臺大公共論壇探討全球暖化與能源趨勢－再生能源產業前景王文洋(宏仁集團總裁)

根據世界能源會(WEC)的估計，世界的石油將於40~50年內用盡，然而石油時代不會等到石油真正用盡才結束，就如同石器時代不會等到石頭用完才結束。不論石油會何時用完，石油時代可能在石油用罄前，就已經因為溫室效應造成的地球暖化等種種的環境因素而結束，但問題是：什麼替代能源能取代石油呢？

很多人一想到替代能源，就想到太陽能、核能、風力等，以下列舉幾種替代能源之特性：

太陽能是世界上最豐富、分布最廣的一種能源，其來源不絕，也不會造成任何污染。太陽能的應用可分為兩方面：光電能和熱能。太陽光電(solar photovoltaics)是利用太陽能電池吸收光，再將光能透過光電效應直接轉變成電能輸出。但是太陽能電池效率不佳，要產生二十兆瓦的電力，需要地球0.16％的表面積來蓋太陽能光板，是相當浩大的工程。而且目前太陽能電池受制於多晶矽的產量，價格昂貴。除非能從基礎的材料科學上來提升太陽能電池的轉換效率和生產成本，否則仍然很難普及。集中式太陽能(concentrating solar power)則是太陽熱能的運用，以集熱器將太陽輻射能量吸收並轉換成可利用的熱能，該熱能亦可透過熱電能轉換系統來發電，某些地區也利用該熱能來處理海水淡化。1990年代初期，使用拋物形槽型鏡面(parabolic trough mirrors)的太陽能熱能發電系統即已進入商業化，這類系統安裝簡單，回收期短(約五個月)，且使用壽命長達25~35年。由於太陽能的低能量密度的本質，這類系統需要大土地面積來安裝，較適合境內有沙漠地區的國家，不僅能利用這些不適合居住或開發的面積，而且日照強，陰雨天少。根據計算，只要全球0.3%的沙漠面積建置這種拋物形槽型鏡面的發電系統即可供應全世界目前的所有電力需求。

利用核分裂技術的核能發電似乎很有效率，但是卻不具有再生性。現今若要用核子反應爐替代石油，需要新建一萬座供電十億瓦的核子反應爐。然而，以這樣的速度，會在六到三十年內用光所有已知地球蘊藏的鈾來源，而不是世界能源會(WEC)估計的六十至七十年。

至於風力發電對於西風帶國家確實可行。例如德國、丹麥與英國等，其風力發電成本已可與化石能源相媲美。丹麥是目前全球風力發電比重最高的國家，丹麥地區夏季風力發電量最低，但還是有冬季發電量的一半，且丹麥冬季時發電量高，丹麥用電高峰期也在冬季，風力發電可以滿足用電需求。反觀台灣，夏天缺電情況嚴重，而冬天並不缺電，但是因為台灣的東北季風一年只吹冬季三個月，而夏天風力發電條件很差，尤其是夏天的白天，風力發電機組常常不能運轉，因此在最需要用電時，等於風力發電機組完全無用武之地，因此風力發電對台灣之助益相當有限。目前最受矚目的再生能源乃是生質能源，例如乙醇和生質柴油，其中又以乙醇最被看好。包括微軟的創辦人Bill Gates和昇陽電腦的創辦人Vinod Khosla都大手筆投資在乙醇相關的產業上。

今年三月，日本三井公司(Mitsui)表示與巴西國營石油公司Petrobras合作，預備斥資80億美元投資巴西40座的甘蔗乙醇提煉廠，以確保日本在強制實施汽油添加乙醇的法令後，能有充分的乙醇供應。

今年五月，美國投資巨擘索羅斯（George Soros）在巴西聖保羅舉行的2007乙醇高峰會(Ethanol Summit 2007)中表示：過去三年來他已投資了9億美元在巴西的乙醇提煉廠，雖然乙醇產業有短期過熱的現象，他還是長期看好乙醇市場。

大家不約而同地看好乙醇的產業前景，其主要原因為：具價格競爭力。國際能源總署(IEA)的資料顯示：巴西乙醇的生產成本為每公升0.23美元，在巴西當原油價格在每桶20美元時，乙醇和汽油的生產成本是相同的。

可與汽油混合：無水乙醇可與汽油按任合比例混合，同時可用來取代汽油添加物MTBE（許多國家已停用MTBE）。以乙醇取代汽油可減少有毒物質排放，改善空氣品質，並且減少溫室氣體的排放。

和目前的汽車引擎相容。在巴西，乙醇作為汽車燃料已有超過三十年的歷史。根據美國環保署資料顯示：一般噴射引擎不經改裝即可使用E10汽油(含10%乙醇)。根據巴西經驗，一般汽車經過簡單的改裝即可使用E25的汽油(含25%乙醇)。

產能仍具擴張性。傳統以甘蔗為發酵原料的乙醇生產技術是相當成熟的，只要種植面積擴大，巴西的乙醇產量還可以提升十倍。甘蔗屬於多年生草本植物，生長快速，所以在中南美洲還有大片的草原可被快速地開發成甘蔗田。未來纖維素轉化為乙醇的技術成熟後，產能更是具有可觀的擴張性。

種植甘蔗可獲得碳排放額度(carbon credit)。隨著碳交易(carbon trading)越來越普遍，這些碳排放額度可販售給需要的國家或企業，例如航空業者、煉鋼廠，賺取額外的利潤。此外，國家政策也促使乙醇成為醒目的替代能源。2005年美國總統簽署通過「能源政策法案」（Energy Policy Act of 2005），其中有多項法案與促進再生能源開發和生質燃料的廣泛使用相關聯，例如法案中規定：2012年之前，必須使用乙醇來取代八十億加侖的汽油。

許多汽車廠商也響應乙醇的推廣，Saab成為全英國第一也是唯一旗下全車系都可搭載乙醇引擎的車廠。戴姆勒克萊斯勒(DaimlerChrysler)也宣布在2008年該公司生產的汽車的1/4可以使用乙醇作為燃料。美國三大汽車公司已經開始生產可以使用汽油和乙醇混合燃料的汽車，稱為彈性燃料車輛(Flexible fuel vehicles, FFVs)。

台灣進口的石油中，有三分之一以上被用作運輸燃料，而台灣地區目前的汽車總數將近六百萬輛，機車總數將近一千三百萬輛，因此不論太陽能、核能、風能在台灣如何發展，一旦石油的來源發生問題，立即影響到全面的交通運輸。因此「能源安全」並非在於不切實際的「能源自主」，而應著重於「能源多元化」──能源種類的多元化和來源地區的多元化。乙醇應該是充分符合「能源安全」的再生能源項目，此外乙醇做為汽機車燃料的使用也大幅降低空氣污染，並且減少溫室效應氣體的排放。

由於台灣在日本統治時期就引進甘蔗的農業技術和乙醇的醱酵技術，經過長時間的發展，目前在這方面擁有良好的know-how，因此台灣在發展乙醇產業已取得較佳的優勢，另外台灣在中南美洲擁有許多邦交國，例如巴拉圭，短期內若能以台灣的技術、人才和資金結合中南美洲邦交國的土地和勞力，立即就擁有充足的產能來供應具價格競爭力的乙醇。長期上，應以台灣豐富的生技產業人才投入具前瞻性的纖維素乙醇的開發，以期將來能掌握自有生產技術，甚至能成為纖維素乙醇的技術輸出國。

要以乙醇取代汽油，必須在乙醇的生產、儲存、運輸、配銷、使用等方面全面推動與發展，因此唯有依賴政府的政策推動。一旦政府在政策上建立起需求的支撐面，並透過立法的方式來強化，則再生能源的供給自然會在企業界資金和人力的投入中建立起來。