能源關聯技術及 溫室氣體減量技術 簡報人：葉珍羽 副理 100 年 7 月4日.

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1 能源關聯技術及 溫室氣體減量技術 簡報人：葉珍羽 副理 100 年 7 月4日

2 簡報大綱 能源種類與關連技術 一 電力電子技術 二 三 電力監控技術 四 綜合技術評估 五 二氧化碳捕獲封存技術 六 我國溫室氣體減量行動

3 一、能源種類

4 圖片來源：國小能源教育的內涵，國立高雄應用科技大學電機系，黃文良，2006.8.25
能源--人類文明原動力 能源--現代化建設之母 圖片來源：國小能源教育的內涵，國立高雄應用科技大學電機系，黃文良，

5 資料來源：國小能源教育的內涵，國立高雄應用科技大學電機系，黃文良，2006.8.25
能量與能源的分別 能量 (Energy) 為一物理量， 是人類工作的原動力 能源 (Energy Sources) 指可以產生能量的物質，充足的能源供應是社會進步之源 能量與能源關係密切，但常被混用 開發能源擷取能量，是人類生存的基石 能量與能源術語宜由政府統一規範實施 資料來源：國小能源教育的內涵，國立高雄應用科技大學電機系，黃文良，

6 能源的種類 初級能源的種類 初級能源 非再生能源 再生能源 煤 石油 天然氣 核能 太陽能 地熱 風力 水力 初級能源-天然形成的能源
次級能源-初級能源經過處理或轉換後所形成的能源，包括電能、電磁能、汽油、液化石油氣等。

7 能源的種類分為兩大類：非再生能源、再生能源
能源種類(1/3) 能源的種類分為兩大類：非再生能源、再生能源 非再生能源（耗竭性能源）：如煤、石油、天然氣、鈾等 煤 : 遠古時代，大量植物枯死後被沖流埋在地下，層層相疊，經過悠久的歲月與地殼的變動，在不同溫度和壓力下，逐漸炭化而形成各種煤層。 石油 : 剛開採出來的油氣，因為含有多種成份，不能馬上使用，需經過處理產生多種不同用途的產品，如分餾成天然氣、液化氣、汽油、柴油、重油等。 天然氣 : 天然氣是一種碳氫化合物，多是在礦區開採原油時伴隨而出，過去因無法越洋運送，所以只能供當地使用，如果有剩餘只好燃燒報廢，十分可惜。 依其蘊藏狀態，又分為構造性天然氣、水溶性天然氣、煤礦天然氣等三種。而構造性天然氣又可分為伴隨原油出產的溼性天然氣、與不含液體成份的乾性天然氣。 核能 : 核能發電，是利用核分裂產生巨大的能量，製造高溫高壓的蒸氣或氣體，驅動發電機組發電。 核能所用的燃料，乃是可分裂或融合的放射性物質，例如鈾235、鈽239、鈾233等。例如1克鈾235分裂所產生的能相當於燃燒3000噸上等的煤所產生的熱量 目前核能發電量僅佔全球能源和電力供應百分之七和十七。

8 能源種類(2/3) 再生能源（非耗竭性能源）：太陽能、水力能、風能、生質能、地熱能、海洋能 太陽能 : 水力能 : 風能 :
太陽能的供應源源不斷，是一種非常清潔的能源，不會引起污染，更不會耗盡自然資源或導致全球溫室效應。太陽能的科技，應用甚廣。例如太陽能的計算機、手錶，在市面上很普遍。 水力能 : 用水力進行發電，是以人工方法，引導水流以高速度衝擊水輪機，帶動水輪機和發電機的旋轉， 從而產生電力。 因此，一般在水電站的上游，建造攔河壩和蓄水庫，積蓄水量，提高落差（水頭）。 風能 : 風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。

9 能源種類(3/3) 生質能 : 地熱能 : 海洋能(潮汐能):
生質能資源，主要是農業廢棄物及農林產品加工業廢棄物、薪柴、人畜糞便、城鎮生活垃圾等四個方面。目前生物能的開發應用主要在三方面： 在農村建立以沼氣為中心的能量物質循環系統。 建立以植物為能源的發電廠。 種植柑蔗、木薯、海草、玉米、甜菜、甜高粱等，既有利於食品工業的發展，植物渣又可以製造酒精以代替石油。 地熱能 : 地熱是來自地球深處的可再生熱能；它來自地球的岩漿和放射性物質的衰變。這種熱能的儲量相當大，但是開發不易，且受地質條件的限制。 地下水的在地殼內循環，或深處的岩石侵入到地殼後，會把熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱能會隨著湧出的熱蒸汽或熱水而到達地面。 海洋能(潮汐能): 通常在海灣或河口地區，圍築蓄水池，在圍堤適當地點，另築可供海水流通之可控制閘門，並於閘門處設置水輪發電機，漲潮時海水經由閘門流進蓄水池，並推動水輪機發電；退潮時海水亦經閘門流出，並推動水輪機發電。波浪發電，是將波浪之動能轉換成電能。

10 能源關聯技術

11 能源關聯技術 能源關聯技術包括三個範疇 「電力電子技術」 「電力監控技術」 「綜合技術評估」 能源關聯技術介紹
電力電子技術將持續在傳統電力系統、高壓直流電力傳輸系統、再生能源分散式系統、工業應用相關的馬達驅動、照明、加熱、資訊設備、電動車輛及大眾的拖曳驅動等系統應用方面扮演重要的角色。 「電力監控技術」 電力監控技術可提高供電系統穩定性，降低設備故障造成對系統損害之程度，並提高電力節能的效果。先進電表系統的發展是未來智慧型電網Smart Grid)發展重要的一環。 「綜合技術評估」 主要指各國在面對能源安全與經濟發展的考量下，追求的能源系統評估工具。我國綜合技術評估涵蓋了（1）國內外MARKAL模型發展現況及（2）國內外生命週期評估（LCA）發展現況

12 二、電子電力技術

13 電力電子技術領域涵蓋廣泛且具有技術整合性特質
一、電子電力技術 電子電力技術涵蓋層面 電力電子技術領域涵蓋廣泛且具有技術整合性特質 是自動化、國防、航太、運輸、能源與環保等工業發展的重要基礎技術。 電力電子更是一些未來科技發展的基礎技術，其與微電子技術的整合，將造成許多相關產業的革命。

14 一、電子電力技術 (一)核心技術與元件 電力電子旨在轉換電力能源，並同時提升能源轉換與使用的效率，主要角色為電源與負載之間的轉換橋樑，將各種形式的電源轉換成適合負載使用的電源形式。 各種轉換的應用均需要功率半導體元件、磁性元件、電子電路、通訊與控制等技術，並提供可靠及穩定各種不同能源形式。 各類轉換器的應用範圍包含電源轉換、馬達驅動、照明與顯示、充電器、電源品質、功因修正、音頻放大、電力傳輸、牽引機、再生能源及電動車等，這些應用的發展均需仰賴電力電子技術。 電子的核心技術包含：功率半導體元件、磁性元件、散熱、電源管理IC的發展及/或數位控制等技術。

15 一、電子電力技術 功率半導體元件 (一)核心技術與元件 1.國內外技術發展 電力電子系統中的開關元件主要是由矽半導體開關元件所構成
的，這些元件的性能受矽的材料性質所限制，因此直接影響系統整體性能。 近年來許多研究皆投入以碳化矽（Silicon Carbide）為基礎的材料開發，其優異的材料性質，兩倍的熱傳導係數、高工作電壓、低導通電阻（低導通電壓降）、低切換能耗、有效散熱、高溫操作、快速切換及抗輻射等特性，被視為下一世代半導體功率元件的主要材料。 由於近來在碳化矽材料上的技術提升，以碳化矽為基礎的功率元件已逐漸能滿足商業市場的需求，碳化矽技術的進步能有效降低電源轉換器的功率損耗，使得替代性能源例如：風力、太陽能及燃料電池等能夠被更有效的使用，以促進替代性能源系統的快速發展並逐步取代化石燃料電系統。 我國相較於美國、日本及歐洲，在碳化矽元件的研究較貧乏。

16 一、電子電力技術 磁性元件 (一)核心技術與元件 1.國內外技術發展
磁性材料是重要的電子材料，廣泛的應用於電源轉換器中，它負擔著磁能的儲存、傳遞、濾波及電器隔離等功能。 一般把磁性材料分為「永磁材料」和「軟磁材料」兩大類。 永磁材料： 可以大致分為碳鋼、鋁鎳鈷（AlNiCo）系合金、鐵氧體永磁和稀土永磁等幾大類別。 軟磁材料： 主要分為鐵氧體和金屬軟磁，鐵氧體軟磁佔大部分。近年來電力電子技術的快速發展使得磁性材料需求大幅增長，因此增加許多發展機會。 國內有磁性元件產業，因此也有很多相關的研究，但由於國內並無生產磁性原料，因此尚需仰賴國外進口。

17 一、電子電力技術 散熱 (一)核心技術與元件 1.國內外技術發展
隨著科技的進步，電子產品朝輕薄短小的方向發展，而所有的電子產品的供電都與電力電子有關。 因此在轉換器的功率密度不斷的提升下，首先遇到的問題就是散熱。 散熱的效能好壞影響轉換器的效率、穩定性、可靠度及功率元件壽命。

18 一、電子電力技術 電源管理IC的發展 (一)核心技術與元件 1.國內外技術發展
電源管理可分為可攜式系統(筆電、手機、掌上型電腦等攜帶式產品)、穩定系統(伺服器、保全系統等需穩定且較大型的系統)、動態系統(桌上型電腦、微波爐等兼具效能及成本效益的產品)和自動化系統(遙控器、點燈系統等產品)等四大類應用市場。 其中手機、主機板、筆記型電腦、數位相機和LCD顯示器可說是較有發展潛力之電源管理IC的應用市場。

19 一、電子電力技術 數位控制器的應用 (一)核心技術與元件 1.國內外技術發展 數位化控制的電力電子系統需求近來已大幅攀升。
數位化控制器擁有較佳的電源管理效果、可用來發展更先進的控制演算法以提高系統效能、提供具有附加價值的智慧型整合功能、降低成本等優點。 傳統類比控制控制使用比較器、誤差放大器和類比調變器等零件來調整電源，這些零件值會隨著使用時間、溫度和環境而有所變動，對於系統的穩定性造成負面影響。 數位控制型電源供應的靈活特性加快上市時程及減少開發成本與風險，透過不同軟體滿足各種系統的要求。這種彈性可以加快產品上市和減少庫存，設計人員只要修改軟體就能發展出不同的電源供應。

20 一、電子電力技術 (一)核心技術與元件 2.國內外發展競爭力分析(SWOT) 我國在電力電子產業上，已具備了成熟的電能轉換技術，但因國內缺乏電力電子關鍵組件、電力電子及電源I C設計人才不足且國外大廠已有完整之專利佈局，因此限制了核心技術與元件的開發。 我國在半導體製程技術、晶圓代工、封裝測試發展成熟具領先世界地位且因環保意識高漲，替代性能源系統及相關節能技術快速發展，促使全球電力電子市場快速發展，因此我國在電源控制I C、驅動I C 與LED照明等方向上是非常具有潛力。

21 一、電子電力技術 (一)核心技術與元件 2.國內外發展競爭力分析(SWOT) 優勢（Strength） 弱勢（Weakness）
1. 國內電力電子廠商具備成熟的電能轉換技術。 2. 半導體製程技術發展成熟。 3. 晶圓代工、封裝測試具領先世界地位。 4. 電力電子教育蓬勃發展，人力素質佳。 1. 國內缺乏電力電子關鍵組件 2. 電源管理IC設計人才缺乏 3. 國內缺乏電力電子相關人才 機會（Opportunity） 威脅（Threat） 1. 環保意識高漲，京都議定書簽訂及石油價格持續攀升，促使全球電力電子市場快速發展。 2. 替代性能源系統的快速發展 3. 傳統燈泡及照明系統已逐漸被各國淘汰取而代之的是LED照明系統且市場快速成長 4. 大陸市場快速成長與需求增加 1. 國外半導體業已在類比領域耕耘多年 2. 國外半導體業對於數位電源領域的相關技術已邁入商用化領域 3. 大陸有大量的磁性原料，使他們在磁性元件產業的發展非常迅速 4. 國外大廠已有完整之專利佈局

22 一、電子電力技術 太陽光電發電電力轉換技術 太陽電池的輸出為直流電力，其輸出功率根據不同的日照條件而變化。
(二) 再生能源電力轉換技術-太陽光電 太陽光電發電電力轉換技術 太陽電池的輸出為直流電力，其輸出功率根據不同的日照條件而變化。 在利用太陽光電池的能量之前，必須先透過轉換裝置將太陽電池所產生的直流電力轉換為穩定的交流電力，才能作為一般電氣設備的輸入電源。 而此太陽光電力轉換裝置係利用電力電子領域之相關控制技術，並且使用半導體開關元件以及儲能元件等，將直流電力轉換為交流電力的電路裝置。 ( 圖片來源 )

23 一、電子電力技術 (二) 再生能源電力轉換技術 1.國內外技術發展 全球太陽光電電力調節器市場目前可用10 kW功率容量作為分水嶺。10 kW以下太陽光電電力調節器，因為住宅型家用市場與商業用太陽光電市場的成長而提高了佔有率，主要產品容量大多介於2.5至4 kW之間。 而10 kW以上的產品隨著工業與商業用之太陽光發電廠的成立而逐漸增加，目前主要之大容量太陽光電電力調節器產品大多介於50至350 kW之間。 目前結合建築與太陽光電發電的建築一體型太陽光電(B u i l d i n gintegrated Photovoltaic；BIPV)日益受重視，在法國特別獲得當地政府的重視，並且亦給予業者特別的補助。我國目前也有採用BIPV的案例，例如2009年高雄世運的主場館便是一個成功的例子；該案例之總發電量到達1 MW，預計每年可獲得約880萬元的發電經濟效益。

24 一、電子電力技術 (二) 再生能源電力轉換技術 2.國內外發展競爭力分析(SWOT) 目前建置太陽光電發電設備面臨的問題主要還是成本考量。世界上主要國家如西班牙及德國等，先期以擴大國內，市場規模並且扶植本國廠商為主，進而引導國內建立自由市場機制。除此之外，其他各國如義大利、韓國、中國以及法國等太陽光電發電市場，也都持續地成長當中。 我國在太陽光電產業中所投入的經費與國外相比仍有一段差距，因此國內的廠商大多屬於初期生產或研發中的階段。所幸我國通過了再生能源發展條例，對於民間裝置太陽光電發電設備更產生了極大的誘因。因此可以先引進國外技術，在短期內開發出具有競爭力的產品以提高民間裝置設備的意願，另一方面補足國內電力電子人才的缺口。

25 一、電子電力技術 (二) 再生能源電力轉換技術 2.國內外發展競爭力分析(SWOT) 優勢（Strength） 弱勢（Weakness）
1. 國內電力電子廠商具備成熟的電力轉換技術，若再補足系統控制與併聯相關技術之發展將可容易切入市場。 2. 國內太陽光電產業結構已初步成形，藉由產業鏈的形成，將可促進電力調節器的快速發展。 3. 半導體產業適合轉型太陽光電產業。 1. 國內相關電力調節器及併聯產品規範及檢測方式尚不明確。 2. 目前國內太陽光電電力調節大部份為國外進口，成本較高。 3. 國內長期欠缺系統整合研發人才。 機會（Opportunity） 威脅（Threat） 1. 環保意識高漲，促使全球綠色能源市場快速發展。 2. 石化能源價格高漲。 3. 通過並實施再生能源發展條例。 1. 歐、美、日廠商已具品牌優勢。 2. 大陸已有多家再生能源電力電子產品專業廠商。 3. 國外大廠已有完整之專利佈局。

26 一、電子電力技術 (二) 再生能源電力轉換技術 3.國內推廣應用效益評估 目前由於建置太陽光電發電設備的成本仍然偏高，因此世界各國多以補助與實行獎勵措施的方式，以提高民間裝置太陽光電發電設備的意願。 我國政府也將推動「10萬戶陽光屋頂計畫」，以擴大太陽光發電裝置的設置數量。預計於2012年達成2萬戶的設置目標，預計總設置容量將達60 MW，並且帶動相關產業產值約180億元。 我國太陽光電製造業產值狀況 資料來源：工研院IEK(2011/01)

27 一、電子電力技術 (二) 再生能源電力轉換技術 4.國內重點技術推動策略與發展時程 國內目前已有廠商投入資源開發與生產小型的太陽光電電力調節器，並且部份產品亦已經通過了國外的認證，因此未來可持續朝向大功率的太陽光電電力調節器進行開發。 屆時可配合政府推廣陽光社區以及農業應用結合專案等大型應用，除了可以獲得可獲得實際的運轉實績之外，亦有利於拓展外銷。 至於發展時程方面： 短期目標除了將太陽光電電力調節器的功率提升至100 kW以上之外，並且需建立相關產品的認證制度。 長期目標則是發展自動出力調整技術以及電力品質輔助控制技術。

28 太陽光電電力轉換技術 一、電子電力技術 短程 (~2015) 中程 (~2020) 長程 (~2025) (二) 再生能源電力轉換技術
4.國內重點技術推動策略與發展時程 國內未來太陽光電電力轉換技術發展時程 太陽光電電力轉換技術 短程 (~2015) 中程 (~2020) 長程 (~2025) 單機功能>100kw 國際合作技術交流與引進 自動出力調整技術 電力品質輔助控制技術

29 一、電子電力技術 (二) 再生能源電力轉換技術-風力發電 風力發電電力轉換技術 過去幾年變速型風力機已成為市場主流，特色為風速之變動將由發電機轉速變動來吸收，電機系統將比定速型更複雜。 通常採用感應發電機或同步發電機，經由電力轉換器併聯至電網，電力轉換器控制風速變動造成之輸出電力變動，其優點為輸出電力品質特性較佳，而缺點為電力電子轉換造成額外損失，同時其採用較多設備，造成成本較高。 但變速型風力機造就了風力發電機組可採用發電機之型態及增加電力轉換裝置與發電機搭配組合之自由度。 ( 圖片來源 )

30 一、電子電力技術 (二) 再生能源電力轉換技術 1.國內外技術發展 風力發電電力電子技術國內外技術發展現況摘要表 技術項目 我國 技術領先國
1. 電力電子轉換類產品以低壓產品為主，功率級由低功率至數百k V A左右，包括變頻器、不斷電系統及電源供應器等應用領域。 2. 對於大型風力發電設備所使用的電力轉換技術仍相當缺乏，且無研發及測試環境。 3. 學界對小型直驅式風力發電系統已有可觀的研究成果。 1. 全球大型風力機組市場為Vestas、E n e r c o n、S i e m e n s、G E等數家廠商所寡佔。 2. 國際市場已有單機6 M W的風力發電系統產品。

31 一、電子電力技術 (二) 再生能源電力轉換技術 2.國內外發展競爭力分析(SWOT) 優勢（Strength） 弱勢（Weakness）
1. 「再生能源發展條例」已於民國98年7月8日公布實施，可吸引投資者於國內開發自產之再生能源，同時發展相關之產業。 2. 國內電力電子廠商具備成熟的電力轉換技術，若再補足系統控制與併聯相關技術之發展將可容易切入市場。 1. 目前內需市場不明確，無法吸引廠商投入。 2. 國內相關電力調節器及併聯產品規範及檢測方式尚不明確。 3. 國內長期欠缺高功率電力電子技術及風力機系統技術之發展，較難切入大型風力機之供應鏈。 機會（Opportunity） 威脅（Threat） 1. 國內風力發電市場逐步興起，可策略性與國外大廠合作發展本土性風力發電電力電子相關產業。 2. 國內發電機廠商已成為國外大廠之O E M或O D M廠商，可藉此機會將電力轉換技術納入既有供應鏈中。 1. 歐、美、日廠商已具品牌優勢。 2. 大陸已有再生能源電力電子產品專業廠商。 3. 國外大廠已有完整之專利佈局。

32 一、電子電力技術 目前國內所建置的風力發電系統均屬於由國外引進之大型系統，而全世界近八成大型風力發電系統由歐美數家公司所寡占。
(二) 再生能源電力轉換技術 3.國內推廣應用效益評估 目前國內所建置的風力發電系統均屬於由國外引進之大型系統，而全世界近八成大型風力發電系統由歐美數家公司所寡占。 除了大型風力發電系統之外，都會區因為地形或建築物的關係，有時也會形成適合風力發電的風源與風洞，在適當的地點設立小型風力發電系統，可以提供部分的用電量。因小型風力發電系統之門檻較大型系統低，國內已有許多專家學者及業者投入，若能大力推廣並給予補助，可在國內建立完整的小型風力發電產業供應鏈。

33 一、電子電力技術 在大型風力發電系統方面，目前國內發電機廠商已成為國外大廠之OEM或ODM廠商，可藉此機會將電力轉換技術納入既有供應鏈中，
(二) 再生能源電力轉換技術 4.國內重點技術推動策略與發展時程 在大型風力發電系統方面，目前國內發電機廠商已成為國外大廠之OEM或ODM廠商，可藉此機會將電力轉換技術納入既有供應鏈中， 惟國內尚未有業者進行商業用大型風力發電電力轉換器產品的開發。 在小型風力發電系統方面，目前國內已有許多業者投入小型風力發電電力轉換器產品的開發，惟此類小型風力發電系統尚未普級，故建立各種相關測試驗證等測試驗證能力及量產之能量為未來技術推動的重點項目。

34 大型系統 小型系統 一、電子電力技術 短程 (~2015) 中程 (~2020) 長程 (~2025) (二) 再生能源電力轉換技術
4.國內重點技術推動策略與發展時程 國內風力發電電力電子轉換技術發展時程 短程 (~2015) 中程 (~2020) 長程 (~2025) 大型系統 MW級 電力轉換器開發 MW級 電力轉換器測試與驗證 MW級 電力轉換器量產 小型系統 KW級 電力轉換器測試與驗證 KW級 電力轉換器 量產

35 三、電力監控技術

36 二、電力監控技術 電力監控技術應用層面 電力監控技術為自動控制技術於電力系統領域之應用技術，其係整合網路通訊、數位電力量測及最適化節能控制技術，以達到用電系統電力品質狀態的即時監控、數位保護電驛之跳脫監視、設備預知保養等安全性監視功能，並配合需量控制等節能控制策略以達到卸載管理、降低尖峰用電、以及電力有效管理等電力節能效果。 近年來以節能為主要應用之電力監控節能系統技術之發展受到重視，從大樓、校園、便利商店、家庭等大、中、小型之耗能標的物之節能應用，已有相當的研究成果及應用實績。

37 二、電力監控技術 電力監控技術應用層面 智慧型電網概述
在國際能源與氣候議題持續發酵下，各國大力推動智慧電網(smart grid)建設，期望能透過即時控制及需求端管理，來促進電力資源最佳化配置與運行，達到節能減碳目標。而為了達成此目的，必須仰賴電力資訊蒐集與分析，故具備雙向通訊功能的先進讀表系統(Advanced Metering Infrastructure；AMI)，可使電力系統自動化與資訊化深入家庭/建築物內，被視為智慧電網的基礎骨幹。 在政策主導下國際AMI市場由歐洲、美國等地區萌芽，並開始在全球蔓延開來，目前包含日本、韓國、中國大陸、澳洲及紐西蘭…等地，均有相關佈建或試點計畫正在進行。電表市場數量龐大，若全面換裝智慧電表，則市場規模將相當可觀。智慧電表安裝數量自2009年起，開始出現兩位數的成長，市場研究機構ABI預估2009年智慧電表安裝達7,600萬具，2015年預計將達2.12億具。未來五年歐洲與北美仍為主力市場，亞洲在中國大陸帶動下，為成長潛力最大的區域。

38 二、電力監控技術 電力監控技術應用層面 智慧型電網架構 AMI結合： 電力、電信、資訊及網際網路的技術及新設備，運用於電力管理系統

39 二、電力監控技術 電力監控技術應用層面 智慧型電網架構
AMI係指利用各種通訊方式，將用戶端電表資料傳送回控制中心的技術，透過雙向通訊達成各種遠端資料讀取、提供、設定及控制等多種功能之系統。

40 二、電力監控技術 優點： 1.改善傳統人工抄表不經濟、不精確與不即時之問題 2.支援各種不同電價費率 3.提供用戶能源使用資訊
電力監控技術應用層面 智慧型電網效益 優點： 1.改善傳統人工抄表不經濟、不精確與不即時之問題 2.支援各種不同電價費率 3.提供用戶能源使用資訊 4.引導用戶自發性節能 5.傳送信號進行用戶負載控制 6.支援故障偵測與遠端開/關管理、改善負載預測、用戶用電品質管理。

41 二、電力監控技術 電力監控技術應用層面 智慧型電網效益 AMI： 改善電力網可靠度及安全性，有效減輕電力網負載壓力，增加乾淨的能源發電。

42 二、電力監控技術 電力監控技術應用層面 智慧型電網效益

43 二、電力監控技術 電力監控技術應用層面 能源局規劃國家AMI佈建時程 中國大陸：
中國大陸自2009年開始宣佈積極展開智慧電網規劃後，即由國家電網統一集中招標採購各式設備。其中以先進讀表系統(Advanced Metering Infrastructure；AMI)的招標時程最快，目前已經進行三次共約2,800萬個智慧電表招標。 日本： AMI導入最早由關西電力自2008年起開始啟動，至2010年6月底已換裝43萬戶，並透過本身所架設之通訊網路進行電表資料傳輸。而日本第一大電力公司東京電力第一波9萬戶之測試計畫預計於2010年10月才會正式啟動。其他如北海道電力、東北電力、中部電力及九州電力，也陸續啟動AMI佈建計畫。 台灣： 經濟部能源局規劃研擬的「智慧型電表基礎建設推動方案」已於99年6月23日獲行政院核定 。高壓AMI方面，由於數量較少僅有 23,000戶，台電公司將於101年全數佈建完成。低壓AMI部分，由於戶數高達1200萬戶，將以佈建率50％約600萬戶為目標。能源局將先啟動於99年進行 戶示範電表裝設，以試驗功能。

44 四、綜合性技術評估

45 二、綜合性技術 綜合性技術簡述 為符合我國在能源安全(E n e r g y)、環保(Environment)、經濟(Economy)，3E平衡發展的發展方向，能源科技的資源投入也就有各種可能的組合。 對於能源科技的研發目的是為能源供應體系安全？為降低溫室氣體排放？或是為了發展能源產業？都值得利用一完整的評估模式來規劃。 因此綜合技術方面主要以MARKAL(MARKet Allocation) 模型及生命週期評估(Life Cycle Assessment；LCA)來做為整合性的科技評估工具。

46 二、綜合性技術 綜合性技術簡述 以生命週期評估(LCA)為例 生命週期評估(Life cycle assessment；LCA)屬於系統分析方法之一，其為『對產品系統自原物料的取得到最終處置的生命週期中，投入和產出及潛在環境衝擊之彙整與評估。』（ISO14040，2006）在這所謂「產品系統」，不僅包括實體產品，亦包括服務系統。而需考量之環境衝擊通常包括資源使用、人體健康及生態影響等。 生命週期評估包含了四大步驟： 目標範疇界定、盤查分析、衝擊評估、結果闡釋。 年間因能源價格高漲促使美國政府補貼生質作物栽培，引起與糧爭地，最後導致糧食價格高漲，也開始被檢討以大豆、玉米為生質燃料料源的合理性。同時對生質燃料的碳足跡是否符合能源供應，環保與經濟的適切性也提出了質疑？

47 二、綜合性技術 綜合性技術簡述 生質燃料能源效益 國際間生質燃料的發展絕大部份均以能源作物為料源。能源作物從栽培到收穫，乃至於整個生質燃料生產過程中都需要投入能源，將每公噸能源作物產製生質燃料所得到的能源量與其過程中所需投入的化石能源量比值，可作為能源效益指標，據以評估生質燃料能源效益。 當能源效益大於1時，表示產出之能源大於投入之能源為正效益，有利於能源利用，反之，則必須改善能源作物生產效率或生質燃料製造效率，以降低投入之能源量。

48 二、綜合性技術 綜合性技術簡述 生質燃料生命週期 生質燃料作為車用燃料其生命週期是指由能源作物生產(或料源收集)、原料運送、生質燃料製造、生質燃料運送至使用的整個過程所組成。在生質燃料生命週期分析中，將能源作物生產至生質燃料產製的範圍稱之為Well-to-Tank，從生質燃料工廠至車輛使用生質燃料的過程稱之為Tank-to-Wheel，兩者合起來的整個生命週期稱之為Well-to-Wheel。 生質燃料在Tank-to-Wheel部分由於碳源來自吸收二氧化碳行光合作用衍生之生質物，使得引擎燃燒生質燃料所生成之二氧化碳達到碳平衡，因此二氧化碳之淨排放等於零。

49 二、綜合性技術 一般認為，搭乘大眾運輸系統為節能減碳的作法，美國的一項新研究結果指出，有些運輸系統其實並不綠色。
綜合性技術簡述 大眾運輸的LCA 一般認為，搭乘大眾運輸系統為節能減碳的作法，美國的一項新研究結果指出，有些運輸系統其實並不綠色。 以汽車為交通工具為例，即使是駕駛越野休旅車，都有可能比搭市郊的火車，對環保更有利，因為這其中還涉及座位使用率，以及火車這種運輸模式潛藏的碳成本。 「排氣管」的計數，並不包括來自建造運輸基本設施，例如鐵道、機場大樓、道路等所產生的廢氣排放，也不包括在使用年限中，維護這些基礎設施造成的碳排放。 為讓綠色運輸投資獲更大效益，決策者應將某種形式運輸的全部環境成本，包括運輸系統的完整壽命均計算在內。

50 五、二氧化碳捕獲封存技術

51 二氧化碳捕獲封存技術 二氧化碳捕獲與封存技術(Carbon Dioxide Capture and Storage， CCS)，因可提供世界大部分地區一個大量緩和二氧化碳排放量的可行性，是國際間認為相當有潛力的二氧化碳減量機制。 碳捕獲 可用於大型排放源，捕獲到的二氧化碳將被壓縮、輸送並封存在地質構造、海洋、或碳酸鹽礦石中，或是用於工業的製造程序。現有幾種不同類型的二氧化碳捕獲系統包含燃燒後、燃燒前及富氧燃料燃燒等。 選擇捕獲系統時要考慮的重要因素包括：廢氣中二氧化碳的濃度、煙氣的壓力以及燃料類型(固體或氣体等，這些濃縮後的二氧化碳，須在一步從廢氣中分離出來。 碳封存 是指將二氧化碳存放於特定的自然或人工「容器」中，利用物理、化學或生化等機制，達到封存二氧化碳百年以上之目的；森林、海洋、地層、人工貯槽、化學反應器等均可作為封存二氧化碳的「容器」。目前二氧化碳封存方式可分為生物封存、礦化封存、海洋封存及地質封存等四類。 圖片來源：高雄市政府環保局，高雄市潔淨能源設計規劃計畫網站 51

52 二氧化碳捕獲封存技術 挪威是最早將CO2封存於深層地下水層的國家，挪威國家石油公司(Statoil)為規避為數龐大的碳稅，於1996年首度嘗試將CO2注入北海的天然氣田附近，深度1000公呎左右的地下水層中，一年注入量約100萬公噸，該地質封存潛能約為歐洲每年火力發電廠CO2排放量的100倍。 雖然CO2操作所需的工程技術已近成熟，但封存地點、安全性、穩定性等議題，尚有近一步的研究與驗證。國外經驗顯示，天然氣及CO2的注儲操作風險相當低，且可透過相關監測及預防措施確保其安全性。日本已進行地質封存實地實驗，實驗結果顯示即使經歷了新瀉地震的衝擊，但注入地表深處的CO2未有不穩或是洩漏現象。 52

53 地質碳固定化(或封存)技術 廢煤田儲存 廢油田儲存 深鹽田層儲存 53

54 海洋封存技術 54 資料來源：IPCC(2005)

55 封存的安全性 二氧化碳地質封存場址從選址過程開始，就會考慮選擇可將CO2長期存放在地層中的合適環境，將CO2洩漏的可能性降至最低。實際上建造地質封存場址前會經過嚴格的調查工作，將可能產生洩漏的通道一一排除。 目前所有的地質封存場址設計均採用所謂的多重封阻機制概念，包括地層封存機制、結構封存機制、殘餘氣體封存機制、溶解封存機制及礦化封存機制，這些機制形成的層層關卡可以確保CO2能夠安全的封存在地層中，經過科學家們的實驗也可發現，在良好的地質封存場址之中，所注入的CO2的移動速度相當緩慢，亦可以透過運轉期間的監測技術來確保安全性。 而我們從自然界的現象也證實地球具有將流體長期 儲藏在地底深處的能力且地層中的CO2不會以氣泡的形式存在地層中，當然也排除了CO2從地層中快速洩漏至地表的危險性。 55

56 六、我國溫室氣體減量行動

57 註：BAU：排放基線(Business As Usual,BAU)
溫室氣體減量目標 依我國減量目標與期程，於2020年時降至2005年排放量水準，相當於在2020年溫室氣體排放量較BAU減少45%。 此BAU減緩幅度遠高於與我國競爭力相當的國家 (韓國較BAU減30%、新加坡較BAU減16%)，及IPCC提議開發中國家應在2020年溫室氣體排放量較BAU減15-30%目標。 註：BAU：排放基線(Business As Usual,BAU) 註：我國GHG排放以燃料燃燒CO2為主，約占90%；其他 Non-CO2排放總量已呈逐年下降趨勢。

58 藉由政策全面引導低碳經濟發展，以形塑節能減碳社會
國家適當減緩行動(NAMAs) 行政院成立「節能減碳推動會」 藉由政策全面引導低碳經濟發展，以形塑節能減碳社會

59 國家適當減緩行動 十大標竿方案/35標竿型計畫 (一) 健全法規體制 (二) 改造低碳能源系統 (三) 打造低碳社區與社會 (四)
營造低碳產業結構 (五) 建構綠色運輸網絡 (六) 營建綠色新景觀與普及綠建築 (七) 擴張節能減碳科技能量 (八) 推動節能減碳公共工程 (九) 深化節能減碳教育 (十) 強化節能減碳宣導與溝通 四、推動綠色稅制(財政部) 條文後續子法(經濟部) 三、制定「再生能源發展條例」與「能源管理法」修正 二、擬訂「永續能源基本法」(經濟部) 一、健全溫室氣體管理法規體制(環保署) 八、推動核能發電合理使用評估方案(原能會) 七、推動智慧電網計畫(經濟部) 六、降低發電系統碳排放(經濟部) 五、推動再生能源新紀元計畫(經濟部) 十二、推動節能減碳生活社會運動(環保署、經濟部) 十一、建設低碳島(環保署、經濟部、交通部) 十、打造低碳城市(環保署) 九、建構低碳社區(環保署) 十六、推動農業節能減碳(農委會) 十五、推動綠能產業旭升方案(經濟部) 十四、進行能源密集產業政策環評(經濟部) 十三、推動產業節能減碳(經濟部、國科會) 廿一、全面提升新車效率水準(經濟部) 二十、建構人本導向之交通環境(內政部) 十九、建構智慧化道路服務(交通部) 十八、推動建構便捷大眾軌道運輸網(交通部) 十七、建構綠色無接縫公路運輸系統(交通部) 廿五、推動造林計畫(農委會) 廿四、推動建築物節能減碳標示制度(內政部) 廿三、推動智慧綠建築(經濟部、內政部) 廿二、推動新建綠建築及推廣使用節能減碳綠建材(內政部) 廿七、進行全方位能源科技人才培育方案(國科會) 廿六、推動能源國家型科技計畫(國科會) (工程會) 三十、強化政府採購流程與規範內化節能減碳機制措施 廿九、推動公共工程全生命週期品質管理機制納入節能減碳 廿八、建構永續低碳公共工程規範及機制(工程會、經建會) 卅三、強化節能減碳教育(教育部) 卅二、營造永續綠校園及建立學校節能減碳評鑑制度(教育部) 卅一、教育部暨所屬機關學校全面落實節能減碳計畫(教育部) 卅五、推動國際節能減碳環境外交(外交部、環保署) 事行政局、經濟部及其他各部會) 卅四、全民節能減碳溝通宣導計畫(新聞局、研考會、人

60 國家適當減緩行動 提出「國家節能減碳總計畫」
節能目標：未來8年每年提高能源效率2%以上，使能源密集度於2015年較2005年下降20%以上；藉由技術突破及配套措施，2025年下降50%以上。 減碳目標：全國二氧化碳排放減量，於2020年間回到2005年排放量，於2025年回到2000年排放量。 加強我國NAMAs措施規劃的主要項目： 1.加速完備減碳四法立法，發揮互補功能 2.增加可行減量技術、工程與行政管制措施：包括運用能源管理法提升設施能源效率，運用再生能源發展條例擴增低碳發電設施 ，2020年前確證碳捕捉後封存場址注入準備，應用清潔發展機制與碳權經營方案等 3.低碳家園綠能產業及綠色生活與時俱進

61 參考資料 1.我國溫室氣體管理策略 ，行政院環境保護署，溫室氣體減量辦公室，蕭慧娟，99.12.14。
2.節能減碳教育宣導資料，臺北市政府環境保護局，100年。 3.智慧電網對我國之機會與挑戰，行政院經建會，99.4.2。 4.國際溫室氣體減量與能源政策分析李堅明，台北大學自然資源與環境管理研究所，能源技術服務專業人員訓練班演講， 。 5. 二氧化碳捕獲及封存技術網，經濟部能源局， 6.高雄市政府環保局，高雄市潔淨能源設計規劃計畫網站 7.協和國小能源教育網， 61