引用文章綠能是以大片土地以換取電力 台灣地狹人稠 推廣容易遭遇抗爭 (四之四：不可躁進)

2015年德國再生能源總發電量達30%無論如何是個驕傲的里程碑，值得台灣的借鏡。

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壹、分析德國電價 綠色能源捐占29%

然而德國電價全世界第二昂貴，是台灣的四倍請參考下表。德國部分廢核後電價暴漲，一成家庭用不起電。

下圖依照2015年4月1日德國普通家庭年用電在3500度以內之電價每度29.11歐分(1歐元 = 100歐分)，包括電能採購供應7.57歐分，電網費用(Network charge)6.6歐分，綠色再生能源法等捐助(Levies)8.25歐分，及賦稅(Taxes)6.7歐分，其中綠色能源捐8.25歐分就占了每度電價29.11歐分之29%，這些綠色能源捐用來補貼提供綠能發電者。

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貳、分析德國電力的裝置容量及發電容量

以下兩圖分別是德國2015年電力系統的裝置容量及發電容量。

上圖中，MW是百萬瓦，GW是吉瓦(十億瓦)，TW是兆瓦，TWh是兆瓦小時 = 十億 千瓦小時 = 十億度。 (1度電 = 1千瓦小時)  統計出總裝置容量為198.85吉瓦，對比德國瞬間尖峰最高用電量70吉瓦，總裝置容量198.85吉瓦 是 瞬間尖峰最高用電量70吉瓦 的2.84倍。

台灣十進位：個 十 百 千 萬 十萬 百萬 千萬 億 十億 百億 千億 兆， 1TW(兆瓦) = 1000GW(吉瓦) = 1,000,000MW(百萬瓦)

以下定義各種能源的〝發電使用效率〞，舉核能發電為例：

以下用兩種方法換算德國2015年核電之總發電量：

647.1TWh(總發電容量) * 14.1%(核電比例) = 91.24Twh(核能總發電量)

10.793GW(核電裝置容量) * 24(小時) * 365(天) * 核能發電使用效率 = 核能總發電量 = 91.24TWh

可得出

核能發電使用效率 = 91.24Twh / [10.793GW(裝置容量) * 24(小時) * 365(天)] = 96.5%

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可歸納出 各能源的〝發電使用效率〞：  

發電使用效率 = 647.1TWh(總發電容量) * 發電比例 / [裝置容量 * 24(時) * 365(天)]

發電使用效率愈高者代表該能源愈受重視被頻繁使用，從上表中可看出：

一、核能的發電使用效率高達96.5%，幾乎全天候被操，為最受電力公司倚賴歡迎的基載電力。

二、褐煤的發電使用效率83.8%為全體能源第二高，可見得其也深受電力公司的親賴，頻繁運轉為基載能源的班底。德國是世界上最大的褐煤生產國，而褐煤是煤化程度最低也最廉價的礦產煤，它的使用會帶來嚴重的環境污染問題。德國使用風能、太陽能等不穩定的再生能源，需要核能、煤炭、天然氣等基載能源來確保其能源的穩定供應。且業者為了配合德國政府廢核政策，而政府政策尚未抑止使用褐煤，與天然氣價格相比，使用褐煤發電是其最為廉價的選擇。

三、 燃煤包括褐煤及硬煤的發電比例最高，占總發電容量之24%(褐煤) + 18.2%(硬煤) = 42.2%，燃煤是髒能，有羞辱環保德國的美譽。

四、燃氣發電之發電使用效率僅22.8%，可看出燃氣發電僅當成尖載電力使用，多半是因為天然氣的價格貴，僅在必要時使用。

五、生質能的發電使用效率亦高達72.5%，基本上就是燒木頭，歐洲國家認為砍樹去發電，再造林植樹達到重生循環則並沒有讓樹林減少，是環保的。德國進口大量木材當生質能的原物料，然而燃燒木頭一樣會造成二氧化碳的汙染，更會影響到農耕地使用也是令人爭議的能源。但是一旦掛上再生能源的頭銜居然比同樣是火力發電的硬煤及天然氣還要吃香。

六、德國再生能源的最大貢獻者為風力發電，占總發電量之[12%(陸上風力) + 1.3%(離岸風力)] = 13.3%，由發電使用效率分別為陸上風力23%、離岸風力34.5%，可看出德國位於西風帶的風場充足，並且離岸風力發電機組的發電效率較陸上風力發電機組為佳。

七、雖然太陽能發電之裝置容量38.85吉瓦已達瞬間最高用電量70吉瓦之55.5%，然只占總發電量之5.9%，發電使用效率11.2%也反映當陰雨天及日落後無法進行太陽能發電。

八、傳統的水力發電使用效率40.2%非常高，只可惜德國的水力資源還是太少，只占總發電量之3%。

九、廢棄物經過處理後的再生能源也是發電的好燃料，發電使用效率高達76.5%，惟能搜集到廢棄物的量還是太少，只占總發電量之0.9%。

由發電使用效率來看，即使德國大力使用價格便宜的核電、燃煤、水力等傳統電力，但是電價仍然飆高至全歐洲第二貴，原因除了裝置容量198.85吉瓦過當是瞬間尖峰用電量70吉瓦的2.84倍，造成運轉維護的成本增加，另外，綠能補貼是主要原因。

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叁、分析德國綠能發電 

由德國電力的裝置容量及發電容量可看出發展綠能還是要靠所處在地理位置的天賦資源。綠能得靠環境、靠天吃飯。以下列出歐洲各國的發電重點能源。

一、冰島只有冰及活火山，70%水力發電，30%地熱發電，100%使用綠能。

二、挪威很幸運，冰河切割地形，地廣人稀，最適合水力發電。

三、但是同屬於斯堪地那維亞半島的芬蘭及瑞典就強調核能。

四、丹麥推廣風力發電及生質能源最積極，再生能源超過43%，但是電價卻是全歐洲及全世界最貴的。

五、德國的再生能源超過30%，電價全歐洲第二貴。

六、法國使用核電高達75%，電價只有德國的五成六(56%)。

七、義大利零核電，火力發電70%，綠能高達30%，義大利電價是歐洲第三貴。

八、英國的核電大約19%，但是火力發電高達70%。

九、瑞士的核電大約40%。

十、比利時的核電高達54%。

十一、荷蘭的火力發電超過83%，核電4%。

十二、美國的核電大約20%。 (不得不提美國)

比較表一之各國平均電價，以上歐洲各國電力能源分析可以得到歸納，傳統的水力發電是便宜的，只有要補貼的風力發電及太陽能發電才相對的價格貴。綠能的開發要靠地理位置的天賦資源：

一、德國位處西風帶，風場充足，風力發電事半功倍。

二、德國水力發電的比例並不高，原因是德國的水力資源有限。

三、德國地熱發電的比例更少，原因是德國沒有活火山。

四、即使是位處中高緯度，德國太陽能發電依舊成功，以螞蟻雄兵的裝置容量，聚沙成塔已達38.85吉瓦，更占總發電容量之5.9%。

五、生質能燒木頭？ 德國能進口木材燒、德國能硬掰生質能環保？台灣實在不宜推廣。

六、處理廢棄物惟廢棄物本來就少致使總發電量不到1%，不占討論之版面。

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肆、台灣發展綠能發電 他山之石可以攻錯

對比德國，

一、台灣位處信風帶，春夏兩季風力微弱，發展風力發電將會是事倍功半。

德國位處北緯51度在西風帶有充足的風力，然台灣位處北緯23.5度在信風帶(季風帶)，只有秋冬有東北季風，而缺電的春夏天卻風力微弱。台灣不在西風帶！

二、台灣的河流短小流急，水力資源並不豐富，水力發電有其極限。

三、台灣沒有活火山，盲目發展地熱發電也只會是事倍功半。

四、幸好台灣位處北回歸線，中南部晴天日數多，極為適合太陽能發電。惟依照德國的經驗，太陽能發電使用效率僅11.2%(大約是九分之一)，必須裝置九倍的太陽能發電機組，以螞蟻雄兵積少成多累積發電量。

比如說，核四廠兩部機組的裝置容量總共為1350MW * 2 = 2700MW = 2.7吉瓦，倘若核四廠的發電使用效率為90% (，90% / 11.2% = 8)，則必須至少要八倍的太陽能裝置容量相當是2.7吉瓦 * 8 = 21.6吉瓦，才能產生等量之電力。然而依照2016/9/10台電資料顯示目前台灣太陽能發電裝置僅0.84吉瓦，而安裝太陽能光板需要大片的屋頂或土地，台灣地狹人稠，土地或是屋頂能否有效使用而不遭遇抗爭，是極需面對解決的課題。
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依照工業技術研究院的統計，目前國內太陽光電系統裝設量約為945.7MW，預估年發電量12億度，設置面積相當於1146個足球場，而一個足球場面積約7140㎡。

再拿核四廠為例，假設核四廠發電使用效率保守估計為90% (德國為96.5%)，核四之年總發電量為：

2700MW * 24(小時) * 365(天) * 0.9(發電使用效率) = 212.87億度。

212.87(億度) / 12(億度) * 1146(足球場) * 7140㎡(每個足球場面積) = 145平方公里。

也就是說，需要鋪滿145平方公里的太陽能光板 所發之電 才相當於核四的年發電量。

對比核四廠面積僅4.8平方公里。

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另外一個對比例子：

總統：廢核四建太陽能電廠要有160平方公里面積- 中時電子報

太陽能光板直接設置在素地上是不值得的，但是架設在屋頂上卻是可以再次利用屋頂，是值得推薦的。時和 認同馬英九政府「百萬陽光屋頂、千架風機」的綠能政策，百萬陽光屋頂約當一個核四廠的發電量；千架風機約當半個核四廠的電力。總共一個半核四廠的電力每年約可發出300億度電，約為台灣每年總發電量的十分之一，應該也是太陽能發電及風力發電的極限了。(水力發電原來就有了，並無新的水利資源)

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伍、結論

借鏡德國，本篇文章分析台灣發展綠能的瓶頸：風力發電及地熱都是事倍功半，水力發電已經到頂有其極限，而太陽能發電也需要大片的屋頂或是無法耕作農牧的土地。

以 時和 估計，台灣發展綠能總發電量到10%已經是瓶頸，原因是土地實在有限。綠能不是不好，實在是台灣地狹人稠挪不出太多的土地放綠能發電設備，發不出那麼多的電。當然，好好將目標10%的綠能發電量做出來也是功德一件。

希望蔡英文政府能平衡的看待能源多樣化，至少別缺電別限電別斷電，別扼傷了產業的新契機。

依據發電使用效率，由德國的經驗可得出，德國發電基載電力的主力為：

核能發電96.5%、褐煤83.8%、燒木頭的生質能72.5%、硬煤49.6%。

而後三者都是髒能，會排放過量之二氧化碳，唯一乾淨能源為核能發電。連日本都已經重啟五座核能機組，重啟核電答案在經濟：安倍晉三首相曾說，如果沒有核電，日本將因為必須進口昂貴的石油與天然氣發電，而致經濟崩潰。為了台灣的經濟，請台灣執政者重視核能發電。