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研究生:郭章賢
研究生(外文):Kuo, Chang-Hsien
論文名稱:風力發電應用於海水淡化機組之個案研究與成本效益評估
論文名稱(外文):Cost Benefit Analysis for the Integration of Wind Power and Desalination Technology
指導教授:張四立張四立引用關係
指導教授(外文):Chang, Ssu-Li
口試委員:李育明張添晉
口試委員(外文):Lee, Yuh-MingChang, Tien-Chin
口試日期:2014-06-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北大學
系所名稱:自然資源與環境管理研究所在職專班
學門:環境保護學門
學類:環境資源學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:海水淡化風力發電成本效益環境效益敏感度分析
外文關鍵詞:DesalinationWind PowerCost EffectivenessEnvironmental BenefitsSensitivity Analysis
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海水淡化具有開發時程短、不受水文變異之影響等優點,應是因應氣候變遷導致缺水危機的選項之一,但因製水過程會消耗較高能源,相對增加CO2排放量,因此本研究以風力發電應用於海水淡化技術為探討,藉由採用潔淨能源之風力發電,來降低使用化石燃料使用及CO2排放量,同時運用成本效益分析(Cost Benefit Analysis),將CO2減量效益予以量化,依據各項CO2減量及空污減量成本,推估風力發電所產生外部效益,合計每度電約為0.17~1.70元/度。
經參考國內民營企業所投資之海水淡化機組,及選擇台灣中部之風力示範系統作為個案探討,計算其投資效益及回收年限,結果為:
一、在傳統海水淡化廠以250噸/日規模設計,實際運轉結果每噸產水之平均耗電4.7度/噸,再加計其他變動成本及設備固定成本後,每噸產水成本為41.97元。
二、將660KW風力發電應用於上述海水淡化機組後,考量風力發電不穩定,經以容量因數25.89%計算,僅可取代海淡機組之73.8%用電,將其環境效益內部化及風能高峰多餘產電效益計算後,得知結合風力發電機組的海水淡化廠比傳統海水淡化廠的成本,可由41.97元/噸降低至32.89元/噸,省下約21.6%,較具競爭利基,並可促進海水淡化及風機相關產業之發展及符合國家再生能源發展政策。
三、假設不同的折限率、設備補助費用、電價費率、合理水價及環境效益等參數,進行本個案的敏感度分析,以計算各情境的差異性,依據敏感度分析結果,若以缺水嚴重及風場充沛之離島地區為例,以由台灣本島運水供應成本每噸水160元計算,海水淡化加上風力發電的設備回收年限為5年,已具投資的條件,可優先推廣應用。

Desalination has many advantages, including short lead-time in planning and installation, and unaffected by variation of hydrological. It should then be considered as one of the options to tackle the future possible water shortage problem caused by climate change. But desalination process itself is an energy intensive process and may result in increasing emission of CO2, if the electricity used is fossil fuel based of power generation. Therefore, the purpose of the study will be focused on the feasibility of combining renewable power with the desalination process to explore its possible costs and benefits. Specifically, wind energy is considered as the source for power generation to substitute part of the fossil fuel (mainly coal) based electricity. Cost-benefit analysis is applied as the research method to identify as well as quantify various possible costs and benefits derived. It is estimated that the cost of wind power is about NT $0.17 to 1.70/KWh according to the effects of CO2 reduction and the reduction of air pollution.
A privately owned desalination unit combined with wind power generation unit under planning is used as the case for the cost-benefit analysis to calculate the investment returns and payback period. The results are as follows:
1.The capacity designed for the traditional desalination unit is 250 CMD. Based on actual operating record, the average electricity used for one ton of water produced is 4.7 KWh. With the additional variable and fixed costs taken into account, the water production cost is NT $41.97 per ton.
2.After 660KW wind power is added with the above stated water desalination units, only 73.8% of electricity used could be replaced by the desalination unit, due to the variability of wind resource and the capacity factor of 25.89%. After internalizing wind power environmental benefit, the cost saving from desalination can be 21.6%, compare with conventional desalination plant (from NT $41.97/ton down to $32.87/ton). This result obtained shows that there may exist a competitive advantage, and may contribute to the development of desalination, wind power-related industries, and consistent with the development policy of the National Renewable Energy.
3.By changing the scenario set for the BAU (Business As Usual) case, the study then performs a set of sensitivity analysis to show the resulting changes in net present values derived by the changes of the following parameters, which includes subsidies provided for purchasing wind power equipment, electricity price and water price. According to the sensitivity analysis and assuming that water demand is satisfied by importation of water from Taiwan, the cost generated will be about NT $160 per ton. It is because the quality of wind is higher, while the water resource is less abundant in the offshore islands, so the combined use of wind power and water desalination, the payback period will be shortened to 5 years. This scenario is therefore more preferred than the case of BAU scenario.

摘要
Abstract
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論………………………………………………………… 1
第一節 研究背景與動機…………………………………………… 1
第二節 研究目的與流程…………………………………………… 8
第三節 章節安排…………………………………………………… 9
第二章 文獻回顧與現況探討……………………………………… 11
第一節 再生能源與海水淡化相關性及案例……………………… 11
第二節 再生能源發展與風力發電技術…………………………… 16
第三節 海水淡化技術發展與應用………………………………… 27
第四節 成本效益分析理論與運用………………………………… 38
第三章 成本效益估算……………………………………………… 44
第一節 研究方法…………………………………………………… 44
第二節 基本假設…………………………………………………… 44
第三節 成本效益評估範疇界定…………………………………… 46
第四節 內外部成本與效益分析…………………………………… 47
第四章 實證結果…………………………………………………… 55
第一節 海水淡化機組之實證案例………………………………… 55
第二節 風力發電應用於海水淡化機組之成本與效益…………… 62
第三節 敏感度分析………………………………………………… 70
第五章 結論與建議………………………………………………… 83
第一節 結論………………………………………………………… 83
第二節 建議………………………………………………………… 84
第三節 研究限制及未來研究方向………………………………… 86
參考文獻………………………………………………………………87
附錄一 麥寮風力示範系統90~102年發電量紀錄表………………92
附錄二 麥寮風力示範系統101年1~12月份風力發電量紀錄表… 97
附錄三 各情境總成本及總效益計算結果………………………… 103
附錄四 各情境累計NPV值計算結果……………………………… 107

1.中技社,2006年,「因應京都議定書台灣產業機會及研發方向」,化石燃料排放二氧化碳之捕捉儲存與利用技術研討會論文集。
2.台灣自來水公司、日揚環境工程公司,2012年,馬公第二海水淡化廠環境影響說明書。
3.行政院原子能委員會核能研究所,2011年,太陽光電及生質酒精產業之技術經濟及成本效益評估。
4.李珣琮、施勵行,2010年,碳經濟第十九期,論述我國再生能源發展政策之效益評估模型架構。
5.林唐裕,2006年,「發展減溫產業之潛力及其對總體經濟之影響」,行政院經濟建設委員會計畫補助,財團法人台灣綜合研究院二所。
6.周炳宏,2012年,太陽光電技術人才培育與產業管理,分項計畫5-PV 產業發展策略規劃與風險控管種子教材,成本效益分析。
7.陳明煌,2010年,台灣推廣設置小型風力發電機之個案研究與效益評估,國立台北大學自然資源與環境管理研究所碩士論文。
8.張四明,2001 年成本效益分析在政府決策上的應用與限制,行政暨政策學報,第 3期。
9.張永源,2007年,「風力發電理論與技術」,工研院機械所。
10.張鼎煥、呂威賢,2004年,「我國風力發電發展政策效益分析」,台灣風能協會第一屆學術研討論文集。
11.梁啟源、郭博堯、劉致峻,2003年,「再生能源發展方案之社會成本效益分析」,國政分析永續092-015 號,國家政策研究基金會。
12.孫一菱,2005年,「不同政策工具對再生能源發展潛力之經濟分析」,國立台北大學自然資源與環境管理研究所碩士論文。
13.郭世勳,2008年,台灣地區離岸式風力發電成本效益分析,國立台北大學自然資源與環境管理研究所碩士論文。
14.郭昱瑩,2005年,決策幫手:成本效益分析之概念與實務,T&D 飛訊,第三十期。
15.經濟部水利署水利規劃試驗所,2009年,以海水淡化供應水資源之環境承載分析與發展研究總報告。
16.經濟部水利署水利規劃試驗所,2007年,台南海水淡化調查規劃。
17.經濟部水利署水利規劃試驗所,2005年,麥寮人工湖開發計畫-海水淡化廠初步規劃。
18.澎湖縣政府、怡興工程顧問有限公司,2007年,以再生能源提供小離島供電供水計畫報告書。
19.澎湖縣政府、澎湖能源科技公司,2010年,建置澎湖低碳島專案計畫。
20.環保署、中華經濟研究院,2012年,環境政策與開發計畫成本效益分析作業參考手冊。
21.環保署、中華經濟研究院,2011年,建議環境政策與開發計畫的社會效益與成本之評估模式。
22.蕭代基、鄭蕙燕、吳佩瑛、錢玉蘭、溫麗琪,2002年,環境保護之成本效益分析。
23.蕭代基、周嫦娥、廖肇寧、洪志銘、黃星翔,2003 年,台灣地區綠色國民所得帳理論體系及編算模式研究報告。
24.Adnan Z. Amin., 2013. Renewable Power Generation Costs in 2012: An Overview, International Renewable Energy Agency(IRENA), United Arab Emirates.
25.Bleninger T. and G. H. Jirka., 2007. First Steps in Modelling and Design of Coastal Brine Discharges, The International Desalination & Water Reuse Quarterly, 17, 48-61 .
26.Dua, M., Manwell, J. F. and J. G. McGowan., 2008. Utility Scale Wind Turbines on a Grid-Connected Island: A Feasibility Study, Renewable Energy, 33, 712-719.
27.Fulya Verdier., 2011. MENA Regional Water Outlook Part II Desalination Using Renewable Energy, Germany.
28.International Energy Agency(IEA), 2012. World Energy Outlook 2011, France.
29.John J. Conti, Paul D. Holtberg, Joseph A. Beamon and Sam A.Napolitano, 2013. Annual Energy Outlook 2012 with Projections to 2035, U.S. Energy Information Administration (EIA), Washington.
30.Lauha Fried, Steve Sawyer, Shruti Shukla and Liming Qiao., 2013. Global Wind Report Annual Market Update 2012, Global Wind Energy Council, Belgium.
網站資料
1.工業技術研究院,http://www.itri.org.tw/。
2.千架海陸風力機-風力資訊整合平台,http://wind.itri.org.tw/。
3.中央銀行,http://www.cbc.gov.tw/sitemap.asp。
4.台灣自來水公司,http://www.water.gov.tw/。
5.台灣風力發電設備產業聯誼會,http://www.twtia.org.tw/。
6.台灣風能協會,http://www.twnwea.org.tw/。
7.台灣電力公司,http://www.taipower.com.tw/。
8.經濟部能源局,http://web3.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/home/Home.aspx。
9.環境保護署,http://www.epa.gov.tw/mp.asp?mp=epa。
10.Carbon Positive, http://www.carbonpositive.net/。
11.全球風能協會(GWEC),http://www.gwec.net/。
12.國際能源總署(IEA),http://www.iea.org/。
13.世界風能協會(WWEA),http://www.wwindea.org/home/index.php。
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