我國氫能燃料電池發展之經濟與環境效益評估

The evaluation of economic and environmental benefits for hydrogen energy and fuel cells in Taiwan

鐘佩蓉(Pei-Jung Chung)

指導教授 ： 張四立

國立臺北大學/公共事務學院/自然資源與環境管理研究所/碩士(2012年)

摘要

能源為產業與經濟發展之動力來源，且與人民生活息息相關，在永續發展過程中扮演著不可或缺的角色。現今世界各國正面臨能源供應是否穩定與安全、氣候變遷等挑戰，各種節能減碳技術因應而生，新興綠色能源產業儼然成為各國角逐的產業之一。各國在綠色能源發展過程應考量其本身地裡位置與國情等因素，爾後訂定相關法規與政策，藉以研擬出適合本身發展之綠色能源之方向。透過分析全球主要國家能源政策，藉以探究我國氫能燃料電池產業未來適合發展之方向。
本研究以系統動態學研究方法，建構定置型氫能燃料電池系統模型，設計三種不同情境進行模擬分析，分別為(1)情境一技術情境：逐年提升氫能燃料電池實際轉換效率、(2)情境二政策情境：燃料價格受國際市場價格波動影響、(3)情境三經濟情境：電價合理化方案及課徵能源稅。模擬推測至2050年定置型燃料電池發展下真正進入市場之最佳時機點，同時推測定置型氫能燃料電池發展對經濟與環境之影響。
模擬結果顯示，定置型氫能燃料電池在技術快速進步下至少需到2050年才能接近火力機組的單位發電成本，但是若在技術逐年進步且燃料價格波動劇烈下將可提前進入發電市場，同時得知當定置型氫能燃料電池發電量越高，二氧化碳減量潛力也越高，對於環境相當有貢獻。透過電價合理化及課徵能源稅情境模擬結果得知，電價上漲及課徵能源稅將加重傳統火力機組負擔，但整體影響效果較不如情境一技術情境、情境二政策情境明顯。

關鍵字

定置型燃料電池 ； 系統動態學 ； 經濟效益 ； 環境效益

並列摘要

Energy is the power source for industrial and economic development, and connected to people’s living closely. Nowadays, almost all countries in the world encounter problems such as the stability and safety of energy supply, climate change and many other challenges. A lot of energy saving and carbon reduction technology have been developed, and green energy industry has emerged as the most promising industry in all countries.
Therefore, this research constructs a system dynamics model of stationary hydrogen energy and fuel cells to evaluate the impact on economic benefit and environmental benefit of stationary hydrogen energy and fuel cells development in different scenarios. This study designs three scenarios: (1) Technology Scenario (Scenario 1)- raising hydrogen fuel cell conversion efficiency annually; (2) Policy Scenario (Scenario 2)- fuel price influenced by international market price fluctuations; (3) Economic Scenario (Scenario 3)- electricity price adjustment and imposing tax on energy.
The result indicates that the unit cost of power generated by stationary hydrogen fuel cells with rapid technological progress will not be compatible to that of thermal generation until 2050. However, if the technology of stationary hydrogen fuel cells progresses annually and the fuel price fluctuates acutely, stationary hydrogen fuel cells could be used widely in power generation market earlier. At the same time, the more the power is generated by stationary hydrogen fuel cells, the higher the potential of CO2 emissions reduction.

並列關鍵字

stationary hydrogen fuel cell ； system dynamics ； economic benefit ； environmental benefit

參考文獻

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