太陽能、風力技術成熟 生質能源後市看好

考量到空氣與地面之間存在摩擦力，風力機架設地點都選擇較為空曠處，機器高度也不宜過低。海洋國家公園管理處

全球可再生能源已占總發電量比重9.1%。儘管仍然遠低於石化能源為主發電結構的90.9%，但已能減少排放二氧化碳量達到13億噸，約為全球航空業排放量的兩倍，對減緩地球暖化有極大幫助。

為解決天然資源被人類消耗殆盡以及減緩全球暖化的速度，歐盟及日本等各國政府在京都議定書生效後，皆紛紛實施限制碳排放量之政策，因此加強發展再生能源及綠色能源已成為全球政府共同追求之趨勢。根據聯合國環境署(UNEP)於2015年3月31日公布的數據指出，在過去10年全球對於再生能源的投資總額逾2兆美元，且光是2014年可再生能源投資穩健增長17%，達到2,700億美元，僅比2011年歷史最高紀錄的2,790億美元低3%。

至於2014年，全球對再生能源投資最大國家為大陸，總投資金額達到833億美元，相較於2013年成長39%；而美國投資額為383億美元，僅為大陸的50%；第三名則是日本的357億美元。

隨著技術成本的持續下降，全球各國在太陽能、風力發電領域投資最多，裝機量也最多，2014年新增可再生能源裝機容量達到103GW，其中風電裝機容量增加約49GW，太陽能發電機組增加46GW。截至目前為止，全球可再生能源已占總發電量比重9.1%。儘管仍然遠低石化能源為主發電結構的90.9%，但已能減少排放二氧化碳量達到13億噸，約為全球航空業排放量的兩倍，對減緩地球暖化有極大幫助。

太陽能技術成熟  政府補助決定發電量

太陽光電發電原理是利用矽晶吸收300nm~1,100nm波長的太陽光，使其產生電子(負極)及電洞(正極)，再藉由分離電子與電洞而形成電壓差，進而將光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式。

常見太陽電池及模板外觀，可分成單晶矽、多晶矽兩種，單晶矽製程貴，發電量佳，礙於晶圓型式，多半截圓型或圓弧造型，舖設時面積上無法達到最大利用及吸收。多晶矽製程上較便宜，發電量略遜單晶矽，舖設時可達到最大面積利用及吸收，能為建築物外觀加分。

由於太陽能發電是產生直流電，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。考量到能源使用效率問題，亦有業者推出可搭配家用太陽能發電設備的儲能用電池，方便一般民眾回到家時使用。

考量土地與噪音問題  離岸風力發電成趨勢

風力機發電原理是藉由空氣動力轉動葉片，將風的動能轉換成電能，風速愈大則風能愈高，能產出較多的電力，因此發電風場地點便顯得非常重要。至於風力發電機實際發出功率，則必須考慮葉片效率、傳動機械效率、發電機效率與電力轉換器效率等因素，而在能量轉換的過程中會因能源損耗關係，無法將全部風能轉換成電能，目前風力機將風能轉換為電能的效率約20%~40%。

只不過考量到空氣與地面之間存在摩擦力，以致於近地表空氣的運動速度較低，加上地表上的樹木、建築物等，都會影響風的行進，造成擾流狀況發生，反而不利於風力發電機運作，所以基本上風力機架設地點都選擇較為空曠處，機器高度也不宜過低。

根據工研院綠能所提供的資料顯示，未來風力發電發展趨勢朝向大型化與離岸風力發電機發展，因為儘管陸地型大型風力發電技術已非常成熟，但考量土地取得成本與噪音問題，將會帶動離岸風力發電機的快速成長。預計2018年離岸風力發電裝置容量，將佔整體風力發電總設置量15%以上。

生質能源佔比升高  歐洲投入最積極

在前述風力、太陽能發電技術之外，全球各國也非常積極投入生質能源的研發上，2014年燃料乙醇產量與生物柴油產量較2013年略有增長，生物質及垃圾發電新增裝機容量較2013年有較大增長，隨著各種生物質能利用技術的持續進步，以及各新興市場國家對生物質發展的重視，具有巨大潛力的生質能源將會得到更為廣泛的利用，世界經濟論壇(WEF)預估2020年全球生物精煉產業，含生質燃料、生質精煉及生質化學品在內的市場規模，將可達2,300億美元。

依照台灣再生能源發展條例中的定義，生質能源定義為農林植物、沼氣、一般廢棄物與一般事業廢棄物等直接利用或經處理所產生之能源。不過若從廣義解釋生質物，則指由生物產生的有機物質，如木材與林業廢棄物(如木屑等)、農作物與農業廢棄物(如黃豆、玉米、稻殼、蔗渣等等)，透過技術轉換便能獲得電、熱等可用能源。

歐洲仍是全球最大生質能源發電市場，2014年累計裝機容量達27.6GW，美國和巴西2014年生物質及垃圾發電，累計裝機容量分別為13.7GW及13.5GW，分列二、三位。根據彭博新能源財經預估，全球生質能源發電累計裝機容量將在2015年達到96.3GW，在2020年則會達到150.3GW，足見後續發展潛力仍然非常雄厚。

儘管台灣再生能源發展以太陽能、風力發電等為主，不過工研院在生質能源研發上亦有相當不錯的成績，如2014年以1億5,000萬元技轉給民間的近無碳損纖維素丁醇生產技術，是全球首創以農林廢棄物纖維素為原料生產生質丁醇的技術，由於丁醇是比乙醇更適合加在汽油裡用來減碳的替代燃料，可讓乙醇製造商利用現有生產設備直接升級到丁醇，達到降低成本、提高競爭力的目的。

地熱發電穩定  亞太區發電量最高

地熱發電具有供熱溫度與供應流量穩定的特性，且隨著地熱能開發技術越來越成熟，發電成本正逐步降低中，已成為很多國家發展新能源的重要選擇。國際地熱能協會負責人Karl Gawell便曾在2013年公開預測，全球地熱能市場在未來的6~7年時間裡，每年新增裝機容量朝1GW目標前進。

而根據彭博新能源財經的調查結果顯示，2014年全球地熱能發電新增裝機容量達到887MW，已連續第四年呈現加速增長的態勢。而截至2014年底，全球地熱能發電累計裝機容量已達12.7GW，已有25個國家正在利用地熱能發電，直接利用地熱能的國家達到82個。

若就區域與國家進行分析，2014年亞太地區在地熱能發電新增裝機容量為369MW，遠高於歐洲、美洲、非洲等地區，截至2014年底累計裝機容量達到5.04GW。其中，印尼是亞太地區新增裝機容量最大國家，光是2014年裝機量便高達202MW，累計裝機容量達到1.45GW。除印尼本身具備良好的地熱能資源之外，政府也同步制訂許多非常鼓勵地熱能發展政策。

海洋能發電興起  台灣有絕佳場域

海洋能發電是近來新興的綠色能源發電方式，根據國際能源總署(IEA)報告指出，海洋能的理論年發電量，分別為海洋溫差發電10,000 TWh、波浪發電8,000~80,000TWh、海流(包括潮流和洋流發電)800TWh、潮汐發電300TWh、鹽差發電2,000TWh。根據工研院的調查結果，台灣因四面環海，若將波浪能場址位於東北角與澎湖，則波能達10kW/m以上，12海浬領海外界線內水深10~100m區域，初步評估可開發波浪潛能2~4GW。

在全球市場方面，根據彭博新能源財經調查結果，截至2014年底全球已建成海洋能發電項目的裝機容量為0.5GW，正在建設的項目裝機容量為0.2GW，已獲許可的專案裝機容量為0.7GW，已公佈的專案裝機容量為10GW。

儘管海洋能發電尚處於萌芽階段，不過工研院認為波浪發電系統將波浪能量轉換為可利用之電能，發電過程中不會產生汙染或有害物質，所以可安置於近岸與離岸海域，透過波浪發電場的建置，可降低單一機組製造、佈放與維護成本，並且可提升台灣再生能源占比，有助於降低對火力發電與核能發電的依賴。