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認 識 再 生 能 源
講 員：台電公司公眾服務處
副處長 余金源
中華民國九十七年元月二十四日
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內 容
壹、何謂再生能源？
貳、再生能源的種類
參、再生能源開發所需考量因子
肆、全球再生能源發展近況
伍、國內再生能源發展近況
陸、台電再生能源計畫
柒、結論
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壹、何謂再生能源？
• 自然界中一種用完可以再生的能
源，它遍佈在地球上各處，取之
不盡、用之不竭，是造物者賜予
人類最方便、物美的一種能源。
壹、何謂再生能源？
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• 從永續與環保的發展角度來看，
傳統的化石能源如煤、石油、天
然氣等價格日益昂貴，且終將有
耗竭的一天，同時其燃燒後所排
放的CO2也造成全球溫昇的問題，
再生能源無疑將成為人類未來所
依賴的主要能源。
壹、何謂再生能源？
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• 再生能源雖然也是一種自產能源，
可是其蘊藏量的分佈隨著各國的
自然環境條件而有不同。
壹、何謂再生能源？
6
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貳、再生能源的種類
一、太陽能
貳、再生能源的種類
二、地熱能
三、風能
四、海洋能
五、生質能
六、氫能
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一、太陽能
以人類生命眼光來說，太陽能取之
不盡。
風能、水力、海洋能、生質能都源
自太陽。
總輻射能約×1023瓩，可達地表
約只有22億之一，但已高達
×1014瓩，意即每秒照射到地表的
能量相當於500萬噸煤所產生的能
量。
貳、再生能源的種類
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一、太陽能(續)
既是一次能源，又是可再生能源，資源豐
富、免費、無需運輸、沒有環境污染。
兩個主要缺點：一是能量密度低；二是受
季節、地點、氣候影響，不能維持常量。
早期用於人造衛星之電力系統，1970年以
後才開始用於地面發電系統，到1990年才
出現大變革，真正用於民生。
使用方式主要有太陽熱能（熱水器）、太
陽光電能二種。
貳、再生能源的種類
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二、地熱能
來自地球內部深處，儲量遠高於目前人
類的使用量，集中在火山和地震多發的
板塊邊緣地區。
歷史悠久、自古「溫泉」用於沐浴、理
療。
最早用來發電的例子－1904年，義大利
Larderello地熱區。
貳、再生能源的種類
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蓬勃發展時期－1960年代，世界各國廣
泛使用，目前已有二十餘國擁有地熱發
電廠，總發電量達8×106瓩以上（相當
於3座核四廠）。
發電後的餘熱尚可有其它用途。
分佈相對來說比較分散，開發難度較高。
貳、再生能源的種類
二、地熱能(續)
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三、風能
由太陽輻射熱所產生的大氣對流。
估計到達地球的太陽能只有2%轉化成風
能，約×1012瓩，可利用的約為2×1010
瓩，比地球上可開發利用的水力還要大
10倍。
對沿海島嶼及交通不便的山區，遠離電
網的邊疆地區特別有開發意義。
即使在已開發國家，高效率潔淨的風能
也日益受到重視。
貳、再生能源的種類
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三、風能(續)
算是目前最經濟、技術最成熟的再生能源，
發電成本已降到每度元～元之間，
每瓩投資成本則約為新台幣3萬3千元。
可用風速介於公尺/秒～25公尺/秒。
風能與風速的立方成正比。
估計台灣陸上約有100萬瓩，離岸約有200
萬瓩的風力發電潛力。
機組間距至少應為葉片直徑的3～6倍(以
2,000瓩機組為例，直徑約70公尺）。
貳、再生能源的種類
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潮汐(潮流)能－源自月球、太陽引力，
利用位差(位能)的形成加以利用，其能
量與潮差大小和潮量成正比。
四、海洋能
貳、再生能源的種類
指依附在海洋中的可再生能源，包括潮汐(潮
流)、波浪、溫差、海流等，分述如下：
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波浪能－源自海面上的風，以位能和動
能的形式，由短週期波儲存的一種機械
能，其能量與波高的平方以及波動水域
面積成正比。
溫差能－利用海面水溫較高及深層冷海
水所存在溫度差熱能加以轉換，其能量
與溫差大小和水量成正比。
海流能－海水本身的流動能，其能量與
流速平方和通流量成正比。
貳、再生能源的種類
四、海洋能(續)
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五、生質能
• 光合作用所產生，也就是太陽能以化學
能形式貯存在生物中的一種能量。
• 可轉化成常規的固態、液態和氣態燃料。
• 估計地球上每年植物光合作用所含能量
可達3×1021焦耳，相當於全球所耗能量
的10倍。
• 生質能形式繁多，包括薪材、農林作物、
農林殘剩物、食品加工下腳料、城市垃
圾、豬糞……等。
貳、再生能源的種類
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六、氫能
為一種二次能源，係通過一定的方法利用
其他能源製取的。
在自然界中氫與氧已結合成水，所以必經
用熱分解或電解，才能把氫解離出來。燃
料電池即是將氫與氧直接通過電化學反應
產生電和水，一個步驟即可發電。
商品化後，此種發電系統不但適合一般家
庭使用，其副產品為40℃～60℃的熱水，
相當適合洗澡與廚房使用，一舉兩得。
高效率的製氫基本途徑是利用太陽能。
貳、再生能源的種類
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參、再生能源開發所需考量因子
開發所能提供的能源與當地經濟
發展、產業結構、生活水準等均
有關連。
就供應穩定度而言，再生能源的
供給有時段性及季節性變化。
參、再生能源開發所需考量因子
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傳統能源的外部環境成本（如表
一），均未實際反應，以致再生
能源經濟效益受到嚴重扭曲。
再生能源的經濟效益與利用普及
率成正比，但如何推廣有賴科技
的提昇以及政府推動與獎勵。
參、再生能源開發所需考量因子
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肆、全球再生能源發展近況
• 整體而言，目前全球再生能源以
太陽光電能、風能為主要發展項
目。
• 自西元2000年以來，全球風力
發電機發電增加超過3倍；太陽
光電能則增加接近8倍。
肆、全球再生能源發展近況
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• 預計到西元2010年，太陽光
電市場規模約可達50億美元。
• 研發最成功為丹麥、法國和
巴西，但短短幾年已被美國
領先。
肆、全球再生能源發展近況
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一、太陽光電能
太陽能電池市場近幾年來每年長快速（參
見表二），1998年全球裝置量已達
150MWp，成長20%。在各公司大力擴充
生產線後，1999年產能已提升至200MWp。
肆、全球再生能源發展近況
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太陽能電池原理
• 太陽電池可以將太陽能轉換成電能。其基本原理
主要係將高純度之半導體材料加入一些不純的物
質，使其呈現不同的性質。例如在矽中加入硼可
形成P型半導體，加入磷可形成N型半導體，在
將PN兩種半導體相接合，形成太陽電池，如下
圖所示。
資料來源：再生能源網
肆、全球再生能源發展近況
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• 當光線照射時，攜帶足夠能量之光子
(photon)，將可破壞晶體共價鍵而產
生電子與電洞，帶負電的電子朝N領
域（表面）移動，帶正電的電洞往P
領域（裡面）移動，形成電動勢。若
與相當負載串接時，將產生電流通過，
提供電力。由於太陽電池產生的電是
直流電，因此若需提供電力給家電用
品或各式電器則需加裝直／交流轉換
器，將直流電轉換成交流電，才能供
電至家庭用電或工業用電。
肆、全球再生能源發展近況
太陽能電池原理(續)
資料來源：再生能源網
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太陽能電池的種類
• 太陽電池為一半導體元件，所用之材料主要計
有矽(Si)、碲化鎘(CdTe)、硫化鎘(CdS)、砷化
鎵(GaAs)、及鍺(Ge)等數種。
• 一般太陽電池依所使用材料之不同而分為兩大
類：(1) 矽化合物、(2)半導體化合物。
肆、全球再生能源發展近況
• 矽化合物又分為單晶矽太陽
電池、多晶矽太陽電池及非
晶矽太陽電池等三種。
資料來源：再生能源網
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太陽電池種類與用途表
肆、全球再生能源發展近況
太陽能電池的種類(續一)
種 類 理論轉換效率 成本 耐用性 主要用途
單晶矽太陽電池 23 低 佳
砷化鎵太陽電池 27 很高 佳 太空用
多晶矽太陽電池 20 低 佳 獨立電源用
薄膜 非晶矽太陽電池 14 低 普通 民生消費性產品用
太陽電池
硫化鎘 - 碲化鎘太
陽電池 多元化合物
太陽電池
16 ~ 17 低 佳 民生消費性產品用
資料來源：再生能源網
27
• 單晶電池效率已達25%，多晶效率已達18-
20%，目前市場上仍以單與多晶電池佔大多
數。
• 至於薄膜電池方面，1998全世界所發表的薄
膜電池磨板最高效率已達13%。薄膜電池可
做成像屋瓦這種非平面構造，其應用範圍大
為擴展，目前最大面積可達16,000cm2。
肆、全球再生能源發展近況
太陽能電池的種類(續二)
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二、風力能
風力發電已成為全球成長最快
速的再生能源發電，到2001
年底全球已有46個國家應用風
力發電，總裝置容量已達
×107瓩，預估年發電量逾
500億度，裝機容量每年增長
超過30% 。
肆、全球再生能源發展近況
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世界各國皆在積極開發，2010年歐洲的
風力發電將達40,000MW(4×107瓩)，丹
麥預期2030年風力發電達
5,500MW(×106瓩)，其中離岸型
(Offshore Type)風力機將佔
4,000MW(4×106瓩)，在亞洲地區，中
國大陸預計2010年達1,000至
1,100MW(1×106~×106瓩)，日本
2010年目標為150MW(×105瓩)。
二、風力能(續一)
肆、全球再生能源發展近況
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根據GlobalWind Energy Council
(GWEC)與BTMConsult ApS統計
2005年全球風力發電市場累計裝置
容量為59,264MW(×107瓩) ，較
2004年累計裝置容量
47,911MW(×107瓩)，成長
%，預估至2010年全球風力發
電累計裝置容量將可達
134,800MW(×108瓩)，2005-
2010年複合成長率為18%，未來仍
有相當大的市場成長商機。
肆、全球再生能源發展近況
二、風力能(續二)
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以國家別來看，德國是全球風力發電市
場發展最快速之國家，2005年底累計裝
置量為18,445MW(×107瓩)，佔全球
風力發電市場之%，其次是西班牙，
2005年底累計裝置容量為
10,027MW(1×107瓩)，佔全球風力發電
市場之%，第三名為美國，2005年
底累計裝置容置為9,181MW(9×106瓩)
，佔全球風力發電場之%，全球前
三大風力發電累計裝置量國家佔全球累
計裝置量的%。
二、風力能(續三)
肆、全球再生能源發展近況
資料來源：工研院IEK系統源組
32
目前世界各國地熱發
電情況如表三，預估
2000年將接近
10,000MW(1×107瓩)。
肆、全球再生能源發展近況
二、地熱能
蒸 氣
熱 水
向大地要電向大地要電
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伍、國內再生能源發展近況
風力：
目前已完成設置萬瓩，另籌
設中的有70萬瓩。
伍、國內再生能源發展近況
麥寮風力發電示範系統
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太陽電能：
完成74處，總裝置
容量為650瓩，另
外推動「陽光電城
」計畫，擇定在台
南縣高鐵沙崙站區
域設置太陽電能設
備。
伍、國內再生能源發展近況
松山機場警示系統
35山豬掩埋場沼氣處理發電廠
生質能：
能源局業已與農委會達成利用休耕
地種植能源作物方式，以發展生質
柴油以每年10萬公秉為目標。
伍、國內再生能源發展近況
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地熱：
目前已由宜蘭縣政府於清水地區進
行探勘，擬興建裝置容量5,000瓩
地熱電廠。
伍、國內再生能源發展近況
清水地熱發電廠清水地熱
圖片來源：噶瑪蘭鄉土資源網
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未來：
依行政院規劃的目標，在2010年
時將由現行占電力系統總裝置容
量%提升至12%，在能源使
用上每年可為國內節省進口能源
支出達1,200億元，同時每年減少
二氧化碳排放外部成本2,300億元，
同時可創造6千個工作機會及每年
350億元的產值。
伍、國內再生能源發展近況
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陸、台電再生能源計畫
(一)太陽能
陸、台電再生能源計畫
自2008年起分四年於台灣西、南
沿海25處鹽灘地規劃第一期計畫，
總發電容量共1萬瓩(10MW)。
總投資額約35億台幣。
2008年、2009年各先
興建2MW(2,000瓩)
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(一)太陽能(續)
採用矽晶或薄膜型則未預設立場。
裝置容量每瓩至少需12~15平方
米（約4~5坪），也就是光第一
年2MW(2,000瓩)就需地3~4公
頃。
開放國內廠商投標。
陸、台電再生能源計畫
40大園觀音風力發電站景觀
(二)風力發電
台灣風能粗估陸域有
1,590MW(×106瓩)，離岸有
3,200MW(×106瓩)。
已擬定「風力發電十年發展計畫
」。
規劃於西部沿海風能資源豐富地
區優先辦理。
陸、台電再生能源計畫
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未來十年內至少裝設200台
風力發電機，總裝置容量30
萬瓩(300MW)以上，詳如附
表。
進行台灣西部沿海海堤區域
及離岸式風力發電廠址選擇
及工程可性研究，以進一步
開發台灣之風力資源。
陸、台電再生能源計畫
(二)風力發電(續)
42
(三)海洋溫差發電
• 台電自1981年起即在台灣東部海域
進行水深測量，找出可能的幾處潛
能廠址。
• 配合政府「深層海水資源利用及產
業發展」政策，已擬定在2010年後
設置一座100瓩級複合式溫差發電
示範電廠。
陸、台電再生能源計畫
43
• 該示範計畫係配合水
利署深水取水管計畫，
為經濟部「深層海水
低溫利用及多目標技
術研發模廠計畫」之
一環。
陸、台電再生能源計畫
(三)海洋溫差發電(續)
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能 源 供 需 預 測 表
陸、台電再生能源計畫
項 目
民國95年百萬
公秉油當量%
民國96年百萬
公秉油當量%
民國97年百萬
公秉油當量%
民國98年百萬
公秉油當量%
總供給 100 100 100
再生能源 2 5
國內消費 100 100 100
再生能源
說明：本預測結果採用94年全國能會議結論
●再生能源發電裝置容量目標99年達5,139千瓩、109年達8,000千瓩。
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柒、結 論
• 傳統化石能源日益耗竭，再生能源日
益成長。
• 環保問題，尤其是CO2造成全球溫升
效應，再生能源的角色漸趨重要。
柒、結 論
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柒、結 論
• 技術的精進及使用規模的擴大，
使得成本不斷的下降，不久的
將來必可與傳統能源價格相抗
衡，進而取代之。
• 以台灣的科技言，風力及太陽
能未來的發展遠景看好，尤其
是太陽能產業極具競爭力。
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壹、何謂再生能源？
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參、再生能源開發所需考量因子
表一：各種發電方式之成本
能源
類別
成 本
發電方式
環境成本
元／度
燃料或運轉成本
元／度 總發電成本
傳
統
能
源
煤(%硫)
石油(%硫)
石油(%硫)
天然氣
核能
再
生
能
源
焚化爐
太陽光電 0
風能 0
生質能 0
地熱 - -
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表二：1993-1999全球太陽能電池市場總銷售量（MWp）
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
美國 53
歐洲
日本 35
其他
合計
資料來源：PV News Vol. 19
肆、全球再生能源發展近況
51
全球風力發電累計裝置量
肆、全球再生能源發展近況
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表三 世界各國地熱發電裝置容量(MW)
1990 1995 1998 2000
阿 根 廷 -
澳 大 利 亞 0 -
中 國 大 陸 32 81
哥斯大黎加 0 55 65 170
薩 爾 瓦 多 95 105 105 165
法 國 -
冰 島 80 -
印 尼 589 1080
義 大 利 545 742 856
日 本 530 600
肯 亞 45 45 45 -
墨 西 哥 700 753 743 960
紐 西 蘭 286 364 440
尼 加 拉 瓜 35 35 70 -
菲 律 賓 891 1191 1780 1945
葡 萄 牙 3 5 8 -
蘇 俄 11 11 11 110
泰 國 -
土 耳 其 21 125
美 國 2850 3395
合 計 9927
肆、全球再生能源發展近況
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陸、台電再生能源計畫
風力發電分期計畫內容及執行情形表
一、風力一期計畫:
項 目
廠 址 單機容量@台數 總裝置容量(MW)
預算金額(億元
) 備 註
核 一 600kW@6 已商轉
核 二 1,500kW@3
已商轉
大 潭電 廠 1,500kW@3 已商轉
大園 觀音 1,500kW@20 30 已商轉
台 中電 廠 2,000kW@4 8
已商轉
台 中 港區 2,000kW@18 36 4部機已商轉餘施工中
新 竹 香 山 2,000kW@6 12 試運轉中
總 計 60台
註：一期規劃廠址用地均已取得，96年底全部完工，奉核定總投資費用為億
元。
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陸、台電再生能源計畫
二、風力二期計畫：
項 目
廠 址 單機容量@台數
總裝置容量
(MW)
預算金額(億
元) 備 註
彰工線西廠址 2,000kW@8 16
已商轉
彰工崙尾廠址 2,000kW@15 30
麥寮廠址 2,000kW@15 30 施工中
大 潭(II)廠址 2,000kW@11 22 籌建中
四 湖廠址 2,000kW@14 28 籌建中
總 計 63台 126
註：二期規劃廠址將依用地取得情形進行開發，以總機組數63台為目標，預計
97年底全部完工。
風力發電分期計畫內容及執行情形表
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陸、台電再生能源計畫
風力發電分期計畫內容及執行情形表
三、風力三期計畫：
項 目
廠 址 單機容量@台數 總裝置容量(MW)
預算金額(億元
) 備 註
彰 工( I I ) 2,000kW@8 16
籌
建
中
彰 化 王 功 2,000kW@8 16
彰 化 永興 2,000kW@14 28
台 北 林 口 2,000kW@6 12
雲林麥寮 (II) 2,000kW@9 18
台 南 北門 2,000kW@7 14
總 計 52台 104
註：三期規劃廠址將依用地取得情形進行開發，以總機組數52台為目標，預計
99年底全部完工。
