1、民國97年1月,能源經濟與政策,吳榮華國立成功大學資源工程學系,能源科技概論課程,簡報內容,壹、能源之定義與歷史演化貳、能源型式與特性參、能源經濟研究的課題肆、能源與環境 (溫室氣體排放)伍、我國的能源情勢與能源政策陸、我國二氧化碳減量規劃方向柒、結語,壹、能源之定義與歷史演化,能源(energy)具有做功的能力(capacity to do work)廣泛之定義，能源係指自然萬物運行之動力。一般所稱之能源係指有價值的商業能源(commercial energy)，即在日常生活中，可供買賣交易之能源，如：石油、煤炭、天然氣、電力等。,能源之定義,10萬年來，人類平均每人每年消耗的能量如圖所示：
2、,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,能源消費史,資料來源：Dahl, C. A., International Energy Market: Understanding Pricing, Policies, and Profit, 2004.,一萬年前，人類用鑽木取火取暖。幾千年前，巴比倫人用大自然的風推動風車、灌溉農田;羅馬人利用風車與水車推動磨坊或鋸木廠的機器。幾百年前(十二到十七世紀左右)，人類發現煤炭。西元1710年時，蒸氣動力開始運用在工業，推動機器、火車。西元1890年
3、發明電力;此後，內燃機;幾十年前，開始利用核能發電。,能源使用的歷史演化,資料來源：Dahl, C. A., International Energy Market: Understanding Pricing, Policies, and Profit, 2004.,貳、能源型式與特性,能源的型式,區分準則型式化學能、電能、磁能、動能、位能等。相態固態、液態、氣態。轉換型態初級能源與次級能源。可再生與否耗竭性能源與可再生能源。,耗竭性能源分類(石油為例),資料來源：CCOP (1999),蘊藏量/資源量的三軸關係圖,資料來源：CCOP (1999),能源的特性 (物理面特性),熱力學第一定律
4、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。,能源的特性 (經濟面特性),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。,能源的特性 (經濟面特性),需求面特性能源需求為衍生需求(derived demand)能源需求是因為對
5、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,參、能源經濟研究的課題,能源經濟探討的範疇,能源經濟乃探討廠商、個人或政府進行能源資源之供給、並將資源轉換為有用的能源形式、運輸至消費者使用。探討能源供給活動下各種能源市場與管制架構、對經濟分配的衝擊，及環境影響。能源經濟亦探討使用能源資源的經濟效率，並探討偏離效率的因素(如：能源價格)。,資料來源：張四立 (2003)。,能源經濟主要研究課題,全球能源供需能源訂價機制能源市場結構能源安全能源與環境,全球能源供需 (天然氣),已證實的天然氣存量分佈 (至2004年底),資料來
6、源：BP Statistical Review of World Energy 2005,全球的天然氣供給 (區域別),資料來源：BP Statistical Review of World Energy 2005,資料來源：BP Statistical Review of World Energy 2005,全球的天然氣消費 (區域別),資料來源：BP Statistical Review of World Energy 2005,全球的天然氣主要貿易路線圖,全球能源供需 (再生能源),資料來源:世界風能協會(WWEA), 2006,世界風力發電概況1997-2005年全球聯網風能裝置容量(
7、MW),資料來源：International Energy Agency, Biofuels for Transport: An International Perspective (2004),生質能：全球生質燃料年產能發展趨勢,邊際成本訂價法的主要概念為將社會福利最大化，將價格訂在邊際成本等於平均收益的產量上之邊際成本值（MC(q) = AR(q)）,能源訂價方式 (邊際成本訂價法),資料來源：許志義(民國82年)。,次佳訂價法利用邊際成本加成訂價方法，故訂價原則使價格與產品需求彈性呈反向關係。價格彈性大之產品，其偏離幅度應小，而價格彈性小之產品，偏離幅度則應大。,資料來源：許志義(民國8
8、2年)。註：為限制式的Lagrangian乘數，為需求對價格的彈性。,能源訂價方式 (次佳定價法, Ramsey pricing),成本導向之訂價法在單位成本上加上一標準成數利潤，意即以一固比例利潤來加成(如法定盈餘)，並反應在單位成本上。政府機關、國營企業多採用此方法定價。,能源訂價方式 (成本加成定價法, Markup pricing),能源價格政策 (浮動油價機制),能源安全包含層面廣泛，其與經濟發展、環境保護、國際競爭力、能源事業自由化等議題密切互動，也是各國能源政策重要的一環。能源安全對各國的意涵依國情有所不同，以石油為例，亞洲國家有較關切數量短缺的傾向，而西方國家則較重視價格走向。
9、,能源安全之議題,資料來源：Koyama & Endo (1997),亞洲及歐美對原油安全之認知,風險觀點:偶發性風險與結構性風險 偶發性風險：能源輸出地區之政治及軍事風險能源生產與運輸過程中之意外事故消費者的恐慌行為結構性風險：資源耗竭供應者運用市場力量（如：減產、禁運）需求成長快速市場自由化環保意識能源產業E化,能源安全 (風險面向),肆、能源與環境 (溫室氣體排放),* 溫室效應是地球溫度的自然調節機制：太陽照射地球表面，1/3會再輻射回太空，2/3能量被大氣中的溫室氣體吸收。如果沒有此機制，全球平均溫度會比現在的約 15 再下降 30 。,* 溫室效應受到嚴重的人為干擾：大量使用化石能
10、源使大氣中的溫室氣體過度增加，溫室效應隨之加遽。自工業時代以來，地球大氣中的二氧化碳濃度由280ppm增加到365ppm (增加 30%),溫室效應及其影響,GWP: Global Warming Potential,溫室氣體性質比較,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 。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%。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)。易造成森林野火全球暖化易發生及延長森林野火。,不願
11、面對的真相,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。,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 )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
12、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%)。,京都議定書生效,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,2004年COP10布宜諾斯艾利斯,資料來源： BBC News Wednesday, 15 November 2006,全球氣候變遷因應缺乏領導力 a “ frightening lack of leadership in tackling global warming,氣候變遷對全球的衝擊影響與威脅被低估了，各國政府需即刻採取行動因應，將該問題與戰爭、貧窮及
13、武器擴散問題同等重要來處理。,UN chief Kofi Annan,2006年11月6日至17日於肯亞奈洛比召開，決議2008年開始進行20132017年第二承諾期之談判，但對於完成談判日期沒有結論，也不設立談判的前提。,UNFCCC第12次締約國會議及京都議定書第2次會議 (COP12/MOP2),1990到2004年附件一國家總排放量降低3.3%；主要是東歐經濟轉型國，因經濟下滑導致GHG排放量大幅削減36.8%。若排除東歐經濟轉型國家削減量，其餘工業化國家GHG實際增加11%。1990年到2004年，附件一國家運輸部門GHG排放量上升23.9%。,增加 23.9%,資料來源：Green
14、house Gas Data, UNFCCC, 30 October 2006,工業化國家溫室氣體持續增加,伍、我國的能源情勢與能源政策,自有能源貧乏，97.9% 依賴進口。能源供給結構，以進口原油為主，其中76.7% 來自中東地區。19852005年能源供給年平均成長率為6.4%。,進口能源依存度： 88.2% 95.7% 97.9%,資料來源：經濟部能源局 (2006)。,我國能源供給結構,部門別能源消費一直是以工業部門為大宗，其次是運輸部門，二者合計佔總消費七成以上。19852005年能源消費年平均成長率為5.7%。,資料來源：經濟部能源局 (2006)。,能源消費結構 (部門別),20
15、05年全國各部門能源最終消費排放總量為254.24百萬噸。工業部門是主要排放源，各部門排放占比依次為工業(53.2%)、運輸(13.9%)、住宅 (12.7 %)、商業(6.9%)。,資料來源：工研院能環所 (2006)。,能源使用之CO2排放結構 (部門別),資料來源：工研院能環所(2006)。,我國CO2排放呈現逐年增加的趨勢，人均排放量從1990年的5.6公噸上升至2005年的11.9公噸，約增加一倍。CO2總排放量從1990年的111百萬噸大幅上升至2005年的254百萬噸，平均每年約以10百萬公噸的速度持續成長。,我國人均CO2排放量,依現行能源供應結構未來CO2排放量仍將持續上升：
16、19852005年能源供給平均成長率為6.4%，成長相當快速。2003年非化石能源占比約11.4%，而排放CO2最多的煤炭占比達32.2% ，已超過2020年規劃目標。煤炭發電比例若持續上升，預期未來CO2排放量將大幅成長，能源結構宜做調整。,其中煤的占比成長最為快速化石能源占比超過90，,CO2排放量之檢討,建立以能源安全為核心之政策思維。,我國能源政策,資料來源：經濟部能源局 (2006)。,我國能源政策之架構,資料來源：經濟部能源局 (2006)。,陸、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
17、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。,整體策略,我國因應二氧化碳減量策略規劃,1992,1994,1998,1996,2000,2004,2002,2006,1992年5月聯合國氣候變化綱要公約正式通過,1997年12月京都議定書正式通過,1994年3月聯合國氣候變化綱要公約生效,2001年7月通過波昂協議2001年11月通過瑪拉克什協定,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
18、高峰會 2005年7月亞太潔淨發展與氣候夥伴協定(APP)2005年11月第11次締約國會議暨京都議定書第一次締約國,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,2006年4月全國永續發展會議2006年 7月台灣經濟永續發展會議,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,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,2006年經濟部產業溫室氣體減量辦公室,2003年全國非核家園大會,200
19、5年第二次全國能源會議,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7月聖彼得堡 G8高峰會,我國因應氣候公約之進程,資料來源：行政院環保署 (2006)。,資料來源：經濟部能源局,2005年台灣全國能源會議,能源政策(各方案)CO2 減量效果,CO2減量效果,回歸至2000年排放目標,CO2總排放量(百萬公噸),332,402,468,LNG案(7.5),再生能源案(4.7),91.6,66.2,能源密集度案,電價調整案,基準案,518.8,427.2,523.5,276,221,2005年台灣全國能源會議,工業局規劃溫室氣體排放管理機制示意圖,
20、資料來源：經濟部工業局,柒、結語,環球能源系統之轉型，1850-2150,占總市場之比重,木材與乾草,非永續之經濟成長,鯨油,石油,“都市瓦斯”氫氣,油及水力,煤炭及核能,固態,液態,氣態,氫氣,實際消費,可永續之經濟成長(分散的、資本成分較輕的技術),天然氣,天然氣,油與自然形成之天然氣液,未來能源發展主流 (新潔淨能源與氫經濟),資料來源：吳榮義(2004)。,氫能可以解決的問題:低二氧化碳排放、甚至零排放。 能源安全可取代耗竭的化石能源,Source: Fuelcell.org,Source: GM,許多尚待克服的問題:燃料電池的壽命氫能生產的經濟性缺乏支持氫能的基礎設施假如氫能來自於化
21、石燃料，則需搭配碳隔離技術。到2020年前都不具成本效益性,氫能源,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。,結語,謝 謝 各 位敬 請 指 教,
