、場地空間節省、最佳發電量、期望安裝方式等，都會在設計階段考量入內，而圖說設計也決定了關鍵材料的廠牌選擇(模組、變流器、支架)，因此承包. ‧. 商需對各家廠牌產品規格有詳盡的了解，依據投資者的需求與場地限制，製作系統圖說。. y. Nat. sit. 4. 材料採購：太陽能光電系統的關鍵材料為模組、變流器、支架等，在工程設計. er. io. 階段即會確認系統使用的材料廠牌，而在競標前則須考量日後施工時材料的交. al. n. iv n C 施工，過程中材料的物流規劃、儲存位置以及運送過程中與廠商的責任歸屬， hengchi U 期、報價有效期限，避免因為材料變數而影響專案成本或完工時程。大型系統. 皆須考量入內，以免產生額外成本。. 5. 施工建造：圖說設計必須要搭配嚴謹的工程施工，最後才會完成運轉良好的太陽能發電廠，而包商的選擇決定施工品質的好壞，國內系統商競爭激烈，許多水電、電機背景的工程公司皆跨足太陽能系統安裝領域，業者須考量系統商過去的信譽與實績，選擇具備系統安裝經驗，安裝實績品質良好的包商承包工程作業，在簽定工程合約之前，先與包商溝通設定完工標準，並藉由分階段付款的方式，確認可如期完工。. 28.

(36) 6. 營運維修：系統完工之時，承包商將電廠移轉給用戶或管理公司，然而太陽能系統為長期投資，則須考量 20 年的營運與維護，投資者可選擇外包給廠商，亦或是自行管理。若投資者同時間投資設置多個電廠，可外包給廠商管理並且定期檢測，維護內容可依據投資者需求，在維護合約中定義之。目前國內大多業者皆提供電廠管理服務，並裝設監控系統，收集分析太陽能即時發電狀態及氣候資訊，以便投資人掌握即時發電量。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 29. i n U. v.

(37) 第三章我國太陽光電補助政策目前許多開發中或已開發國家，仍仰賴傳統能源發電(火力、核能發電)，再生能源蓬勃發展與否，取決於其發電成本是否能與傳統能源相匹敵，而現今再生能源的使用程度，幾乎都高度仰賴政府扶持政策。因國情與環境條件不同，各國制定的太陽能補助方向都有差異，舉例來說，歐美以屋頂型安裝比例居多，非洲與中南美洲則是獨立型系統裝設普遍，政府的補助方向，直接影響該國市場面貌、產業結構以及技術研發方向。. 治政大的發展，創造了國內的競標市場，躉購政策內容牽動著此競標市場的大小、門檻、利立潤與規則，牽一髮則動全身(圖 3-1)。台灣的電力結構較為特殊，台電為唯一合法供電我國再生能源發展條例通過後，產生了再生能源躉購機制，而依據其躉購政策. ‧ 國. 學. 之業者，因此本章節將先說明我國電力市場結構，接續介紹再生能源發展條例的精神與目標，也就是太陽能發電市場的立基點，並整理自公告躉購政策以來所經歷的修改. ‧. 與變動，即競標市場遊戲規則之變化，最後輔以政策分析。投資者可了解競標市場形. n. al. er. io. sit. y. Nat. 成的背景和潛在政策風險，在評估進入此市場之前，對其其本質有完整認識。. Ch. engchi. i n U. 圖 3-1、第三章架構圖資料來源：本研究整理. 30. v.

(38) 第一節我國電力市場結構台灣除了自產能源貧乏外，近年來受到國際燃料價格上漲的影響，供電成本自然比天然資源豐沛的國家為高；然而受政府照顧民生經濟政策的影響，目前我國電價未能合理反映供電成本，我國的平均電價反低於煤或天然氣資源豐富的國家。以住宅電價為例，台灣每度電收費為全球第三低，僅高於中國大陸與墨西哥，工業電價則為全球第四低，因此再生能源發電成本難以與之匹敵，此時需要政府的力量介入，創造再生能源市場的經濟誘因。. 政治大. 台灣電力市場結構，主要由台電公司負責開發、生產、輸配及銷售，民間企業亦在政府積極鼓勵下，發展汽電共生系統。近年來，為穩定電力供應，經濟部開放發. 立. 電業讓民營發電廠加入市場競爭。目前自用發電設備之餘電及汽電共生系統與民營電. ‧ 國. 學. 廠所生產之電能，均全部躉售與台電公司，並由台電公司統籌調度。因此，現階段台灣地區電力市場係由 1 家國營綜合電業（台電公司）、8 家民營發電業及自用發電設備. ‧. （含汽電共生系統及再生能源發電設備）所組成，全部透過台電供電至用戶。13. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 3-2、我國電力市場架構資料來源：經濟部能源局. 13. 經濟部能源局：推動電力市場自由化之現況分析。網址: http://web3.moeaboe.gov.tw/ECW_WEBPAGE/webpage/book4/page1.htm. 31.

(39) 第二節再生能源發展條例我國太陽光電競標市場的產生，構築於再生能源發展條例中的躉購機制，因此本節將介紹條例之精神與目標，使讀者可了解國內競標市場所依據的法令基礎以及競標市場形成的背景。 98 年 6 月 12 日再生能源發展條例的通過為我國太陽光電產業發展的重要轉折點，立法目標擘劃出未來 20 年內，我國再生能源發電裝置容量將新增 650 萬瓩至 1,000 萬瓩；其第一條即開宗明義點出立法精神：「為推廣再生能源利用，增進能源多元化，. 政治大. 改善環境品質，帶動相關產業及增進國家永續發展，特制定本條例。」，第八條說明：「電業(在此指台電)依本條例規定躉購再生能源電能，應與再生能源發電設備設置者簽. 立. 訂契約(在此指購電合約)」；第九條說明：「為鼓勵與推廣無污染之綠色能源，提升再. ‧ 國. 學. 生能源設置者投資意願，躉購費率不得低於國內電業化石燃料發電平均成本。」由條例內容可見，國內政府介入太陽光電市場方式為制定再生能源電能義務併聯躉購機制，. ‧. 並且鬆綁電廠設置的法令限制，藉此提升民眾投資設置再生能源意願。此條例的通過，. y. Nat. 開啟了國內設置太陽光電的經濟誘因，改變下游產業生態，後續補助政策發展與修改，. er. io. 力如下 14：. sit. 皆緊依靠此條例的立法精神。「再生能源發展條例」促進國內再生能源使用的推. al. n. iv n C hengchi U (1) 經營電力網的電業有併聯及收購再生能源電力之義務。. 1. 擴大再生能源系統安裝量及排除設置障礙. (2) 以固定費率收購再生能源電能，並提供設置補助以增加經濟誘因。 (3) 放寬土地使用、自用發電設置資格及條件等限制。15 2. 傳統能源外部成本內部化. 14. 參考資料：淺談「再生能源發展條例」立法內容。(陳崇憲、蘇桓嫻，2010) 容量不及 500 千瓦之再生能源自用發電設備，不受電業法有關設置資格、申請核准與登記、餘電躉售等規定之限制。 15. 32.

(40) (1) 電業及一定容量以上自用發電設備設置者，非屬再生能源之發電部分應繳交基金，做為獎勵再生能源之財源。16 (2) 業者繳交基金之費用可反映至電價，以符合使用及污染者付費原則。我國躉購市場機制如同前文所述，本研究所探討之太陽光電競標市場，源自再生能源發展條例中所訂定的躉購機制，台電公司必須用優惠價格配合躉購再生能源設備所生產的電力，藉此鼓勵業者建置太陽光電系統。. 政治大例第 7 條第 1 項規定：「電業及設置自用發電設備達一定裝置容量以上者，應每年按其立不含再生能源發電部分之總發電量，繳交一定金額充作基金，作為再生能源發展之用；本節將說明躉購市場機制，包含電力收購的基金來源和流向(圖 3-3)。再生發展條. ‧ 國. 學. 必要時，應由政府編列預算撥充。」又依據發展條例第 7 條第 2 項規定：「前項一定裝置容量，由中央主管機關定之；一定金額，由中央主管機關依使用能源之種類定之。」. ‧. 據此授權經濟部制定「電業及設置自用發電達一定裝置容量以上者繳交再生能源發展. sit. y. Nat. 基金辦法」，於民國 99 年發布施行。. n. al. er. io. 再生能源發展基金之來源包括：. Ch. i n U. v. 1. 電業及設置自用發電設備達本條例中央主管機關所定之一定裝置容量以上者，. engchi. 依發展條例第 7 條第 1 項規定繳交之一定金額。 2. 由政府循預算程序之撥款。 3. 本基金之孳息收入。 4. 其他有關收入。. 16. 繳交基金對象為電業及總裝置容量達 30 萬千瓦以上之自用發電設備設置者，每年按其總發電度數，扣除再生能源發電度數及運轉發電機與各項附屬設備所消耗之電能度數，乘以一定費率，繳交再生能源發展基金，其費率由經濟部公告之。. 33.

(41) 再生能源發展基金之用途則包括： 1. 再生能源電價之補貼。 2. 再生能源設備之補貼。 3. 再生能源之示範補助及推廣利用。 4. 經本條例中央主管機關核准再生能源發展之相關用途。 5. 管理及總務支出。 6. 其他有關支出等。其基金與補助流向如圖 3-3 所示。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 3-3、再生能源發展基金流向示意圖資料來源：再生能源躉購及基金費率研析計畫(經濟部/2011 年) 政府透過購電制度的設計，鼓勵民間投資再生能源發電，使再生能源發電成本相較於傳統能源尚不具市場競爭力的情況下，仍享有較高售價，並且保證收購誘因，達成快速增加再生能源系統安裝量設置。我國太陽光電發展初期大多是台電帶頭設置幾. 34.

(42) 處大型系統，近期開發主力已移至民間自行投資設置。最明顯的表現為國內太陽能發電系統的安裝量由民國 99 年的不及 5MW(MW=兆瓦)，提升到 103 年的 835MW。17 然而任何產業經歷快速發展後，都會產生削價競爭或是飽和狀態，再生能源發展條例自公告以來，為配合市場發展每年皆經歷子法內容修改，下文將研析政策的變化歷程，欲進入太陽能電廠投資的業者，透過本文可對市場歷年變動更有詳盡了解。. 第三節太陽光電補助政策台灣太陽光電系統市場，歷經三次重大政策變化，由早期的系統設備補助，於再. 政治大 (圖 3-4)。而目前的躉購價格為至少每年檢討一次，主要是安裝太陽光電系統的使用者立. 生能源發展條例通過後，演變為躉購發電制度，之後再調整為躉購價格納入競標制度. 中投資行為大於綠能需求，該政策誘因牽動應用市場之發展甚鉅；為了杜絕綠色美意. ‧ 國. 學. 成為政府的財政黑洞，每年重新審視前年度的安裝行為，藉此調整費率。下文將說明我國太陽光電補助政策的發展歷程：. ‧ 100年至今. 半額補助. 躉購機制(無競標). 競標制度. n. sit. er. io. al. y. 99年. Nat. 98年之前. i n U. v. 圖 3-4、台灣太陽光電補助政策發展資料來源：本研究整理. 半額補助. Ch. engchi. 再生能源發電設備投資龐大，政府若提供一定比例之設備補助，可有效降低業者初期設置成本，歐洲國家如丹麥、德國及西班牙等在風力發電發展初期，皆採行設備補助的方式。台灣於民國 98 年再生能源發展條例通過之前，民眾若申設太陽能發電. 17. 參考資料：台電網站，我國再生能源發電概況。網址: http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_info-b31.aspx?LinkID=8. 35.