善用自然資源──風力發電

▓撰文：黃偉倫

空氣流動（風）所蘊含的能量很早就被人們利用，如風車抽水及磨碎穀物，或風帆助航等。但因風為自然形成，且受地理位置和氣候影響很大，而無法成為持續且穩定的能源供給。

當蒸汽機發明（工業革命）後，石化原料就以價廉物美且穩定性高的特性，成為主要的能源供給。直至1970年代能源危機（石油供應量不足所造成的能源短缺問題）之後，歐美等先進國家才從替代能源的角度出發，來積極進行風力發電的開發研究。

另一方面，由於現今各國的主要發電方式以核能及火力發電為主，所以除了上述之「能源危機」的風險外，仍有安全性及環保等問題；如在核能方面，核電廠的「溫排水」、「輻射物質」、「水中化學添加物」等環境疑慮，以及核廢料外洩與核電廠意外的風險。

在火力方面，由於燃燒石化燃料，會產生一些氣體，一則加快全球暖化的速度，造成氣候變遷的問題，二則造成酸雨等環境污染問題。因此，當前多數國家雖然尚未全面關閉核能及火力發電廠，但多已不再開發新廠，並轉而投入其他替代能源的研發，而風力發電為其主要的研發項目。因此，許多國家皆已設立風力發電廠，如德國、美國及丹麥等。

融入科技

就風力發電的成本效益而言，由於人類在既有的風車發展基礎上，融入近代科技後，其技術發展快速且已趨近成熟，故風力發電成本已與一般發電成本接近。另一方面，由於風力發電廠與火力發電廠相較，每發一度電平均約可減少一公斤、及少量環境污染氣體的排放，且環境成本甚低（註1），所以風力發電被許多學者稱為綠色電力。相對地，設置風力發電廠對環境保護有其正面積極的意義。

因此，在以上種種因素及人們環境意識提高的情況下，許多國家均開始設立風力發電廠，並受到社會大眾的支持，所以近年來全球所安裝之風力發電機的發電容量急遽增加，迄1999年底，全球之裝置容量已逾13,500MW，年發電量近300億度電，對世界能源以及環保的貢獻不容忽視。

以我國而言，石化與核能原料極度缺乏，使得國內能源進口依賴度已達97％，一旦發生能源危機，將造成社會經濟體系的動盪。且我國人民環境意識與風險意識的提高，造成對核能發電廠與火力發電廠的興建、營運及廢料處理等過程的抗爭事件越來越多。

風力資源　　潛能無限

另一方面，由於我國位處東北信風帶，頗具風能潛力。根據工研院能資所的研究報告可知，我國陸上的可利用風力區域（年平均風速超過秒速五公尺以上）超過2,000平方公里，風力潛能約4,000MW，若加上人文、地形及地物等限制，我國也至少有1,000MW以上的風力潛能可供開發；再加上海上的風力潛能（如我國西海岸約有2,000MW以上發展潛力），合計台灣約有3,000MW的裝置容量。

所以在風力發電技術大幅進步的現今，尤其在核四廠興建與否的爭議成為各方關注的焦點時，不論是以能源安全，或氣候變遷，或環境保護，甚至於產業競爭的觀點論之，風力發電應是我國可以大力發展應用的能源來源。

我國政府有鑑於此，於1979年第二次能源危機後，以促進能源多元化為目的，就委託工研院能資所於1980～1990年期間，進行系統性的風力潛能應用研究。其研究內容一部份是以逐年分區的方式建立台灣地區的風能潛力概況資料，另一部份是建立我國的風力機研製技術能力，並於湖口風力試驗場陸續完成4瓩、40瓩及150瓩三型風力發電機的開發及運轉試驗。

較高的發電成本

現今已有許多機構，如中央氣象局、中研院、清大、台電及農工中心等，也從事系統性的風能研發等相關計劃，包括風力資料蒐集評估研究及風力機的引進、應用與試驗等。台灣電力公司在澎湖本島風力發電應用計畫（2.4MW）也已成功，所以我國風力潛能的利用已有初步的成果。

但由於風力發電成本仍較傳統發電方式為高，其他國家均於推廣初期，以獎勵補助等鼓勵措施以及教育宣導等推廣方式，來提高建立風力發電廠的經濟誘因。經濟部為促進我國對風力潛能之瞭解，並獲取運轉維修技術及經驗，從而建立我國風力發電應用技術及相關產業，積極推動國內風力發電利用；訂定風力發電示範系統設置補助辦法，在獎勵補助部分，提供風力發電業者每瓩16,000元以內的補助，且補助金額以設置成本50％為上限；在教育宣導部分，鼓勵設置並實際運作風力發電示範系統。

總結，風力發電可說是現今被各國廣泛研究或推廣的替代能源，對我國也可說是最具推廣潛力之替代能源，雖然風力發電的穩定性與持續性（如我國之季風盛行於冬半年，較缺電之夏半年風力卻較少的問題）仍需相關研究活動來增進。但風力能源輔助發電，對能源安全，或氣候變遷，或環境保護，甚至於產業競爭而言，仍具有正面且積極涵意。因此，我國仍需進一步研發、補助（綠色電價）、宣導及示範推廣等，以期充分發揮風力能源之自有、乾淨、綠色等功能。

註1：發電系統衍生的外部成本，包括環境與健康的損害，污染的消除，油路的保護等，據評估僅0~0.1美分／度電，遠低於煤炭2.5~5.7美分／度電，石油2.7~6.7美分／度電，天然氣0.7~1美分／度電及核能2.9美分／度電。