太陽能源

006 序文∕一種公平、包容與開放的態度

008 寫在化石燃料將盡之前∕當未來靠我們愈來愈近

015 Part I 熱能

016 主動使用太陽熱能∣Solar Thermal
018 太陽集熱系統——把太陽帶回家
028 Good Experience 百分百能源自主——零耗能的太陽廠房
032 Good Thoughts 碳無止盡

036 被動使用太陽熱能∣Solar House
038 太陽房子的能源美學
050 Good Thoughts 四面牆裡的生活氣候——隔熱建材
060 Good Thoughts 節能，建築師看見沒？
066 People in Sight 那個實踐環保生活的人
071 Good Thoughts 誰吃有機食品？

076 生質能∣Biomass
078 Good Thoughts 哇！好美……這是？
082 生質能——化腐朽為能源
100 Good Experience 油箱裡的果實
102 Good Experience 雲得生質能村

108 地熱∣Geothermal Energy
110 腳底下的能源——地熱
120 People in Sight 對樹好的事，就是對人好的事

124 寫在低電價時代結束之前∕「1度電」的力量

127 Part II 電能

128 水力∣Water Power
130 水力——古典的能量
146 Good Things 舊水力，新汽車
151 Good Things 5比1，洗碗機領先手洗
153 Good Things 點亮一盞省電的燈

156 風力∣Wind Power
158 風力發電——採風擷能
174 People in Sight 從太陽能到風力——再生能源的實踐之路
177 Good Thoughts 未來能源發展的關鍵——連線的思考
179 Good Thoughts 夢想中的生活

182 太陽光電∣Photovoltaics
184 太陽光電——盡情採擷
204 Good Experience 再生能源帶來的光亮與希望——印度赤腳學院
210 People in Sight 太陽光電的先鋒——阿亨模式
213 Good Thoughts 這個週末沒有電

216 太陽熱電∣Solar Thermal Electrics
218 太陽熱電廠——愈熱愈來電
228 Good Experience 從沙漠來的電
231 Good Things 換冰箱，看等級
233 People in Sight 現代英雄∕雌傳奇

237 圖照來源

自序

胡湘玲
一種公平、包容與開放的態度

　　2008年春天週末，行經紐倫堡。

　　跟著往城堡走去的人群，我在石頭路的邊邊見著一家手工鞋店鋪。因為週末，因為傍晚，雖然天色仍亮，鋪子已經關門。但一直到此刻，我仍清楚記得當時透過櫥窗看見鞋子的驚艷——這裡每一雙鞋都是由成年的喜憨兒手工製造。精工打造的鞋子，每一雙都美麗異常。

　　喜憨兒、手工、小店鋪，是在強調成本與規模的競賽中，仍然優雅存在的手工業。他們不只生產鞋子，還製造傳統與希望。自己的店、自己的工廠、自己架設的太陽光電與集熱系統……充滿笑容、色彩與創意的文宣，讓我看見手工、合作與包容的力量。

　　為什麼說包容？

　　我們的世界強調成功、厭倦失敗，強調效率、鄙夷緩慢。於是，大部分的時間我們都忘記：所有的老人都曾經是惹人憐愛的嬰孩，而所有的美好也都預藏衰頹。什麼是最好的選擇？如何可能讓世界更好？這件事情不是自己就能決定。

我在鞋鋪的文宣上看到這首「警世詩」：

　　把懶惰的人都殺光光，世界就會變勤勞。把醜的人都殺光光，世界就會變美麗。

　　把笨的人都殺光光，世界就會變聰明。把病的人都殺光光，世界就會變健康。

　　把傷心的人都殺光光，世界就會變快樂。把老的人都殺光光，世界就會變年輕。

　　把敵人都殺光光，世界就會變友善。把壞人都殺光光，世界就會變成善。

　　這首Erich Fried寫的〈措施〉，令人心驚的描述：支持納粹德國的行徑，竟然是一個在一開始非常單純的企圖——打造「美麗新世界」！

　　誰不想望更好的世界？但重點是：誰決定什麼是好，什麼是不好。以及，怎麼追求。

　　在以再生能源為主題的《太陽能源》書寫過程中，我親身經歷某些概念、計畫與技術，從一開始的令人振奮到後來必須審慎檢討才能繼續，或者從一開始的毫不被看好到後來大放異彩。有許多時候，我的確慶幸再生能源的推動仍有許多阻力，才讓得出空間給檢討與反省。但絕大部分的時間我心焦：我們的政策似乎還沒有參透再生能源對我們共同未來的重要性，我們的生活還反映不出對未來能源的好奇與認識。在我們綠意盎然、陽光充足、位在太陽帶、最有條件發展再生能源的富裕家鄉，我們好像已經忘記太陽的意義：太陽是我們最初與最後的能源，太陽更是所有能源的根源。

　　太陽下，的確沒有新鮮事。我一直在尋找一個適切的觀察方式來表達對再生能源的認識與感情。在這個小小的鞋鋪裡我終於發現，原來，尋找到的就是一種跟太陽一樣公平、包容與開放的態度，好完成不同的可能性。

　　這本書因為範疇很廣，所以對我與天下文化始終是一個「寫作計畫」。如果不是鄭崇華先生以台達電子文教基金會的名義贊助寫作，我恐怕沒有足夠的鞭策力得以完成。問題始終是複雜的。但是，我們不必因為無法解決所有的問題而失望——書寫「再生能源」這個主題也是。

　　向所有勇於面對未知未來的朋友致敬。

前言

胡湘玲
∣寫在化石燃料將盡之前∣當未來靠我們愈來愈近

　　當未來靠我們愈來愈近，單純的理念無法開闢先路，資本主義的綠色運作不只向我們招手，還向我們時而反應遲緩的腦袋挑戰。

　　站在一座占地16公頃、看起來灰黑、了無生氣的煤灰儲存場前，我們應該如何勾勒對未來的想像？2004年9月8日，當時全世界最大、五百萬瓦級的太陽光電廠就在德國萊比錫的舊煤灰場開幕。這座由三萬三千五百片太陽模組所拼貼成的藍色電廠，是德國從2000年全力打拼未來能源以來，又一個小小的里程碑。

　　還需要費思量討論是否該發展再生能源嗎？

　　這早已經不是政策的問題，而是市場經濟的邏輯。因為投資再生能源的「正當性」早已經不再建立在綠鳥大聲倡言對環境的責任上，更建立在一般民眾對生活舒適的要求上。

　　2000年2月25日，德國聯邦議會通過「再生能源法」，不僅所有再生能源所生產的電力得以回輸到市電網路，同時也確保再生能源供應電力的收購價格。從風力每度電合台幣2.4元到太陽光電每度電20元的收購價格，穩固了投資再生能源的獲利基礎。在這樣的條件下，不僅促成太陽能、風力、水力、地熱，及生質能等發電方式在研發與市場上長足的進展，也使得德國的再生能源技術穩占世界領先的地位。

　　以太陽光電為例，透過「再生能源法」的配套措施——聯邦環境部提出的「十萬戶太陽光電屋頂計畫」，不僅讓太陽光電在兩年內成為市場經濟的寵兒，也成功帶動太陽光電晶片、模組與系統安裝的產業與外銷市場。因此，太陽光電的魅力已經超越環保需求與防止氣候變遷，更強調投資未來、發展新能源技術與創造工作機會。

　　2007年，再生能源已經供應德國總電力需求的14.2%，預計到2020年，供應量將至少達總電力需求的20%以上。到了2050年，德國的能源供應結構將全面改觀，由再生能源供應總電力需求的50%以上。

　　由再生能源供應全德國14.2%的電力需求，已經為德國減少了1,150億公噸的二氧化碳排放量；同時，在2007年底，全德國共有249,300人在這個領域工作。再生能源的投資總額達260億歐元；其中，生質能有90億歐元、太陽能（光電與熱能）各有60億歐元，風力則大約有55億歐元的營業額。預計到了2012年，再生能源的總營業額可以達到330至400億歐元，這個數字甚至高過天然氣與燃煤火力電廠的投資總額：300億歐元。

　　根據德國聯邦環境部的估計，到2020年，再生能源的投資總額將會達到750億歐元，工作人數則達400,000人。到那時候，再生能源將供應全德國27.3%的用電需求。到了2030年，再生能源的投資總額則將達到2,450億歐元，工作人數達700,000人，成為德國重要的工業投資項目。特別是在太陽能的領域，將主導全世界市場的發展。

　　再生能源在德國的發展是一項沒有前例的重要成就——2000年，再生能源供應全德國6.3%的用電量，原先預定在2010年達到總電力供應12.5%的目標，已經在2007年以14.2%超越。目前，再生能源供應德國能源總需求的8.6%，比起2000年，已經成長超過一倍。2008年6月6日，德國聯邦議會通過新的再生能源法與再生熱能法，訂出了2020年的目標：再生能源將供應全國用電總需求的30%，供應熱能總需求的14%。

　　除了德國，全世界許多國家也都致力於提高再生能源的使用比例。以中國為例，預計到2020年，再生能源將供應全中國用電需求的30%。全世界用電量最高的美國，也逐漸願意為減緩氣候變遷努力；同時以國家安全為考量，希望盡可能擺脫對進口能源的依賴。美國在這方面的投資特別著重在生質能動力燃料與風力上。

　　根據德國聯邦環境部的估計，到了2020年，全世界每年投資在再生能源的金額將高達2,500億歐元，是現在的六倍；到了2030年，投資總額將達4,600億歐元。從2004年至2030年累計的投資總額將達到43,000億歐元。隨著全球市場的成長，德國市場的重要性也會日益降低。因此，德國再生能源的發展將以技術領先為首要策略，並以創造引領世界潮流的再生能源市場（lead market）為目標。

　　發展再生能源，同時也是為了確保供電安全與避免過多的進口能源。根據國際能源總署（International Energy Agency, IEA）的預測，到了2030年，因為經濟發展與人口增加，全世界的能源需求量比現在還要高出45%至55%。在資源有限，特別是原油與天然氣的供應限制下，如果沒有及時提高能源的使用效率與發展能源科技，能源價格與氣候變遷所導致的問題會更加惡化。

　　由於使用與投資再生能源，德國在能源供給的規劃上，已經能夠降低傳統燃煤與燃燒天然氣火力電廠的數量，同時也降低了對進口能源的依賴；此外，再生能源在熱能與動力燃料的供給上，也有很大的貢獻。

　　省下進口能源，對總體經濟有直接且正面的影響。如2006年，德國進口化石燃料的總金額約為700億歐元，而透過使用再生能源所生產的電能、熱能與動力燃料，換算成進口的化石燃料，就高達57億歐元。

　　再生能源法規範電力公司有義務全數收購由再生能源所生產的電力，並將目前發電成本仍高的再生能源電力一起計算進總體發電成本中，同時，經由電力市場的競爭機制，由所有用電戶來共同選擇與共同分攤。在沒有動用國家補助的條件下，德國近幾年全力發展再生能源，並成功的在全球能源市場上占有特殊地位。因此，再生能源雖然提高了一般用電戶所支付的每度電價格，但在另一方面，則是大規模抑制了整體電價的提升。德國再生能源在2007年的總裝置容量，已經達到34,018百萬瓦，占德國總電力裝置容量的五分之一，比德國所有核能電廠的總合還要高——這樣的比例已足以左右電力市場的供應。

　　未來的能源市場不僅建立在勇敢、有遠見的政策上，也建立在已經準備好要承擔的公民意識上。

　　以台幣20元來收購1度太陽光電，2.4元來收購1度風力發電，這些對環境成本預付的計算，均攤到德國所有用電戶的身上。這種所謂「額外」負擔的電費，也曾經在再生能源法實施之初引來正反兩極的聲浪。然而，在政策的保障下，資本主義以大量生產來降低成本的運作發揮了功能；在全球氣候變遷加遽、二氧化碳釋出量成為國與國之間得以買賣的配額時，藉由使用再生能源來減少二氧化碳的釋出，已成為經濟政策利多的工具。

　　所以，德國專業市調研究所EMNID曾針對「德國有多綠？」進行的調查顯示：81%的受訪者擔憂環境惡化；85%的人認為繼續補助再生能源是正確的做法；89%的受訪者在購買新車時會把耗油量視為最重要的考量；90%的受訪者則認為浪費能源是最嚴重的環境問題。

　　這讓我想起拜訪德國的Fraunhofer-Gesellschaft研究機構——系統科技與創新研究所，跟艾希哈瑪博士（Dr. Eichhammer）討論到歐盟與德國的能源政策，以及在能源政策下的經濟發展、科技起飛與舒適生活時，他神采飛揚的表示：「雖然架設在我們研究所頂樓的是炫目的太陽光電系統，但是讓我真正感到驕傲的，卻是藏身在牆壁裡面、才剛鋪好的隔熱層。雖然看不見，但是藉此我們可以省下一半以上的空調能源。」

　　在時序逐漸入秋的德國，有愈來愈多鄰居敲下外牆，鋪設更有效的隔熱建材；在新的工地，年輕的小家庭蓋起了一棟棟「低耗能的房子」。從前，鄰居間比較的是誰家開的車比較高級；今天，大家開始比起誰家的車既省油又有力。還有，那屋頂上的太陽光電板……

　　當未來靠我們愈來愈近，我想，我們必須已經準備好了。