能源轉換形式及能源政策概述 財團法人台灣產業服務基金會 簡報者：蔡宏達 資深經理 100.07.06

簡報大綱 能源種類與特性 能量的形式 國際公約的進程 我國的能源情勢與能源政策

能源的演進 鑽木取火 巴比倫人利用風車汲水。 中古時期末，人類發現煤炭。 西元1710年，蒸氣動力的應用。 西元1890年發現電力。 現代以機械動力開採原油、提煉汽油。

能源的種類 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。

能源消費史 10萬年來，人類平均每人每年消耗的能量如圖所示 原始時期~10萬年前 狩獵-採集 ~1萬年前至10萬年前 早期農業~7,000 年前至1萬年前 文明興起：~1400AD 工業時代~1875AD 科技時代~1950AD 資料來源：Dahl, C. A., International Energy Market: Understanding Pricing, Policies, and Profit, 2004.

能源的區分準則 形式 相態 轉換型態 可再生與否 化學能、電能、磁能、動能、位能等。 固態、液態、氣態。 初級能源與次級能源。 耗竭性能源與可再生能源。

能源的特性-物理面 能源既無法被創造，亦無法被毀滅，僅能在不同的能源形式中進行轉換。 熱力學第一定律 能源既無法被創造，亦無法被毀滅，僅能在不同的能源形式中進行轉換。 熱力學第二定律 能源由一種狀態轉換至另一種狀態時，必需支付相當的代價，因此損耗一部份可在未來作「功」的能量。 與經濟面之關連 能源使用包含許多型式，須了解各種能源之物理特性，衡量各種能源的轉換效率，增進其使用效率。 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

能源的特性-經濟面 供給面特性 能源的生產多屬資本密集(capital-intensive)，投資之前置時間(lead time)長，投資的不確定性高。 能源蘊藏分佈不均，供給市場寡佔或獨佔。如：石油OPEC會員國掌握。 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

能源的特性-經濟面 能源需求是因為對最終財貨與勞務的需求而間接衍生出來。 最終財貨與勞務的需求 能源轉換技術的特性與可用性 需求面特性 能源需求為衍生需求(derived demand) 能源需求是因為對最終財貨與勞務的需求而間接衍生出來。 能源需求取決於 最終財貨與勞務的需求 能源轉換技術的特性與可用性 能源成本與轉換技術成本 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

常見能源-煤 古代植物層層重疊埋藏在地下，經地熱和壓力的長期作用，發生化學變化而逐漸形成。

煤的成分與用途 煤的主要成分為碳，並含有少量的氫、氧或其他元素。 煤除了可做一般燃料外，也可做為火力發電廠的燃料。

煤的負面影響 燃燒產生的煙灰、氮氧化物、二氧化硫等廢物會造成酸雨，危害生物與建築物。 產生的二氧化碳也會增強「溫室效應」，使全球氣溫升高。

石油的來源 石油是古代生物深埋在地下，經地熱與壓力作用，發生化學變化逐漸轉化而成。

石油的用途 火力發電的燃料。 原油所提煉的石油氣可做為工業與家庭的燃料。 汽油、煤油與柴油可做為燃料，或交通工具的動力。

石油的成分 主要成分為碳氫化合物，是成分複雜的混合物。 汽油是含碳數約5～8個的碳氫化合物。 天然氣則為含碳數約1～4個的碳氫化合物，例如甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）等。

天然氣的特性 無臭、無毒的氣體。 氧氣充足時，燃燒產物為二氧化碳和水，較無汙染，是一種乾淨的化石燃料。 氧氣不足時，燃燒產物為有毒的一氧化碳。

什麼是辛烷值(ON值)？ 燃料抗震爆效果的好壞，一般以辛烷值（ON值）表示。 辛烷值越高，燃料的抗震爆效果越好。 加油站販售的92、95及98的無鉛汽油就是經過處理或加入化合物而調配成不同辛烷值的汽油，並非自石油直接分餾而得。

什麼是震爆現象？ 汽、機車以汽油為燃料時，汽油在汽缸中的燃燒不均勻，會使汽缸內壁造成震爆現象（knocking），不僅降低引擎效率，更可能造成汽缸壁過熱或是活塞損裂。

能量的形式 機械能：包括運動中的能量(動能)及位置的能量(位能) 化學能：即分子間束縛一起之能量 核 能：原子核中閉鎖的能量 能量的形式：以六種方式儲存 機械能：包括運動中的能量(動能)及位置的能量(位能) 化學能：即分子間束縛一起之能量 核 能：原子核中閉鎖的能量 熱 能：分子移動及振動的能量(動能的一種) 輻射能：以波能(如光線、無線電波、及X光)方式行進 電 能：電子間移動的能量(動能的一種)

能量的形式 能源的議題：包括 能源危機：能源短缺極容易造成全球的危機 能源科技：發展不會產生污染的新能源科技，例如燃料電池、氫燃料 能源節約：提高能源的使用效率，節省使用各種能量與資源 能源與環境：燃燒化石燃料及人群間許多活動已經造成大氣中的二氧化碳含量不斷地增加，甚至已開始影響到全球氣候的變化

能源轉為熱能 灶以木柴為燃料

能源轉為熱能 瓦斯爐燃燒瓦斯產生熱能

能源轉為熱能 烤箱利用電能產生熱能

能源轉為熱能 電磁爐將電能轉為熱能

能源轉為熱能 微波爐利用電能產生的微波加熱食物

常見的能源轉換 早期的蒸汽火車，燃燒煤產生高溫水蒸氣推動蒸汽機，帶動火車前進。 現今的汽車燃燒汽油推動引擎，帶動汽車前進。 目前電器用品如洗衣機、錄放影機、軟碟機、硬碟機等，也利用馬達（電動機的俗稱）將電能轉換為動能來作功。

火力發電系統 火力發電廠利用煤為燃料，加熱產生水蒸氣，推動渦輪機產出動力，帶動發電機的軸心，轉動磁鐵或線圈而產生電。 冷卻水 煤 高壓蒸氣 煙囪 除塵機 載煤卡車 粉碎機 蒸氣 燃燒 空氣入口 渦輪機 冷凝機 發電機 火力發電廠利用煤為燃料，加熱產生水蒸氣，推動渦輪機產出動力，帶動發電機的軸心，轉動磁鐵或線圈而產生電。

輸配電系統 輸變電系統 配電系統 為了將電能從電廠送出，需要完整的輸變電系統，包括各式電線、電塔、變電所、變壓器等。 升壓變電所 高壓電塔 降壓變電所 杆上變壓器 住家 輸變電系統 配電系統 為了將電能從電廠送出，需要完整的輸變電系統，包括各式電線、電塔、變電所、變壓器等。

台灣的電力來源 火力發電 核能發電 水力與風力發電

火力與核能發電的能源轉換 核能發電 火力發電（燃油） A B G 鍋爐 H 渦輪機 K 發電機發電 C D 核能發電 火力發電（燃油） A B G 鍋爐 H 渦輪機 K 發電機發電 火力發電（燃煤） 火力發電（天然氣） C D

水力發電的能源轉換 E 水力發電 I 水輪機 K 發電機發電

風力發電的能源轉換 F 風力發電 J 風力機 K 發電機發電

電能的運用 M 日光燈(光能) K 發電機發電 L 產生電能 N 烤箱(熱能) O 小馬達(動能)

熱能、光能、電能 熱是一種能量 光也是一種能量 電池是利用化學能轉換成電能

能量的轉換及能量守恆 不管能量之間如何轉換，能量最終要守恆。 能量是不能被創造也不能被毀滅的，只能彼此間互相轉換。

廢熱回收之節能作法 範例 焚化廠廢熱回收成效 1.壓縮機壓縮熱回收 2.塗佈洪烤熱回收 3.鍋爐連續排放顯熱回收 4.除氣櫃排氣熱回收 5.冷凝水回收槽閃沸蒸氣熱回收 6.空氣預熱 7.鍋爐飼水預熱 資料來源：蔣本基教授，有效填補減碳缺口的政策-整合式策略，2011 8.聚酯粒乾燥 焚化廠廢熱回收成效 9.污泥乾燥 根據環保署97 年統計資料，國內已營運焚化廠之發電機設計容量合計約558MW。焚化廠汽電共生系統經廢熱回收產生電能達2,967GWh 以上，除部份供廠方自行使用外，尚存2,271GWh 以上的電量可售予台灣電力公司，售電率可達76.54%，售電收入更高達3,437,852,000 元， 10.濃縮蒸發熱回收 11.蒸餾塔熱回收

輻射劑量值 項目 時間 輻射劑量(毫西弗) 每天看1小時的電視 年 0.01 X光照射 一次 0.1 核電廠外輻射(法規限值) 0.5 自然界輻射 2 一般民眾(法規限值) 5 核能從業人員 50 鈷-60局部照射 2000

能源的有效利用與再生 開源就是研發能源的再生， 節流是能源的節約。 節約能源的意思在改良電器的設計以避免能源的無效浪費。

不願面對的真相 颶風出現頻率高出十年前一倍 2005年是1850 年有記錄以來兩個最熱的年份之一。 2005年颶風在美洲奪走了3000多人命。4,5級颶風數較過去十年成長一倍 。 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

不願面對的真相 北極冰面縮小 通常9月份北極海冰面積最小，比1979-2004年平均少約20%。 按北極冰帽目前的融化速度，到2050年時可能比現在減少40%，將使北極海冰進一步向高緯度區域退縮， 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

不願面對的真相 沙漠化擴大 地球陸地表面40%屬於旱地，居住著全世界三分之一人口(近20億人)。 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

不願面對的真相 易造成森林野火 全球暖化易發生及延長森林野火 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

聯合國氣候變化綱要公約之演進 1992年6月 ：《聯合國氣候變化綱要公約》(UNFCCC, the United Nations Framework Convention on Climate Change)為國際間合作保護地球氣候變化重要的開端 (155國簽署)。 1997年12月 ：《京都議定書》正式對溫室效應所形成的全球氣候暖化問題加以規範。 2005年2月16日 《京都議定書》正式生效。 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

京都議定書(1/2) 京都議定書迄2004年9月簽署情形 ─125締約國加入或批准（32個附件一(ANNEX Ⅰ)國家）> 55個締約國家數 ─累計附件一國家1990年CO2排放量佔比44.2% < 55% 累計 CO2排放量 俄羅斯(排放量佔17%) ，於93.11.04正式批准簽署。 待俄羅斯文件送交聯合國，90天後京都議定書正式生效。 美國尚未同意簽署(占附件一國家排放量之36.1%)。 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

京都議定書(2/2) (1)2005年2月16日生效，規範38個工業國家及歐盟溫室氣體排放量須在2008~2012年間降至1990年排放水準平均再減5.2% ；美國尚未批准。 (2)2007年COP13/MOP3通過 「峇里島路線圖(Bali Road Map)」，將在2009年底訂出取代京都議定書的新協定，為2012年第一承諾期後的行動架構訂定明確時程。 (3)2008年COP14/MOP4原期待將針對後京都的政策框架作成決議，但僅停留在政策框架的討論，針對會議重要議題（如減量目標設定、產業部門減量協定等）仍未取得共識，各國對2009年底在哥本哈根氣候大會上能否達成新協議普遍表示關切。 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

聯合國締約國大會議(COP)發展 2005年2月16日 京都議定書生效 資料來源:能源經濟與政策，吳榮華，國立成功大學資源工程學系 98.12.17

我國的能源情勢與能源政策

我國能源供給結構 2008年我國能源供給量142.47百萬公秉油當量，1988~2008年能源供給平均成長率為5.52%。 能源供給結構化石能源占91.30%，石油即占49.46%。 自有能源貧乏，99.34% 依賴進口。能源供給種類集中度60.42 %，其中以進口原油為主，83.62% 來自中東地區。 天然氣 9.42% 煤炭 32.42% 石油 49.46% 核能 8.30% 再生能源 0.40% 2008年 資料來源：經濟部能源局

能源消費結構 (部門別) 2008年 能源部門 8.11% 工業部門 52.62% 運輸部門 12.80% 非能源消費 2.21% 農業部門 1.00% 住宅部門 11.54% 服務業部門 11.72% （部門別） 2008年我國最終能源消費117.59百萬公秉油當量，1988~2008年能源消費平均成長率4.93%，同期GDP成長率為5.41%，與經濟成長尚未脫鉤。 最終能源消費結構，工業部門仍占能源消費大宗。 住商部門之能源消費比重增加 資料來源：經濟部能源局

2000年各部門包括用電排放的CO2排放量(百萬噸) 2007年排放量為268.8百萬公噸，超出回歸2000年減量目標54.8百萬公噸 2000年各部門包括用電排放的CO2排放量(百萬噸) 資料來源：經濟部能源局

我國二氧化碳減量規劃方向 1. 現階段： 秉持循序漸進原則持續推動無悔策略、提升能源效率、能源價格合理化、積極推動各部門減量能力建構與自願性減量等減緩措施，並依據各部門能力推動具有實質減量效果的措施。 2.因應未來國際溫室氣體減量模式： 於適當時機推動溫室氣體限量管制與排放交易（cap and trade）、碳稅等措施。

2005年1月歐盟排放交易開始實施 2005/2/16京都議定書正式生效 2005年7月Gleneagles G8高峰會 2005年7月亞太潔淨發展與氣候夥伴協定(APP) 2005年11月COP12/MOP1 2006年3月京都議定書遵約委員會開始運作 2006年5月後京都目標磋商會議開始。 2006年10月Stern Review Report 2006年11月COP12/MOP2 2007年IPCC AR4 2007年9月 聯合國氣候峰會 2007年12月 峇里行動計畫 2008年12月 波蘭-聯合國氣候變遷會議(COP14) 我國因應氣候公約之進程 國際 國內 1992年5月 聯合國氣候變化綱要公約正式通過 1994年3月 聯合國氣候變化綱要公約生效 1997年12月京都議定書正式通過 2001年7月通過波昂協議 2001年11月通過瑪拉克什協定 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2006年 2006年2月「溫室氣體減量法」草案 2006年4月經濟部產業溫室氣體減量辦公室 2006年4月全國永續發展會議 2006年7月經濟永續發展會議 1992年 行政院「對外工作會報全球環境變遷工作小組」 1994年 「全球環境變遷政策指導小組」 1997年 國家永續發展委員會「大氣保護與能源工作分組」 2000年 中美洲永續發展整合性規劃會議 2002年 國家永續發展委員會國際環保組」 2004年 行政院永續會因應氣候變遷暨京都議定書推動小組 1998年 第一次全國能源會議 1999年 政院通過『全國能源會議結論具體行動方案』 行政院永續會21世紀議程會議 2003年 全國非核家園大會 2005年 第二次全國能源會議 2007年 2007年5月溫減法一讀 2007年7月南太平洋環境部長會議 2007年7月1日起正式推動國家溫室氣體登錄平台 2008年1月10日溫室氣體減量管理辦公室成立

工業局規劃溫室氣體排放管理機制示意圖 管制對象: 能源前200大戶 成長減緩 穩定減緩 排放量 短期 中期 長期 2005年 2007年 A.目標：･既設工廠－至2015年排放密集度降低10%(基準年2000年）。 ･新設工廠－以能源效率全球10%標竿值為核發排放權之基準。 B.管理：･既設工廠－於前期登錄排放值者，依實際需求給予合理排放權未登錄者依標竿值核發排放權。 ･新設工廠－以環評承諾值或標竿值為發給排放權。 ･每3年檢討階段性減量目標，重新核發排放權。超出排放量者，可選擇國內排放交易或國內清潔發展機制。 中期 長期 A.目標：･既設工廠－至2025年排放密集度降低16.4%(基準年2000年）。 B.管理：･同中期管理模式。 短期 A.目標：･既設工廠－自願減量。 ･新設工廠－以能源效率全球標竿值（暫定為10%）為基準。 B.管理：･鼓勵廠商盤查登錄，提供優惠措施。 2005年 2007年 排放量 2015年 2025年 預定期程 BAU 總量管制期 穩定減緩 成長減緩 管制對象: 能源前200大戶 基準情境 資料來源：經濟部工業局

我國能源政策

建立以「能源安全」為核心之政策思維 供給 需求 潔淨 穩定 永續 科 技 發 能源 能源市場與設施 安全 展 效率 全民參與 開創新 自由化 價格機能 開創新 能源產業 科 技 發 展 全民參與 資料來源：經濟部能源局

我國能源政策之架構 永續 安全 效率 潔淨 核心目標 政策方針 新內涵 1.調合三E 發展 1.穩定能源供需 2.推動無悔策略 2.提高能源效率 3.開放能源事業 4.重視環保安全 5.加強研究發展 6.推動教育宣導 1.調合三E 發展 2.推動無悔策略 3.提高自主能源 4.加強區域合作 5.強化價格機能 6.提升能源效率 政策方針 新內涵 7.擴張科技能量 8.協助潔淨產業 資料來源：經濟部能源局

永續能源政策綱領 永續能源的政策目標 效率 潔淨 穩定 提高能源效率 發展潔淨能源 確保能源供應穩定 1.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 2.並藉由技術突破及配套措施，2025年下降50%以上。 1.全國二氧化碳排放減量，於2016年至2020年間回到2008年排放量，於2025年回到2000年排放量 。 2.發電系統中低碳能源占比由40%增加至2025年的55%以上。 建立滿足未來經濟發展目標的能源安全供應系統。 資料來源：經濟部能源局

發展無碳能源−推動再生能源發展(1/2) 整體策略：善用國內再生能源資源，提供自主、永續的輔助性電源。 發展現況：截至2008年底，再生能源發電裝置容量已達307萬瓩。 目標：2010年再生能源發電裝置容量 目標為392萬瓩(10.3%)； 2025年目標為845萬瓩(15.1%)。 資料來源：經濟部能源局

發展無碳能源−推動再生能源發展(2/2) 資料來源：經濟部能源局

國外碳交易發展趨勢（石信智，2011，環保署碳中和國際研討會） 自願性市場「碳」標準一覽表 自願性市場平均碳價(2009) 全球碳交易市場發展趨勢 歐盟各國之碳權定義 定義為商品之國家：奧地利、芬蘭、法國、德國、義大利、葡萄牙、西班牙； 定義為資產之國家：丹麥、匈牙利、波蘭、捷克； 定義為金融工具之國家：為荷蘭、瑞典；尚未定義之國家 為希臘、愛沙尼亞、斯洛維尼亞。

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結語 我國永續能源發展目標以經濟成長(Economic Growth)、環境保護(Environmental Protection)與能源安全(Energy Security)(3E)為主。 在追求此三項目標時，能源經濟扮演決策時重要的角色。 能源目標與配比之擬定需要經過嚴格的經濟評估。 考慮能源利用之外部環境成本，推動能源供給多元化以提高能源供應安全。 克服目前阻礙節約能源與提高能源效率的因素。 盡速通過再生能源發展條例，以確定優惠購電價格及相關獎勵補助辦法。 能源價格制度的改革亦為利用市場機制達到3E目標之可能手段。