陳家聲臺灣大學：商學研究所碩士在職專班商學組李宗德Lee, Tzong-TeTzong-TeLee2007-12-032018-06-292007-12-032018-06-292007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/63793全球能源產業近年來受化石燃料價格飆漲、儲存量逐漸匱乏、京都議定書正式生效對溫室氣體排放限制等情勢影響而發生劇烈變動，各主要工業國皆積極開發替代能源如風能、太陽能、生質能、氫能等四種再生能源，並已有突破性的成果。我國總能源需求超過97%需仰賴進口化石燃料供應，面臨此嚴峻的國際能源變革情勢，更應積極發展再生能源以降低對化石燃料的依賴度、維持國家能源安全、持續經濟成長並提升國家競爭力。 預測資料顯示全球四種再生能源產業在未來至少二十年的發展都將深具潛力。2007年至2020年全球風力發電產業累計總產值將達9,586.59億美元，複合年平均成長率高達21.306%；2015年全球太陽能光電產業總產值將擴增至1,299.57億美元，2005年至2010年平均成長率將高達30.011%，2010年至2015年平均成長率預估也有16.326%；2015年全球生質能產業總產值預計將提升至525億美元，2005年至2015年複合年平均成長率預測將有12.83%；2005年全球燃料電池產業產值雖僅5.36億美元，但預測2015年將迅速擴增至188.75億美元，2005年至2010年複合年平均成長率將高達47.0%，2010年至2015年仍有年平均39.3%的高幅度成長率。 本研究首先分別就我國風力發電、太陽能光電、生質能及燃料電池等四種再生能源產業的內部資源及外部環境做SWOT分析，並探討這些個別再生能源產業的關鍵成功要素。我國這幾種再生能源產業在全球競爭市場中都屬於後進者，皆須仰賴政府訂定政策予以輔導、獎勵或補助，除了降低產業投入風險，並可快速縮短與外國先進者間之技術功能落差，期能在全球產業競爭中儘早取得優勢。 個別再生能源產業因產業特性及環境不同而有其個別之發展條件，本研究基於此原則擬訂個別再生能源產業發展策略應較切合實際。我國風力發電產業可順應全球發展趨勢，朝向發展區域微型風力發電系統開發與整廠服務、跨入國際風力發電市場並將設備標準化以降低成本等策略。我國太陽能光電產業可考量垂直整合以掌握料源並降低成本、以差異化擴增產品附加價值及客製化能力、加速開發薄膜PV替代品以降低風險及成本等策略；我國生質能產業可專注於建立以提煉生質燃料為導向的生產體系、並將生質燃料行銷國際化等策略。我國燃料電池產業除先引進國外先進者技術外，可結合國內已佔有全球優勢的關聯產業如資訊通訊電子產業、或與外國小型發電機及汽車等大廠合作達成垂直整合以擴增產能、行銷國際化及降低成本，並以提升設計研發能力、加強創新及客製化能力、提高產品附加價值之差異化策略擴大行銷及服務。 本研究除了擬訂我國個別再生能源產業發展策略提供產業界參考外，最後並依據我國內部資源及外部環境等因素再擬訂這四種再生能源產業發展的優先順序建議如下：太陽能光電產業建議可為最優先考量發展的產業，燃料電池中的直接甲醇燃料電池產業則可考量為次優先發展產業，其次為風力發電產業、其他燃料電池如質子交換膜燃料電池產業等、生質能產業。It is really vital to a country to get enough energy to keep developing various industries. But it is easy to find that usable energies worsen such as raising price, shortening fossil fuels and getting serious influences from the Kyoto Protocol on tackling climate change recently. Therefore, essential worldwide countries have been persistently generating substitute of energy. The replaced has been cultivated in a special progressive performance, especially, on four kinds of renewable energies such as wind energy, photovoltaic energy, biomass energy and hydrogen energy. Our country has been depending on an import of energies more than 97% of fossil fuels totally. It is imperative to overcome so tough nationwide circumstances of abroad energy supply by developing renewable energies. Then, it is able to prevent energies from shortage, to perform economic growth, and to promote competition at international markets. It is recorded that the global industries relating to renewable energies have been booming at least twenty years. From 2007 to 2020, it is estimated that the total productive value of the generative industries in global wind energy is about US$9,586.59 hundred million. Its compound average of productive value yearly is 21.306%. In 2015, it will be estimated that the total productive value of the photovoltaic industries in global solar energy will be US$1,299.57 hundred million. From 2005 to 2010, its high growth average yearly is 30.011%. From 2010 to 2015, it will be estimated that its total productive value of growth average yearly will be 16.326%. In 2015, the total productive value in the industries of biomass energy yearly will be US$525 hundred million. Then from 2005 to 2015, its compound growth average yearly is 12.83%. In 2005, the total productive value in the industries of the global fuel cells yearly is about US$5.36 hundred million. In 2015, it will be estimated to be US$188.75 hundred million rapidly. From 2005 to 2010, its growth average yearly is 47.0% even, and 2010 to 2015, its high growth range yearly will be 39.3%. First, the research is made to the inner resources and outer environments in the industries of the four renewable energies through SWOT analysis of industries in our country. Second, it discusses that the key factors develop their relative industries successfully. It is obvious that the development of the four renewable energies in our country is much later in the world. Therefore, it has to depend on the government’s settling practical strategies to nourish, to subsidize, and to support the investors of industries for decreasing risk and solving obstruction. Otherwise, it has to accelerate to prevent the difference from the abroad forerunners’ technology and to catch up with. Then our country will be able to benefit from a global competition earlier. There are different characteristics, environments, and circumstances of developing the industries of distinct renewable energies. That the research is based on to stratify is more realistic. Developing nationwide power industries of wind energy, it is suggested to confirm global trends. Also, it is strategic to develop an area or a micro power system and a service of a whole plant, and to contact the international market to make equipment standardized to decrease cost…etc. Developing national photovoltaic industries of solar energy, it is suggested to be strategic to adopt vertical integration to manage resources for cost reduce, to perform the strategies of differentiation and customization to broaden additional value of product, to accelerate in developing thin film patterns of PV substitute to decrease risk and cost…etc. Developing biomass energy, it is suggested to focus on offering biomass fuel refined to sell at the international market for renewing and replacing the old manufacturing system by importing international technology. Developing energy of fuel cell, it is suggested to plug in abroad forerunner’s key technology; furthermore, it should unify relative and essential portable products industries of our country such as the electronic industries of information and communication. Or it should vertically cooperate with essential large abroad company about micro-type generators and cars to increase productivity, to develop sale internationalization, and to reduce cost. Moreover, it should promote R&D function, strengthen innovative and customized ability, heighten additional value of product, and broaden sale and service. This study would make a reference for the industries relating to planning the development of various renewable energies. Finally, it is based on the inner resources and the outer environments of our country to strategy the priority of the four kinds of renewable energies. It is suggested that photovoltaic industry would be the first to develop, and the industry of direct methanol fuel cell be the secondary. The industry of wind energy would be the third; then the other fuel cells such as the industry of proton exchange membrane fuel cell and biomass energy would follow.口試委員審定書 誌 謝 中文摘要 ……………………………………………………………………………… i 英文摘要 …………………………………………………………………………… iii 目 錄 ……………………………………………………………………………… vii 表目錄 ……………………………………………………………………………… xiv 圖目錄 ……………………………………………………………………………… xvi 第一章 緒論 ……………………………………………………………………… 1 第一節　研究動機 ……………………………………………………………… 1 (一) 傳統化石燃料能源的價格持續上揚，化石燃料供需結構轉變 ……… 1 1. 需求量快速增加 ………………………………………………………… 2 2. 近年全球石油剩餘產能下降，造成供需失衡 ……………………………… 3 3. 石油產業投資不足應付持續成長的需求，供應鏈產生瓶頸 …………… 3 4. 區域性政治軍事衝突與戰略考量 ……………………………………… 3 5. 投機與炒作 ……………………………………………………………… 3 (二) 抑制溫室氣體排放 ……………………………………………………… 3 (三) 全球能源產業發展的變革趨勢 ………………………………………… 4 1. 再生能源發展興起了全球能源產業新的變革 ………………………… 4 2. 高科技及新技術的成果在能源產業迅速推廣應用 …………………… 4 3. 能源産品朝向潔淨、精密、高能源密度、多元化等方向發展 ……… 4 4. 積極開發與能源相關的新技術、新替代產品以解決能源短缺危機 … 4 5. 積極研究開發溫室氣體減量排放技術 ………………………………… 4 (四) 我國發展再生能源產業的必要性 ……………………………………… 4 1. 化石燃料超過97%以上必須進口 ……………………………………… 5 2. 發展再生能源產業以分散產業風險及降低對化石能源依賴度 ……… 5 3. 發展再生能源以因應溫室氣體排放限制 ……………………………… 5 4. 發展再生能源以提升國家競爭力 ……………………………………… 5 第二節 研究方向 ………………………………………………………………… 5 第三節　研究目的及研究範圍 ………………………………………………… 8 (一) 研究目的 ………………………………………………………………… 8 (二) 研究範圍 ………………………………………………………………… 9 第二章　產業競爭理論 …………………………………………………………… 10 第一節 產業的SWOT 分析 …………………………………………………… 10 第二節 競爭力 …………………………………………………………………10 (一) 競爭優勢的顯現 ……………………………………………………… 10 (二) 競爭優勢的來源 ……………………………………………………… 11 1. 成本優勢 ……………………………………………………………… 11 2. 差異化優勢 …………………………………………………………… 11 第三節 成功的策略的共同要素 ……………………………………………… 12 第四節 Michael Porter 的五力分析架構 ……………………………………… 13 (一) 產業潛在進入者的威脅 ……………………………………………… 13 (二) 供應商在下列情況下會有左右競爭的力量 ………………………… 13 (三) 客戶在下列情形時會有左右競爭的力量 …………………………… 14 (四) 替代品 ………………………………………………………………… 14 第五節 產業後進者的發展策略 ……………………………………………… 15 第三章　四種再生能源產業的發展趨勢 ………………………………………… 18 第一節 風力發電產業發展趨勢 ……………………………………………… 18 (一) 全球風力發電產業發展趨勢 …………………………………………… 19 1. 預測至2020 年全球風力發電產業均將持續高成長 ………………… 19 2. 風力發電產業的規模經濟效應及全球產値 …………………………… 20 (二) 我國風力發電產業發展趨勢 …………………………………………… 22 1. 我國風力發電機組裝設情況及目標 …………………………………… 22 2. 我國風力發電產業的發展潛能及機組之裝機成本 …………………… 23 第二節　太陽能光電產業發展趨勢 …………………………………………… 24 (一) 太陽能光電(Polarvoltaic, PV)系統 …………………………………… 25 (二) 矽晶圓太陽能光電產業鏈結構及太陽能電池製程說明 ……………… 26 1. 矽晶圓太陽能光電產業鏈結構 ………………………………………… 26 2. 矽晶圓太陽能電池製程 ………………………………………………… 27 3. 薄膜太陽能電池製程 …………………………………………………… 27 4. 晶矽材料 ………………………………………………………………… 27 (三) 全球太陽能光電產業發展趨勢 ………………………………………… 28 1. 不同類型太陽能電池的發展情況 ……………………………………… 30 2. 全球太陽能光電產業的成長趨勢 ……………………………………… 31 (四) 我國太陽能光電產業發展趨勢 ……………………………………… 36 1. 我國太陽能光電產業整體發展情形 …………………………………… 36 2. 我國太陽能電池產量及光電模組產值發展情形 ……………………… 38 3. 我國太陽能光電產業整體產值預測 …………………………………… 39 4. 我國太陽能光電設置之規劃目標 ……………………………………… 40 第三節　生質能產業發展趨勢 ………………………………………………… 40 (一) 生質能的來源及應用 ………………………………………………… 40 1. 生質柴油 ……………………………………………………………… 40 2. 生質酒精 ……………………………………………………………… 40 (二) 全球生質能產業發展趨勢 …………………………………………… 41 1. 全球生質酒精及生質柴油的過去的發展情況 ……………………… 41 2. 全球生質酒精的發展 ………………………………………………… 42 3. 全球生質柴油的發展 ………………………………………………… 43 4. 全球整體生質能產業市場規模的成長趨勢 ………………………… 44 (三) 我國生質能產業發展趨勢 …………………………………………… 44 1. 我國生質燃料在運輸部門應用之發展 ……………………………… 45 2. 我國生質燃料在電力部門應用之發展 ……………………………… 45 第四節　燃料電池產業發展趨勢 ……………………………………………… 46 (一) 氫能的應用與發展 …………………………………………………… 46 1. 氫能的開發與應用 …………………………………………………… 46 2. 氫氣的製造 …………………………………………………………… 46 3. 氫能應用的幾個問題 ………………………………………………… 46 (二) 燃料電池的發展 ……………………………………………………… 47 1. 氫能的開發與應用 …………………………………………………… 47 2. 燃料電池的原理 ……………………………………………………… 47 3. 燃料電池的種類及其應用 …………………………………………… 47 4. 燃料電池未來展望 …………………………………………………… 49 (三) 全球燃料電池產業發展趨勢 ………………………………………… 49 1. 燃料電池關聯產業 …………………………………………………… 49 2. 全球燃料電池產業市場產値與產業結構變化預測 ………………… 49 3. 定置型發電設備用燃料電池的發展趨勢 …………………………… 50 4. 燃料電池產業全球整體市場需求發展 ……………………………… 51 5. 可攜式資訊通訊電子設備用燃料電池的發展趨勢 ………………… 52 6. 全球燃料電池產業在運輸工具方面應用之發展 …………………… 53 (四) 我國燃料電池產業發展趨勢 ………………………………………… 54 1. 工研院「燃料電池技術開發」計畫 ………………………………… 55 2. 工研院定置型小型發電機的開發 …………………………………… 55 3. 元智大學燃料電池開發 ……………………………………………… 55 4. 亞太燃料電池科技公司電動機車開發 ……………………………… 55 5. 經濟部燃料電池與氫能利用計畫 …………………………………… 56 6. 國內無薄膜燃料電池的發展趨勢 …………………………………… 56 第五節　各國政府推動再生能源相關政策及措施 …………………………… 56 第四章　我國四種再生能源產業SWOT 分析 …………………………………… 60 第一節　我國風力發電產業的SWOT 分析 …………………………………… 60 (一) 風力發電產業的內部優勢(S) ………………………………………… 61 1. 風力發電設置的限制不大，且產業進入門檻低 …………………… 61 2. 離岸風力發電興起，擴大產業的商機 ……………………………… 61 3. 風力發電的產業鏈單純，關鍵技術國內應不是問題 ……………… 61 4. 未來設置數量增加，風力發電設置將成本降低 …………………… 61 (二) 風力發電產業的內部劣勢(W) ………………………………………… 61 1. 風力發電設置的限制不大，且產業進入門檻低 …………………… 61 2. 離岸風力發電興起，擴大產業的商機 ……………………………… 62 3. 風力發電的產業鏈單純，關鍵技術國內應不是問題 ……………… 62 4. 未來設置數量增加，風力發電設置將成本降低 …………………… 62 (三) 風力發電產業的外部機會(O) ………………………………………… 62 1. 風力發電設置的限制不大，且產業進入門檻低 …………………… 62 2. 離岸風力發電興起，擴大產業的商機 ……………………………… 63 3. 風力發電的產業鏈單純，關鍵技術國內應不是問題 ……………… 63 4. 未來設置數量增加，風力發電設置將成本降低 …………………… 63 (一) 風力發電產業的外部威脅(T) ………………………………………… 63 1. 風力發電設置的限制不大，且產業進入門檻低 …………………… 63 2. 離岸風力發電興起，擴大產業的商機 ……………………………… 63 3. 風力發電的產業鏈單純，關鍵技術國內應不是問題 ……………… 63 第二節　我國太陽能光電產業的SWOT 分析 ………………………………… 64 (一) 太陽能光電產業的內部優勢(S) ……………………………………… 64 1. 國內半導體及光電產業已非常成熟，故進入門檻不高 …………… 64 2. 晶矽材料缺貨問題估計將於2008 年可解決 ………………………… 64 3. 太陽能光電適合建造區域性的分散式微型發電廠 ………………… 65 (二) 太陽能光電產業的內部劣勢(W) ……………………………………… 65 1. 太陽能光電系統的發電成本仍偏高 ………………………………… 65 2. 太陽能光電所用的矽晶圓材料的溫度限制 ………………………… 65 3. 太陽能電池製造工廠及光電系統設置的佔地面積大 ……………… 65 4. 晶矽原料短期嚴重缺貨，突顯國內太陽能光電產業欠缺向上整 合的不利情形 ………………………………………………………… 65 5. 太陽能光電電力儲存問題有待進一步突破改進的技術 …………… 66 (三) 太陽能光電產業的外部機會(O) ……………………………………… 66 1. 太陽能為具環保且資源無限的再生能源 …………………………… 66 2. 藉助於我國資訊科技雄厚的國際化優勢可迅速拓展國際市場 …… 66 3. 美國推動太陽能廣大商機對國內太陽能光電產業是一大利多 …… 66 4. 太陽能光電系統兼具建材、能源效益 ……………………………… 66 (四) 太陽能光電產業的外部威脅(T) ……………………………………… 67 1. 新競爭者的湧入使國內業者面臨更多外部競爭者的威脅 ………… 67 2. 太陽能電池尚未完全標準化，無法發揮規模經濟效應 …………… 67 3. 替代品薄膜太陽能電池成本較低的優勢，對國內佔多數的晶 …… 67 矽太陽能電池業者形成威脅 ………………………………………… 67 4. 無法充分掌握晶矽太陽能電池原料供應 …………………………… 67 5. 必須仰賴政府的補助與鼓勵政策推動發展 ………………………… 68 第三節　我國生質能產業的SWOT 分析 ……………………………………… 68 (一) 生質能產業的內部優勢(S) …………………………………………… 68 1. 生質作物遍佈各地，其蘊藏量極大 ………………………………… 68 2. 生質柴油與酒精汽油的製造與應用的技術都已達成熟 …………… 68 3. 生產生質能所產生的廢棄物很少 …………………………………… 69 (二) 生質能產業的內部劣勢(W) …………………………………………… 69 1. 生質作物須有適宜生長的地理位置及土質 ………………………… 69 2. 生質燃料的技術與成本問題仍有待改進 …………………………… 69 3. 使用生質燃料所產生的氮氧化物及SOF 污染升高的問題 ………… 69 4. 生質柴油的成本目前仍比化石柴油高 ……………………………… 69 (三) 生質能產業的外部機會(O) …………………………………………… 70 1. 生質能是符合環保的有機再生能源 ………………………………… 70 2. 生質能主要為運輸能源的替代能源 ………………………………… 70 3. 生質能可減少溫室氣體等污染物排放 ……………………………… 70 4. 傳統化石能源的國際情勢發展不佳 ………………………………… 70 5. 生質能符合車輛使用效能並已漸被消費者認同 …………………… 70 (四) 生質能產業的外部威脅(T) …………………………………………… 70 1. 生質能開發會排擠食用作物生產對農業政策有負面影響疑慮 …… 70 xii 2. 種植生質作物需考量規模經濟否則成本無法降低 ………………… 71 3. 生質能產業必須廣設加油站配合行銷通路產業初期成本增加 …… 71 4. 若政策法規規範無法配合，對生質能產業的發展不利 …………… 71 第四節　我國燃料電池產業的SWOT 分析 …………………………………… 72 (一) 燃料電池產業的內部優勢(S) ………………………………………… 72 1. 燃料電池只要不斷注入燃料即可持續發電，使用方便 …………… 72 2. 燃料電池具有很高的能量密度，發電效率高且能設計出更輕薄 化的產品 ……………………………………………………………… 72 3. 燃料電池能量經轉換為高效率的低溫發電為最佳的燃料系統 …… 73 4. 最關鍵零組件「雙極板」的技術國內已可自製 …………………… 73 5. 配合我國在資訊及通訊科技等製程及系統整合方面優勢 ………… 73 6. 國內已自行開發無薄膜燃料電池增加電池的穩定性 ……………… 73 (二) 燃料電池產業的內部劣勢(W) ………………………………………… 73 1. 部分燃料電池操作溫度過高，不適合做為電子產品電源供應 …… 73 2. 部份關鍵零組件技術掌握於外國廠商 ……………………………… 74 3. 產業模仿期需投入較多但風險較高 ………………………………… 74 4. 燃料電池造價仍偏高需量產才能降低成本經濟性仍有待改善 …… 74 5. 氫氣的使用、儲存及運輸等方面的技術問題仍有待克服 ………… 74 (三) 燃料電池產業的外部機會(O) ………………………………………… 75 1. 燃料電池可藉助於我國在資訊通訊電子產品的國際化優勢而具 有競爭力 ……………………………………………………………… 75 2. 燃料電池是符合環保的替代能源 …………………………………… 75 3. 推動燃料電池產業可帶動周邊關聯產業的發展 …………………… 75 4. 分散式微型發電供應解決目前集中式發電及輸電方式的種種 問題 …………………………………………………………………… 75 (四) 燃料電池產業的外部威脅(T) ………………………………………… 75 1. 政府對於燃料電池的研發補助過於集中而造成資源過度集中， 競爭力難以提升 ……………………………………………………… 75 2. 政府若未訂定具體推動政策配合則產業較難發展 ………………… 76 3. 燃料電池宣導不足，故終端使用者仍多不安全感 ………………… 76 第五章　我國四種再生能源產業的發展策略 …………………………………… 77 第一節　四種再生能源產業全球總產值預測値分析 ………………………… 77 (一) 風力發電產業 ………………………………………………………… 77 (二) 太陽能光電產業 ……………………………………………………… 78 (三) 生質能產業 …………………………………………………………… 78 (四) 燃料電池產業 ………………………………………………………… 78 第二節 我國四種再生能源產業的關鍵成功要素 ……………………………… 78 第三節 我國四種再生能源產業的發展策略 ………………………………… 81 (一) 我國四種再生能源產業個別發展策略 ……………………………… 81 (二) 我國四種再生能源產業發展的優先順序討論與建議 ……………… 90 1. 我國四種再生能源產業發展的優先順序討論 ……………………… 93 2. 我國四種再生能源產業發展的優先順序建議 ……………………… 93 第六章　結論與建議 ……………………………………………………………… 96 第一節 研究結論 ………………………………………………………………… 96 第二節 管理上的涵義 …………………………………………………………… 99 第三節 後續研究建議 ………………………………………………………… 100 參考文獻 …………………………………………………………………………… 1023087681 bytesapplication/pdfen-US化石燃料再生能源產業發展策略風能太陽能光電生質能燃料電池產業發展優先順序Fossil FuelRenewable energyStrategies for developing industriesWind energyPhotovoltaic energyBiomass energyFuel cellPriority of industry development.[SDGs]SDG7[SDGs]SDG8[SDGs]SDG13otherhttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/63793/1/ntu-96-P93748003-1.pdf