如何成為一位能源產業的精英

台灣電力公司核能安全處 　簡福添

103 年 7 月 1 日

簡介

壹.國際能源發展趨勢.貳 IEA 的理想能源政策

參.各類型能源優劣勢肆.福島後主要國家核能政策與發展伍.精英培訓課程規劃陸.結論

一 . 國際能源發展趨勢

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16,000

18,000

2010 2015 2020 2025 2030 2035

煤炭 石油 天然氣 核能 水力 生質能 其他再生能源

資料來源： International Energy Agency (2012), World Energy Outlook 。註：本圖係依據 New Policies Scenario 預測數據。

35%

80%

百萬公噸油當量

化石能

源

再生能源

( 一 ) 國際能源總署 (IEA) 預測2035 年

1.2012 年全球 CO2 排放創新高 (316億噸 ) ，發電業佔 2/3

2. 全球能源需求仍快速成長 ( ＋ 35%)

3. 化石能源仍高達 80%

( 二 ) 艾克森美孚石油公司展望2040 年

1. 風力發電成長 7 倍，佔全球電力3% ；太陽光電成長 20 倍，佔全球電力 2% ，因間歇特性，無法作為基載電力。

2. 德國西門子 2014 年將關閉太陽能產業部門 Solel ， 2009 年以 4.18 億美元購入，至今已虧損 13.3 億美元。

3. 核能成長 1 倍，佔全球電力 20%

資料來源： Exxon mobil(2013), Outlook for Energy

Quadrillion BTUs

4

( 三 ) 能源價格變動衝擊民生及產業 1. 美洲天然氣發電成本相對較低，

效率較高，將成為未來能源寵兒 2. 資源集中少數國家，地緣政治衝

突，嚴重影響世界能源安全 3. 能源多元化及增加自主率，成為

各國重要能源指標。除再生能源外，核能因安全存量達 1.5 年，被歸類為準自產能源

4. 我國 2012 年煤、油、氣發電燃料，較 2003 年各上漲 1.7 倍、 2倍、 1 倍；同期電價僅上漲 30%

資料來源：經濟部能源局 (2012) 。

國際原油價格趨勢

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2004/1 2005/1 2006/1 2007/1 2008/1 2009/1 2010/1 2011/1 2012/1

2004-2006美國復甦強勁、中國大陸需求激增、國際資金炒作、地緣情勢緊張

2007-2008OPEC 拒增產、次貸危機、顯現資金大量流入商品市場

2008-2009全球金融海嘯

2012伊朗問題延燒歐債危機緩解美國經濟復甦

2011茉莉花革命、地緣政治動盪、歐債危機

美元 / 桶

近年國際原油價格持續

上揚

年 / 月

2009-2010經濟情勢緩和需求回穩、歐債危機爆發、美國 QE2

排名 煤炭 原油 天然氣1 美國 27.6% 委內瑞拉 17.9% 俄羅斯 21.4%

2 俄羅斯 18.2% 沙烏地 16.1% 伊朗 15.8%

3 中國大陸 13.3% 加拿大 10.6% 卡達 12.0%

4 澳洲 8.9% 伊朗 9.1% 土克曼 11.7%

5 印度 7.0% 伊拉克 8.7% 美國 4.1%

合計 75% 62% 65%

全球能礦資源前 5 大占比國家

資料來源： BP (2012), Statistical Review of World Energy 。

資料來源：台灣電力公司 (2013) 。

台電公司煤、油、氣

及電價變動趨勢

5

5

全球使用及發展核電有 49 國 ( 佔 1/4) ，涵蓋 54% 土地面積、 76% 人口、 GDP 比重達 88% 。

美、俄、日 3 國曾發生核災，但仍持續使用核電 ( 包括日本新政權已宣示減核但不廢核 ) 。

而中東、俄羅斯等油氣蘊藏豐富國家也發展核電。

4.GDP 資料來源為國際貨幣基金 (IMF) 統計資料 ( 統計各國 2011 年實質 GDP) 。

已使用核能發電有 31 國 ( 共 435 機組 )

計畫興建核電有 18 國 未使用核電約 145 國

興建中或計畫興建核電有 231 部機組

二 .IEA 的理想能源政策目標：為確保國家永續發展、經濟合理成長、人民生活優質化， 必

須保有穩定、安全且有效的能源供給。建議：能源政策必須動態且具彈性，方能妥善因應內外在變化。規劃

能源政策須涵蓋四要素：建構自由開放市場、保護環境、確保能源安全與增進人民福祉等基本要素，包括：

1. 能源使用要效率化、能源配置須彈性化、長期能源供應須多樣化，而再生能源與核能等非化石燃料是多樣化、彈性化的關鍵

2. 環境保護與經濟發展須調和並重；應用科技讓化石燃料的使用達到高效率且潔淨；積極開發有經濟性的無碳能源，許多先進國家視高安全規格的核電，為抑減溫室氣體排放量的利器；而再生能源未來也是重要的能源之一。

3. 能源價格須合理反映環境成本，合理的能源價格才能促進能源應用效率的提升。

4. 自由、開放與穩定的能源市場，有助於吸引能源產業的投資，提高能源市場的效率與能源供應安全。

5.透過國際合作，促成能源資訊流通、提升能源技術、深化彼此瞭解，建立高效率、彈性且環保的全球能源體系，達成全球能源安全與環保的終極目標。

6.處理天災、戰爭、罷工、國際商務爭議等突發性能源事故，造成的油源、煤源或氣源供應短缺事件，須快速且有彈性的因應措施，必要時尋求國際合作與支援。（如近來中國大陸華南、華中暴風雪，引發電力缺口高達 7,000 百萬瓩；南非 2007 年底連日豪雨浸損煤礦，造成火力電源供應缺口達 4,000 百萬瓩； 2007 年俄羅斯與烏克蘭天然氣爭議等）

二 .IEA 的理想能源政策( 續 )

總結： 各國須檢視其不同的資源條件、環境條件、產業發

展進程、社會民情，制定經濟發展前景，訂定合理的能源配比；

對多數國家而言，高效率且潔淨的使用化石燃料，中短期內仍是主要能源；而核能與再生能源是補足能源缺口，兼顧環境生態，穩定能源供應的主要選項。

二 .IEA 的理想能源政策( 續 )

一、國際電業展望－能源產業是明日之星產業 國際能源總署 (IEA) ：預測至 2030 年全球電力將成長 98% ；到 2050 年增加 1.5倍 美國能源資訊管理局 (EIA) ：預測至 2030 年世界電力將成長 85% 日本能源經濟研究院：預測至 2030 年亞洲核電裝置容量將由現在 82 百萬瓩

增到 280 百萬瓩。到 2050 年全球核電容量將增加到 1.5-3.8倍間 大陸：預估到 2020 年，將增建高達 63,000 萬瓩機組，核電達 7,000 萬瓩。 台灣：預估到 2025 年，將增建 1,500-1,600 萬瓩電力裝置容量 ( 成長約 40%)

二、電業成長的主因 發展中國家經濟強勁增長、人口增加帶動電力需求 全球經濟持續成長帶動電力需求與建設的成長 機組汰舊換新，達成提高能源使用效率與減碳目標

三、電力基礎建設是未來 20 年間世界電業主要發展方向 對於電力興建計畫所需資金的籌措須儘早規劃 興建電力的基礎設施，所需的技術與人力應儘早規劃與培養 興建電力的基礎設施，其組件的產製能力與品質應充分掌握

國際電業未來發展趨勢

三 . 各類型能源優劣勢 -- 全球能源資源能 源 別

總蘊 藏量

產量 可用年數

CO2 排放量

(克/度電)*1 優勢 劣勢

石油 12,379 億桶

297.5 億桶

41.6年 1.多數產品之原料，石化產業發展的基礎。 2.現行運輸部門之主要能源。

1.未來石油產能需依賴充足且即時的投資。

天 然 氣

177 兆立方公尺

2.9 兆立方公尺

60.3年 389~511

1.天然氣熱值高，溫室氣體排放低 1.天然氣氣源為各國爭奪之重點。 2.天然氣之運輸、儲存較不方便。 3.天然氣發電成本較高。 4.加裝BACT設備後之NOX排放仍較燃煤電廠高。

煤炭 8,474 億公噸

63.9 億公噸

133 年

790~1,182

1.燃煤成本較低，具有價格優勢。 2.蘊藏量豐富，分佈廣泛。

1.排放 SOX、NOX等傳統空氣污染物，環境衝擊大，需加裝 BACT設備後方可符合法規規定。

2.二氧化碳排放量高，需待 CCS技術成熟引進後方可有效抑低。

3.運輸、儲存所需空間較大。

核能 5.5 百萬噸

39,603 公噸

100 年＊2

2~59

1.供應來源穩定、核燃料體積小，便於運輸儲存的特性，可被視為準自產能源，可提高能源供應安全。。

2.不排放 SOX、NOX等傳統空氣污染物及 CO2。

3.若考慮用過核燃料再利用，則可使用年限可增加 5倍(WNA 2004)＊3。

1. 用過核燃料目前法日英俄已採再處理措施，其餘國家仍採暫時儲存技術，最終處置設施仍在開發中。核能安全仍受重視。

2.核能發電廠熱效率較低，熱污染較化石燃料電廠嚴重。

再生能源

- -

水力:2~48 風力:7~124 太陽能:13~173 生質能:15~101

1.傳統污染物與溫室氣體排放量極低，對環境的衝擊亦低。

2.為自產能源，可提高能源供應安全，產業進入門檻低。

依現行技術水準容量因數較低及受季節、天候、地理環境和氣象條件的限制，無法提供穩定基載機組發電，只能作輔助電源。

資料來源： BP(2008) statistical review of world energy ， ＊ 1. IEA, “Hydropower – Internalized Costs and Externalized Benefits”, 2000 “Emissions Produced by 1 Kilowatt-hour of Electricity

Based on Life- Cycle Analysis” ＊ 2. A joint report OECD NEA and IAEA( Uranium 2007) ＊ 3. ； World nuclear Association Aug(2004) 。

全球能源資源蘊藏量有限且地理分佈不均，預估化石能源最長可再使用41.6~133 年，尋求新的替代能源日益殷切。

IEA(2008)世界能源展望評估指出：1. 預估至 2030 年化石能源仍是主要初級能源，成長幅度約佔 84％。2. 預估在 2030 年間全球能源使用所排放二氧化碳將增加 45％。3. 開發中國家的二氧化碳排放量將於 2020 年間超過 OECD 國家。

國際情勢 -- 全球溫室氣體排放量將持續成長

國際能源展望 二氧化碳排放趨勢

資料來源 : IEA, World Energy Outlook 2011

45％

資料來源 : IEA, World Energy Outlook 2008

資料來源 : IEA Energy Technology Perspective 2008

BLUE Map Emissions 14Gt

Baseline Emissions 62Gt

CO

2 em

issi

ons

(Gt

CO

2/yr

)

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20

30

40

50

60

2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

國際節能減碳發展趨勢 2050 年全球擬降低 480 億噸 CO2 之關鍵技術

能源使用端效率 (47%)

碳捕獲與封存 (19%)核能發電 (6%)

發電效率 (7%)

再生能源 (21%)

Year

促成節能、再生能源及核能產業市場擴充 衍生碳交易市場成長，預估 2005 至 2050 年投資額累計可達 4,500 兆美元

再生能源種類2006 年底

累計裝置量 (GW)2002-2006 年平均年成長率 (%)

小水力 73 7

風力 74 25

生質能 45 2

地熱 9.5 2.2

太陽光電 5.1 60

太陽熱能 0.4 16

海洋 (潮汐 ) 能 0.3

合計 207

％ 4.81

大水力 770 3

全球電力裝置容量 4300

2006 全球再生能源發電裝置容量

資料來源： Renewables 2007 Global Status Report ， Table R4

優 點 缺 點

永不耗竭輸出不穩定、效率不高（風太大、太小均不能發電，風力發電在現階段僅能做為輔助性能源，無法完全取代傳統發電） 30-40%

無污染

維護費用昂貴（以核三廠為例，三年即需進行葉片修補，所需費用含吊車、拖車等，約需上千萬元 / 機組，而每部機組每年發電收入約 1200 萬元）

自產能源（多加利用可減低對進口石油、煤炭等的依賴）

噪音（噪音影響鄰近居民）

分散式特性（風力發電機可分散設置於各地區，減少輸電損失，可滿足區域的尖峰負載，降低供電成本。）

蓋一座與核四廠實際發電量相當之風力發電裝置約需 32.9 萬公頃土地面積。（約等於 12個台北市面積）REF ： NUREG-1437

觀光效益

風車葉片轉動並常有殺死候鳥的事件發生。亦有環保人士指出，在山上、野地或沿海海岸邊等樹立起一排排高聳的工業化鋼管風車塔台，巨大明亮風車葉片，有妨礙景觀，破壞天然環境突兀的感覺

風力發電優、缺點

優 點 缺 點

普遍性（照射面積廣） 穩定性差：受日照條件的影響，晝夜的更叠和氣候的變化影響（北台灣冬季大多為陰天）

永久性（來源為太陽）可作為電力輔助：發電量大小隨日光強度而變，可以輔助尖峰電力之不足

蓋一座與核四廠實際發電量相當之太陽能發電裝置約需20.1 萬公頃土地面積（約等於 7.3個台北市面積）。

效率不高 10-15%

REF ： NUREG-1437

無危險及污染性 裝置費用太高造成發電成本過高（台電核三廠設置的第七座太陽光電示範系統為 50KWp 市電併聯型太陽光發電系統，設置地點為墾丁核三廠南展館。每 1KW每天平均可以產生3.5 度電，本系統總容量為 50KW 預估每天平均發電量約為175 度，每年發電量約為 63875 度。）註：本系統之裝置費用約 3000 萬元，不含土地成本

安靜沒有噪音

太陽能的優缺點

北台灣適合發展太陽能嗎？中央氣象局發布最新氣候監測報告（ 97.3.17 中國時報），基隆今年二月累積日照時數僅二小時，創當地有史以來同時期日照時數最少紀錄！宜蘭、蘇澳、竹子湖、陽明山鞍部和台南也同時改寫當地二月日照時數最少紀錄，所以台灣北部不適合發展太陽能。

核三廠發電流程圖

ENERGY SUPPLY IN FAVOR OF NUCLEAR POWER

核燃料存量豐富 Fission 50-500 年 Fast breeder 500-5000 年

不排放 CO2 ，核廢料數量極少 核燃料運儲方便 提供穩定而成本低廉的基載電力 鞏固能源安全

核能達成 能源安全、經濟發展及環境保護三 贏目標

進口能源 依存度

能源集中 度

供應充足性

價格合理性

能源 密集度

進口能源 支出負擔率

化石能源 依存度

CO2 排放密集度

能源安全 面向

環境品質

經濟發展

民生需求

國家安全

平均每人 CO2排放量

依存度降低

進口能源成本低

多元化能源，集中度

準自產能源，依存度

能源安全的影響因子 核能發電

安全存量達 3 年，充足性

發電成本最低

不同能源發電成本 分析

資料來源： R.Tarianne & K.Luostarinen 03.07.2003 Lappeenranta University of Technology World Nuclear Association網站http://www.world-nuclear.org/

2009.2.4匯率 1 Euro=1.30 USD上圖除資金成本、營運 /維護成本及燃料成本，亦可觀察出 CO2排放的成本。

資料來源： World Nuclear Association網站 http://www.world-nuclear.org/當燃料成本增加一倍時，發電成本：核能增加 9% ，燃煤增加 31% ，燃氣增加 66% 。

燃料成本對發電成本的影響

技術類型 相關特性 發電成本(cents/kWh)

發電成本(元 /kWh)

台電 2007 年發電成本(元 /kWh)

大水力 電廠規模： 10MW-18,000MW 3-4 0.96-1.28

小水力 電廠規模：1-10MW

4-7 1.28-2.24 1.2826

岸上風力

風機發電量 1-3MW

葉片直徑： 60-100m5-8 1.6-2.56 2.5748

離岸式風力

風機發電 1.5-5MW

葉片直徑： 70-125m8-12 2.56-3.84

生質能 電廠規模： 1-20MW 5-12 1.6-3.84

地熱電廠規模： 1-100MW

天然蒸汽4-7 1.28-2.24

太陽光電(模組 )

電池種類及效率：單晶矽： 17%

多晶矽： 15%

薄膜： 9-12%

- 35-30

太陽光電 (屋頂 ) 尖峰容量： 2-5kW 20-80 6.4-25.6

太陽光電Concentrating solar thermal power (CSP)

電廠規模： 50-500MW（塔型）

12-18 3.84-5.76

燃油 3.7157

燃煤 1.1750

複循環LNG

3.2424

核能 0.6271

不同再生能源發電之成本 概況（是否會被質疑核能未可 慮外部成本）

註： 1 美元＝ 32元（新台幣）資料來源： Renewables 2007 Global Status Report ， Table 1

資料來源：台電公司核發處網站

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102

各類發電單位成本分析 (102 年為自編數 )

0.95251.2209

6.5498

1.3891

2.4523

3.8210

年

元 /度

複循環- 燃氣

燃油

全電力系統發電成本

燃煤

核能慣常水力

3.3890風力購入電力3.0582

售電收入售電成本

2.893.05

天然氣5.8270

已經擁有核能電廠的國家，共 31 個國家

政策不變，持續發展核能 美國、加拿大、法國、英國、俄羅斯、烏

克蘭、捷克、韓國、中國、印度…等 25 國

核電政策方向不明或保留彈性 日本、台灣、比利時、瑞典

政策轉向，放棄發展核電的國家 德國、瑞士

計畫興建首座核能電廠的國家

政策不變，依計畫興建首座核能電廠 沙烏地阿拉伯、阿拉伯聯合大公國、越南、

土耳其、波蘭…

政策不變，但興建首座核能電廠計畫延後 印尼、泰國

政策轉向，放棄興建首座核電廠計畫 義大利

18 國

四 . 福島後主要國家核能政策與發展

福島事故後興建核電廠的經濟效益 相對於其他發電技術的優勢可能降低 融資條件趨於嚴苛 興建成本升高，投資人可能不投資

嚴苛的安全標準，延長施工期程，增加施工及運轉成本， OECD 估算可能增加約 5-10%

須面對來勢洶洶的反核運動

德國啟動廢核福島事故前，有 17 部核能機組福島後關閉 8 部機組，剩餘 9 部將陸續於 2015~2022 年關

閉被關閉機組的 4 家業主，損失已超過 300 億歐元，陸續向德

國憲法法庭提出訴願求償導致電價大幅上漲及停電次數增加

再生能源佔電力供應 29% ，引發的後果與問題：電價： 2005 年至今已上漲 44% 。 2013 年再漲 11% ，

平均每度電約 22 ～ 25 歐分 ( 約新台幣 9.87 元 / 度 )電網：超過 3 分鐘的停電超過 20 萬次 / 年徵收可再生能源稅：四口之家每年需多繳 180 歐元

26

德國核能政策與發展

運轉機組 興建機組 計畫機組16 2 ~13

2012 年發電佔比： 火力： 70.4% ，核能： 20.8% ，其它： 8.8%

核能總裝置容量 10GWe 。 Wylfa 1 預計 2014 或 2015 年停止運轉，法國 EDF 擁有其餘機組

計劃新增 60GWe 裝置容量，其中 35GWe 來自再生能源 2030 年前 16GWe 來自核能新機組： EPR 4 部、 ABWR 4~6

部、 AP1000 ~3 部

英國核能政策與發展

核能產業發展策略： 2008 年 9月政府成立核能發展局 (Office for Nuclear

Development ，簡稱 OND)

隸屬能源暨氣候變遷部促進英國本土新的核能投資，創造和維持英國成為全球最佳的

核能投資市場 1990 年代民間業者成立核能產業協會 (NIA) ，會員超過 170 家

公司創造核能工業商機，協助會員發展業務，增進政界、媒體及公眾對於核能的瞭解。

代表業界與公眾對話、提供訊息共享和網路聯絡工具、回應政府諮詢、出版相關刊物、舉辦活動和會議等。

促成英國廠商取得新建 EPR 70% 核能組件的競標機會。

英國核能政策與發展 ( 續 )

運轉機組 興建機組 計畫機組100 3 9

2011 年電力結構：煤 43% 、天然氣 24% 、核電 19% 、水力 8% ， 104 部核能機組合計供應 8210億度電

目前： 100 部核能機組運轉，總裝置容量 98,951MWe 。 Crystal River PWR圍阻體損壞提前 3 年除役， San Onofre

2 部 PWR 因蒸汽產生器破管，決定除役。 Watts Bar 2之 PWR 預計在 2015 年完工商轉， V.C.

Summer 2 及 Vogle 3之 AP-1000 ，預計在 2017 年商轉。 已規劃興建核能機組 9 部： AP-1000(8 部 ) 、 B&W PWR(1

部 )

美國核能政策與發展

核能產業發展策略：已取得 NRC設計認證的第三代進步型反應器

GE Hitachi ABWR (1300~1500MWe) Westinghouse AP1000

設計認證進行中： GE Hitachi ESBWR (1550MWe) 等主要反應器供應廠家、供應商及分包商組成 NUPIC 核能供應鏈。目前美國已有許多控股公司納入多家核能製造 / 供應商，例如

Curtiss-Wright Flow Control 、 Emerson美國核能協會 (NEI)

協助核電廠及核能業界解決各項議題，促成供應鏈發展提供新進入核能產業的廠商所需資訊，使其成功地整合產品打

入核能供應鏈

美國核能政策與發展 ( 續 )

自民黨首相安倍晉三表示，不會延續前政府的能源政策，未來不排除再增建核能機組。

日本原子力規制委員會 (NRA) 於 7 月 8 日公佈新的核能發電安全基準，有條件同意通過安檢的核電廠恢復供電。

核電整廠技術輸出： 2013 年上半年對越南、阿拉伯大公國、土耳其、印度、南非、東歐四國、法國及巴西等國。

31

運轉機組 興建機組 計畫機組50 3 9

日本核能政策與發展

運轉機組 興建機組 計畫機組17 28 29

2010 年核電機組裝置容量佔電力總裝置容量1.12％

目前： 17 部核電機組運轉，裝置容量13.8GMe ，預估到 2015 年核能總裝置容量達40GMe ， 2020 年達 60GMe ， 2030 年可能達 200GMe 。 32

中國核能政策與發展

核能產業發展策略： 2007 年 4月由 213 家企業，共同籌組中國核能行業協會，主要任務： 為會員開展國內外核能市場預測和經濟分析；辦理組織會員間之技術交流與合作； 開展核能行業標準的編製與對外交流活動。

大陸是核電龐大的賣方市場，估算至 2030 年核電工程建設總產值高達 3,525億元美金

上海臨港核電產業園區規模龐大，為「重、大、超」之設備製造基地

中國核能政策與發展 ( 續 )

運轉機組 興建機組 計畫機組23 4 6

2011 年發電佔比：火力： 65.3% ，核能： 31.1% ，水力： 1.6% ，其它： 2%核能總裝置容量 20.7GWe

計畫在 2030 年前，增加至 40 部機組，總裝置容量 43GWe ，提供 59% 的電力

已成功將 4 部自行設計 APR-1400 核機組賣到阿拉伯聯合大公國到 2030 年，計畫出口 80 部核能機組，總價值 4,000 億美元，

成為世界第三大反應器出口國34

韓國核能政策與發展

核能產業發展策略： 政府規劃 10 年 (1992~2001) 核能 R&D 長期計畫，提昇技術

能力，使 21世紀初達到核能先進國家的水準，核能技術的自力更生

KAERI( 韓國原子能研究所 ) 與 AECL 、美國 CE 、德國西門子 /KWU廣泛合作

政府支持成立 KHIC( 韓國重工及建造公司 ) ，製造供應核能設備組件與汽機 / 發電機等，並監督電廠建造與安裝工程

KEPCO為領頭羊，成立 KOPEC( 韓國電力工程公司 ) ，提昇 A/E能力

成立 KPS( 韓國電廠服務暨工程公司 ) ，掌握 93% 電力設備維修技術

韓國核能政策與發展 ( 續 )

五 . 精英培訓課程規劃

安排台電公司相關發電單位業務介紹 (水、火力、複循環、再生能源… )

收集與分析國際能源產業的資訊(IEA World Energy Outlook….)

分組討論 報告

六 . 結論

成為一位優秀的能源產業精英必備的條件： 隨時掌握國際能源的現況與未來的趨勢 瞭解各種能源的優劣、所需的技術層次、投入的基

本門檻… 任何能源產業的投資，皆動輒影響數十年及數百億元以上的時間與金錢，如何保證投資的正確性，取決於經理人的決策，而正確的決策依據則來自對產業充分的認知與了解。