台灣推動綠色能源產業之「低碳施政」方案

財團法人大嵙崁環境永續發展基金會 董事長 李宗勳
開南大學空運管理學系 副教授 翁興中
景文科技大學環境與物業管理系 副教授 陳王琨

摘要

  節能減碳已逐漸成為一種普世價值,形成社會消費與生產型態的典範移轉。「再生能源發展條例」是發展綠色能源產業非常重要的法制基礎,也是相關產業利用實證提昇技術能力確立行銷全球能力的關鍵。台灣在「綠色能源產業」推動核心工作聚焦於「能源光電雙雄」,太陽能光電和 LED 照明光電兩大產業。經濟部能源局之綠色能源產業旭升方案,是台灣「低碳施政」相當重要的一環,奠定了「低碳家園」是無悔措施;並以「低碳施政」作為確立台灣在「確保能源供應安全」、「善盡地球村公民責任及因應氣候變遷危機」與「產業結構調整」共識下,將朝向積極建構「低碳社會」與「低碳經濟」之發展方向。

關鍵詞:節能減碳、綠色能源產業、低碳施政、低碳家園

一、前言

  節能減碳已逐漸成為一種普世價值,形成社會消費與生產型態的典範移轉。然而節能減碳是一項需要時時刻刻持續進行的工作,並由每個人逐步擴展至群體,藉由身體力行的長期累積,型塑節能社會;同時利用此一國際新興低碳經濟的移轉契機,創造國內新興綠色能源產業的發展,邁向低碳經濟。

二、綠色能源產業發展趨勢

  聯合國環境總署 2009 年趨勢報告中顯示, 2008 年全球在新增發電裝置容量上對於再生能源的投資 ( 約 1,400 億美元,包括大型水力 ) ,首次超過傳統能源 ( 約 1,140 億美元 ) 。在不景氣的大環境中,全球新及潔淨能源投資額達 1,550 億美元,雖然年成長率 5% 與過往三年每年成長超過 50% 以上的成績相距甚遠,但投資總額仍然是創新高。

  主要之投資對象為風力產業,總投資金額約 518 億美元,太陽能居次為 335 億美元且年成長率相當驚人約 49% 。再生能源裝置容量目前僅佔全球總裝置容量之 6.2% ,發電量則佔 4.4% ,成長空間仍然非常可觀。

  屬於廣義綠色能源產業的碳交易市場,在歐盟排放交易市場與京都議定書減量市場抵定成型後,加上澳洲、日本與美國等先進國家陸續通過區域性或自願性減量計畫,美國歐巴馬政府在去年 (2009) 12 月聯合國氣候變化哥本哈根會議中與全球達成減量計畫協議, 2008 年全球碳市場交易總額成長 87% 達 1,200 億美元。

  台灣在電通、光電及材料等產業具有相當穩固的基礎,發展綠色能源產業具有極大優勢,也受到政府相當重視與支持。台灣一方面深具 IT 產業基礎,並且在製程及管理經驗豐富,再者於機電、金屬與電子控制等傳統產業具製造能量與人力,另外在半導體與薄膜平面顯示器更是人才濟濟,無論在製造、管理與技術創新上皆具高度優勢移轉發展綠能產業。

  「再生能源發展條例」是發展綠色能源產業非常重要的法制基礎,也是相關產業利用實證提昇技術能力確立行銷全球能力的關鍵。且再生能源發展條例經過七年折衝,終於在去年 2009 年 6 月 12 日經立法院三讀通過,正式啟動全國能源會議中再生能源發展條例元年。未來 20 年內,我國再生能源發電裝置容量可望增加 650-1,000 萬瓩。

  在科技研發上,國科會「能源國家型科技計畫」亦配合經濟部綠色能源產業之推動,投入相關之關鍵科技的研發,進行長期培育菁英人力計畫,以厚實台灣綠色能源產業發展的基礎,維持產業創新之新活力。

  綠色能源產業推動核心工作聚焦於「能源光電雙雄」,太陽能光電和 LED 照明光電兩大產業,希望在 2015 年能夠成為全球前三大的太陽能光電生產大國,以及世界 LED 光源與照明標準模組大廠,產值目標分別期望達到四千五百億和五千四百億元的產業規模。以太陽光電為例,希望能夠在太陽電池及模組技術能力上有相當之提升,使得發電效率能夠達國際水準,提高產業競爭力。

  針對綠色能源產業之旭生方案中具有潛力的「能源風火輪產業」,包括風力發電、生質燃料、氫能與燃料電池、能源資通訊及電動車輛等五項產業,推動策略上則是使其在 2015 年的時候都夠在關鍵零組件和高附加價值系統上,占全球產業鏈的關鍵地位。

三、加強推動「低碳施政」方案

  2009 年 4 月台灣舉辦了全國能源會議,將能源議題定位提升且與國家安全密不可分,使成為經濟、社會、環境及科技跨領域共同核心;奠定了「低碳家園」的無悔措施;並以「低碳施政」作為確立台灣在「確保能源供應安全」、「善盡地球村公民責任及因應氣候變遷危機」與「產業結構調整」共識下,將朝向積極建構「低碳社會」與「低碳經濟」之發展方向。

  有關「低碳施政」具體方案,將透過產業、社會、科技與人才培育等七大面向啟動邁向「低碳家園」之新局面。七大面向包括:

(一)再生能源條例啟動元年

(二)發展低碳社區與低碳城市

(三)全面推展綠色能源產業

(四)營造城鄉綠建築新景觀

(五)建立「低碳導向」的交通環境

(六)建設「智慧型電網及電表」

(七)推動「能源國家型科技計畫」

  經濟部能源局之綠色能源產業旭升方案,是台灣政府「低碳施政」相當重要的一環。此方案在 2009 年 4 月經行政院核定後,確立我國綠色能源產業包括太陽光電、 LED 照明光電、風力發電、生質燃料、氫能與燃料電池、能源資通訊、電動車輛之重點方向與發展目標。

  依據經濟部能源局預估,上述七項綠色能源產業產值可望由 2008 年 1,603 億元 ( 占製造業 1.2%) 提高至 2015 年 1 兆 1,580 億元 ( 估計約占該年製造業總產值 6.6%) ,並且可提供 11 萬人之就業機會。為致力達成產業推動目標,政府也初步規劃 5 年內至少投入技術研發經費約 200 億元,希望帶動民間投資 2,000 億元以上。在推動再生能源與節約能源設置及補助方面,則估計 5 年內政府將投入 250 億元,協助引領台灣逐漸走向「低碳社會」與「低碳城市」。

四、發展低碳社區與低碳城市的綠色能源產業

( 一 ) 低碳社區與低碳城市的「太陽能發電廠」

  有關「低碳施政」具體方案第二項「 ( 二 ) 發展低碳社區與低碳城市」部份,早在 10 年前台灣發生 921 大地震之後,台灣能源界的專家學者就已經強烈的建議:「社區城市的供輸配電系統必須採用「獨立分散式」的供輸配電模式,而不能仰賴台灣電力公司『集中式』的中央供輸配電模式」。

  今天的「太陽能發電廠」就是一個「獨立分散式」的供輸配電系統,適合於用來發展低碳社區與低碳城市。茲以台灣「華旭環能股份有限公司 ( Arima EcoEnergy Technologies Corp.) 」 的「聚光太陽能發電廠 (Concentrated Photovoltaic-CPV Power Plant) 」為例,說明如下:

1. 華旭環能股份有限公司創設於 2007 年 3 月,三年來其最顯著的商轉案例應該算是建構在西班牙 Puertollano 的一座 300 KW 「聚光太陽能發電廠」,其模組效率 (Module Efficiency) 可達 23% ,遠優於其他的薄膜 (Thin Film) 或矽晶 (Silicon) 太陽能發電模組,相關比較結果如表 1 所示,其系統效率 (System Efficiency) 亦已達到 20% 。

2. 華旭環能股份有限公司也在韓國 Sunchon 建構了一座 3 KW 的「聚光太陽能發電廠」,其相關系統規格說明彙整說明如表 2 及表 3 所示,值得推薦給相關單位在「發展低碳社區與低碳城市」時,全面推廣使用。

( 二 ) 低碳社區與低碳城市的「太陽能捷運交通系統」

  除了「太陽能發電廠」外,另外一種「節能減碳」的技術也可以被使用來發展「低碳社區與低碳城市」,那就是「太陽能捷運交通系統」。茲以美國 JPods 有限責任公司的「 JPods 太陽能動力運輸 (Solar Powered Transportation) 系統」為例,說明如下:

1. 美國 JPods 有限責任公司成功的發展了一套「節能減碳」的「太陽能捷運交通系統」,其運送 1 個旅客完成 1 Mile 的旅程僅需使用 176 個瓦特小時 (Watt-Hours) 的能量,相當於使用 0.176 度的電能,遠低於汽車 (Auto) 的 1,049 個瓦特小時,兩者的比值為 1 : 5.96 ,其與其他交通工具的效能比較表如表 4 所示。

2. 美國 JPods 有限責任公司的「太陽能動力交通系統」已準備在中國的昆明市,以「太陽能懸掛式軌道交通系统」的名稱商轉營運。這種懸掛式的軌道太陽能載具與一般的「纜車」類似,每輛車可搭载 4 人,最高時速可達 65 公里,略高於計程車在一般城市市區的最高速限每小時 40-50 公里,其成本 (Cost) 、人因 (Human Factors) 與環境保護 (Environmental Protection) 的競爭優勢彙整如表 5 至表 7 所示,值得推薦給相關單位在發展「低碳社區與低碳城市」時,全面推廣使用。

五、結語

  行政院在 2008 年 6 月通過「永續能源政策綱領」,揭示了政府希望達到「能源、環保與經濟」三贏的能源政策目標,積極發展無碳再生能源並且建構低碳及循環型社會的「淨源節流」政策綱領。

  綱領中揭櫫促進能源多元化,提高低碳能源比重,並將核能作為無碳能源的選項,具體目標包括發電系統中低碳能源佔比由 40% 增加至 2025 年的 55% 以上。最近幾年之綠色能源產業投資成長來看,雖然這樣的目標具相當之挑戰性,但也透露出永續能源相關產業在未來二十年之發展潛力。未來台灣經濟景氣回升對於能源需求遽增時,全體政府、企業與社會皆邁向歷史高峰,並促進國家經濟繁榮及產業永續發展。

 

參考文獻

1.Global Trends in Sustainable Energy Investment 2009 , United Nations Environment Programme and New Energy Finance.

2.Renewables Global Status Report 2009 Update, Renewable Energy Policy Network for the 21 st .

3. 行政院 (2008) ,永續能源政策綱領。

4. 經濟部 (2009) , 2009 年全國能源會議資料。

5. 經濟部 (2009) ,綠色能源產業旭升方案。

6. 陳玲慧 - 「低碳社會政府與民眾角色之扮演」,第 43 期永續產業發展雙月刊。

7. 張憶琳 - 「 低碳家園政策與我國綠色能源產業發展」,第 45 期永續產業發展雙月刊。

8. 曾衍漳 - 「華旭環能公司簡介 (Arima EcoEnergy: Corporate Introduction) 」, 2010 年 3 月。

9. JPods 有限責任公司網頁 ( www.jpods.com ) , 2008 年 12 月。

10. 昆明市规劃局「昆明市城市交通研究所」 - 昆明城市太陽能懸掛式軌道交通( JPods )系统適應性研究報告, 2009 年 12 月。


表 1 太陽能發電系統模組效率比較表 [8]

Climatic Condition

Thin Film

Silicon

CPV

DNI Instant 100~400 W/m 2

9

10

10

DNI Average Year <1500 kWh/m 2

DNI Instant 400~600 W/m 2

6

12.5

14

DNI Average Year <1500 ~ 1900kWh/m 2

DNI Instant 600~1100 W/m 2

5

12

23

DNI Average Year <1900 ~ 2300kWh/m 2

Energy Production (kWh/m 2 )

125

162

243

表 2 3 kW CPV 發電廠系統規格 ( 電子部份 )[8]

Item

Description

Remark

System Efficiency

20%

 

Output Power

3.0 kW

850 w/m 2 DNI

V oc

420 V

 

I sc

10.24 A

 

V mpp

360 V

 

I mpp

8.89 A

 

表 3 3 kW CPV 發電廠系統規格 ( 系統部份 )[8]

Item

Description

Remark

Module per System

8

 

Weight

1013 KG

 

Internal Wiring

8 Parallel

 

Array Size (LxWxH)

6650 x 3460 x 247 mm

 

System Height

3760 mm

 

表 4 6 種常用交通工具載送 1 Passenger-Mile 行程的耗能比較表 [9]

Mode

BTUs

Watt-Hours

JPods

600

176

Motorcycle

2274

666

Rail Transit

3268

958

Auto

3581

1049

Bus Transit

4127

1209

Amtrak

4830

1415

表 5 JPods 太陽能捷運交通系統與傳統交通系統成本比較表 [9]

 

Typical

JPods

Times Better

Background

Costs

Costs, Operating

56

4

14X

Cents per vehicle mile traveled

Costs, Capital

100

10

10X

$million per mile to build (light rail verses JPods)

表 6 JPods 太陽能捷運交通系統與傳統交通系統人因比較表 [9]

 

Typical

JPods

Times Better

Background

Human Factors

Safety

14

0.005

2,800X

Fewer deaths (cars kill 14 per 100,000)

Access

24

4

6X

% that cannot drive/operate, under 5 years old

Congestion

48

5

10X

Hours lost to congestion each year

Capacity, Cars

4800

4800

1X

*Same capacity as cars, 4 seats every 3 seconds

Capacity, Bus

600

4800

8X

*Bus 5 min apart with 50 seats verses JPods

Capacity, Trains

1200

4800

4X

*Trains 10 min apart with 200 seats verses JPods

 

 

 

 

*JPods can have multiple rails is same right of way

表 7 JPods 太陽能捷運交通系統與傳統交通系統環境保護比較表 [9]

 

Typical

JPods

Times Better

Background

Environmental

Emissions

1.7

0.0008

2125X

Pounds of CO2 per passenger mile

Conservation

250

4

63X

PEC, 2000 lbs time 25 start-stops per commute

Land Use

50

2

25X

Width of right of way, feet