高三應用地理(上) 第四章 能源開發
99 高中地理課綱目標：
單元 主題 主要概念 目標 補充說明
能
源
開
發
1.
經濟發展及
能源消耗
能源消耗 能源爭奪 替代能源
了解經濟成長及能源消耗的關係
了解世界主要國家能源消耗的類
型
討論能源消耗及國際政經的關係
認識岔來替代能源開發的重要性
◎ 經濟成長與主 要能源消耗 譬 如：煤 石油 天 然氣 水力 核能
◎ 替代能源的開 發 譬如：風力 太陽能 地熱 海 洋能 生物質能及 氫燃料等
◎ 上述的 生物 質能及氫燃料 指 的是利用一些植 物的生物質量 (biomass)提煉生
質燃料(biofuel)， 譬如岩農林產物 中的玉米 黃豆 油菜籽 稻草 麥 梗 木材，以及工 業與家庭廢棄物 如廢油 廚餘和糞 便等，將這些原料 經岩轉換產出： 生質柴油 岪醇 乙醇 岪烷，及氫 燃料等 但是擴大 種植上述生質燃 料的空間，可能會 排擠全球現有糧 食作物的空間與 產量，甚至影響野 生物種的空間與 多樣性
課程架構圖
課程內容
壹 經濟發展與能源消耗
一 全球的能源消耗
1.現 化石燃料占總消耗量 80%以上，2008 年石油(35.7%)＞煤(28.6%)＞天然氣(22.7%)＞核能
(6.3%)
2.能源消耗不均： 開發國家及西亞地區部 石油輸出國高於開發中國家
其他可再生能源
與能源有關的國際組織
全球的能源消耗
替代能源
的開發
經濟發展與
能源消耗
能源開發 能源消耗 與國際政
經關係
高度發展國家的能源消耗
石化燃料 岄
能源政治與國際關係
生質能源
中低度發展國家的能源消耗
能源效率的提升方式
二 高度發展國家的能源消耗
國家 說明
美國
1. 岩於郊區化與大量消費，能源消耗總量與人均能源消耗量長期高 居世界之冠
2. 國內石化燃料產量豐富，2009 年石油產量為全球第三 天然氣 全球第一 煤礦全球第二位
3. 能源消費結構偏重石化能源，除了煤礦上能自 有餘外，天然氣 與石油 為淨輸入，主要輸入國為加拿大
瑞典
1. 歐洲運用先進技術與雄厚資金，以不同方式調整能源使用比例，降低對化石燃料的依賴，歐 洲議會訂定 2020 年將再生能源比例提升至 20%目標
2. 在瑞典，電力供應主要利用核能和水力發電；1970 年以來，瑞典石油使用量少了 45%
三 中低度發展國家的能源消耗
國家 說明
中國
1. 2010年能源總消耗量 超越美國，成為世界第一，但人 均消耗量仍低
2. 能源消耗以煤礦最多，其次為石油 水力 天然氣 核 能 自 2003 年 岩石油淨輸出國轉為淨輸入國
3. 隨著生活水準提升，能源需求大，進而牽動全球能源供 應平衡，能源價格產生影響
峣度
1. 2010年能源總消耗量 居全球第四，僅落後中國 美國與俄羅斯
2. 超過 4 億人岔能 用電力設備，迄 仍有 6 億以上人口主要依賴燃燒柴薪或畜糞來烹調及獲 得熱源
3. 預期 2030 年使用電力人口提升到 96%，在岔來幾十年間能源需求將大幅成長
蘇丹
1. 石油輸出占出口總額 9 成以上，同時擁有水力 天然氣等資源
2. 國內家用能源主要來自於生質燃料，仰賴木炭與柴薪作為日常烹調的主要能源
3. 除蘇丹外，漠南非洲許多國家以極低效率的爐具燃燒，造成室內空氣污染，也對健康造成嚴 重威脅，其中以婦女與孩童最多
貳 能源消耗與國際政經關係
一 石化燃料 岄
(一)石油
項目 說明
探明生產量
西亞地區儲量最多，高居全球一半以上，其次依 序為中南美洲 北美洲 歐洲(含俄羅斯) 非洲 與亞太地區，其中以沙烏地阿拉伯儲量最高
實際生產量 2010年以沙烏地阿拉伯最多，其次依序為俄羅斯 美國 中國與加拿大
消費量 2010年以美國 中國消費量最多， 別為世界第一和第二
淨輸入與輸出
淨輸入：美國 中國；淨輸出：沙烏地阿拉伯 俄羅斯
其他
1. 大多數國家不產原油或產量不足自給，必須仰賴石油輸入
2. 幾乎不產原油的國家如臺灣 日本，對石油依賴更深，幾乎全數仰賴進口 3. 國際油價波動，往往牽動一國的物價與景氣，進而影響全球經濟
(二)天然氣
項目 說明
探明生產量 西亞地區儲量最多，其次依序為歐洲(含俄羅斯) 亞太地區 非洲 北美洲與中南美洲， 其中以俄羅斯儲量最高
實際生產量 2010年以美國最多，其次依序為俄羅斯 美國 加拿大與伊朗 消費量 2010年以美國 俄羅斯消費量最多， 別為世界第一和第二
二 與能源有關的國際組織
組織 內容
石油輸出國家組 織(OPEC)
1. 包括 12 國：委內瑞拉 厄瓜多 阿爾及利亞 利比亞 奈及利亞 安哥拉 阿拉伯 聯合大公國 伊朗 沙烏地阿拉伯 卡達 威特 伊拉克→南美 2 國 非洲 4 國 西亞海灣 6 國
2. 影響：
(1)1973年 OPEC 實施石油禁運造成第一次石油峤機，使 開發國家的經濟成長受到明 顯衝擊
(2)1980年代以後 OPEC 影響力不如以往，因俄羅斯 墨西哥等新興石油輸出國逐漸嶄 露頭角
國 際 能 源 總 署 (IEA)
1. 因應第一次石油峤機成立
2. 以高收入國家為主的 OECD 大多數會員國所組成
3. 一開始協調石油供應的緊急狀況，逐漸扮演為會員國能源政策顧問的角色，目前的工 作重點包括研究因應氣候變遷的對策 能源岃場改革 能源技術合作 尋求與非會員 國的合作關係
三 能源政治與國際關係
能源 輸入 國
目的 穩定油源
方式
長 期 入 西 亞地區政局
1. 歐美國家為鞏固石油供應狀況，長期 入西亞地區政局
2. 導致伊斯蘭世界與西方國家之間因石油爭奪而加深彼此恩怨 EX.1991 和 2003年的波灣戰爭
尋 求 和 產 油 國的合作
以中國為例：
1. 投入資金 技術在哈薩克 蘇丹等國開採石油
2. 提供鉅額貸款給俄羅斯 巴西 委內瑞拉， 換取長期石油供應協議 3. 2010年收購荷蘭 家殼牌石油公司在敘利亞子公司的部 股權 4. 為了爭取能源供應而支持蘇丹 辛巴威等獨裁政權，忽視環境與人權
能源 輸出 國
目的 將能源視為國際政治經濟局勢的籌碼
說明
委內瑞拉
1. 獲得中國 俄羅斯等跨國企業 的鉅額投資或貸款，其主要岃 場也逐漸岩美國轉向中國 2. 委 內 瑞 拉 與 哥 倫 比 亞 發 生 衝
突，為嚇阻美國 入，威脅對 美國 斷原油供應，美國也隨 後宣岄希望與委國維持良好的 能源供應關係，無意 入兩國 紛爭
3. 在油價等相關議題上採取強硬立場
俄羅斯
1. 俄羅斯供應歐洲近 1/4 天然氣需求，且 絕大部 管線通過烏克蘭
2. 為 了 警 告 烏 克 蘭 政 府 過 度 向 西 方 靠 攏， 斷對烏克蘭的天然氣供應，間接 使歐盟也深受其害
3. 停止供氣報復白俄羅斯政府不願加入 俄羅斯所發起的關稅同盟，以及收容流 亡的吉爾吉斯總統等違反俄羅斯政府
期望的行動
參 替代能源的開發
一 生質能源
定義 將源自動 植物的有機資源作為能源使用，又稱為生物燃料(生物質能 生質燃料)
使用方式
1. 直接燃燒作為燃料：低度發展國家直接燃燒柴薪 畜糞等作為燃料，但效率低且有峤 害健康之虞
2. 提煉成生質柴油或酒精：目前最受到重視的利用方式
作物 主要 岄地區 作物 主要 岄地區
向日葵 法國 義大利 棕櫚樹 痲瘋樹 東南亞 非洲等熱帶區
域
大豆 澳洲 美國 玉米 美國
甘蔗 巴西， 成為世界最大的酒精出口國，並燃燒蔗渣發電
3. 利用有機物發酵後的沼氣：工業 農業 林業；一般家庭製造出可 解的產物都可以 作為原料，例如稻草 木材 糞便 廢水和廚餘
EX.日本運用下水道淤泥 啤酒工廠廢水 食物廢棄物處理等方面；臺灣養豬業者設 置沼氣發電機，供作牧場所需的部 電力
優點 1. 可被生物 解，不容易造成環境汙染
2. 這些原料經岩提煉轉換成酒精或柴油，可有效降低空氣汙染
缺點
1. 因能源作物的需求很高，排擠現有糧食作物的耕作空間，導致國際糧價飆漲，饑荒問 題更加嚴重
2. 能源作物廣泛栽種排擠了其他作物，生物多樣性降低
二 其他可再生能源
再生能源 特色 發展限制
水力 1. 運用歷史悠久 2. 發電技術 漸趨成熟
河流上游的水庫有潰壩之虞，且可能破壞生物 棲地與改變河川地形
太陽能
1. 不會引起汙染
2. 常運用於太陽能熱水器或小型太陽能照明 3. 臺灣以西南部平原的自然條件較佳 4. 以降水量 降水天數考量，臺灣以澎湖縣
最適合發展
1. 發電成本是燃煤的一倍
2. 須考慮太陽輻射強度與日照時數長短 3. 需要占用大量土地，人口密度高的地區不
適合發展大規模的太陽能系統
風能 1. 不會汙染空氣
2. 成長最快速的能源之一
1. 風力發電引發破壞景觀的爭議
2. 風力發電渦輪機葉片運轉聲造成噪音公害
3. 許多風力發電建於海上，以避免干擾 EX. 丹麥
與生活困擾
3. 風力發電可能對鳥類遷徙路徑造成影響 4. 無法經常保持滿載而歸發電狀態：風力常
常不穩定，加上風力和風向無法控制而時 常改變
地熱
1. 地熱發電以美國 義大利 日本 紐西蘭 等最多，因有火山 岄
2. 地熱占全國能源消費比例最高→冰島
1. 發電成本較高
2. 發電有地域限制：位於地熱蘊藏區，與主 要能源需求地距離太遠
潮汐能
1. 運用潮汐 波浪 洋流等現象造成的位能 差發電
2. 案例
(1)潮汐發電：如法國不列塔尼半島的朗斯 潮汐發電
(2)波浪及洋流：○1波浪→臺灣東北部外海 及離岸地區有波浪發電的潛力；○2洋流(黑 潮)→澎湖水道 花東外海 綠島和蘭嶼等 地區
1. 可能破壞生物棲地與改變地形
2. 增加電力輸送成本 EX.臺灣能源需求以西 部為主，但東部或離島有較佳的海洋能條 件，與主要能源距離遠
備註
1. 高度發展國家掌握先進的能源運用技術與資金
2. 資本雄厚的跨國企業，以資金優勢 入他國可再生能源的開發 EX.英資 D1 油業公司在峣 度 非洲和峣尼等地，開發大規模痲瘋樹農場，種植痲瘋樹作為生質柴油的原料 3. 前瞻性的能源政策需以雄厚的資本做後盾 EX.歐洲許多國家以雄厚的補貼價格項民間買
電，促使可再生能源的開發更快速進展
4. 可再生能源的開發問題：生產地點與消費地點不一定在同一處，且運送過程容易損失熱能 和部 電能，對環境造成負擔
三 能源效率的提升方式
項目 說明
能源供應 無線化 在大型供電網絡之外提供 散式能源，以減少對環境的衝擊
燃料電池
1. 以 氫 為燃料，和空氣的氧發生反應，製造出電能與熱能，燃燒後的殘留物僅 有水 EX.油電混合車即為燃料電池的一種運用
2. 若普遍運用在家用能源系統，可提高效率，同時不浪費發電時伴生的熱能，減少 能源的消耗
熱泵
1. 以少量電能吸入空氣中大量的低溫熱能後，透過壓縮機轉換為高溫熱能，再將之 傳輸至儲水設備將水加熱
2. 運用方面可作為熱泵熱水器 冷氣機熱水器等，節省能源消耗
地域供熱系統 (歐洲常見)
1. 以當地供熱(或同時發電)廠為中心，向聚落居民供應日 常生活所需的熱水
2. 供熱廠的能源可能來自太陽能 熱泵 生質燃料 垃圾 焚化爐的廢熱等
牛刀小試：
★ 下表為法國 德國 英國與挪威 2011 年能源消費結構，表中數字的單位為石油當量 德國最可能為 下表中的何者？ 103指考
B
國別 石油 天然氣 煤炭 核能發電 水力發電 水力以外的
再生能源發電 合計
岪 82.90 36.30 9.00 100.00 10.30 4.30 242.80 乙 111.50 65.30 77.60 24.40 4.40 23.20 306.40 丙 11.13 3.62 0.65 - 27.62 0.40 43.42 丁 71.61 72.18 30.82 15.62 1.29 6.63 198.15 (A)岪 (B)乙 (C)丙 (D)丁
★ 近年來，一些國家開發生質能源以替代石化燃料 其中美國與巴西， 別以哪種作物作為產製生質能源 的主要原料？ 102 指考 A
(A)玉米 甘蔗 (B)大豆 甘蔗 (C)大豆 小麥 (D)玉米 小麥
★ 某國家為天然氣輸出大國，2009 年冬天因與鄰國的糾紛， 斷了天然氣的供應，導致東歐和中歐十多個 國家在寒冬時節無暖氣可用，該國將能源做為政治談判的工具，遭致了國際社會的嚴重批評 這個國家 最可能為下列何者？ 102 指考 D
(A)挪威 (B)哈薩克 (C)土耳其 (D)俄羅斯
★ 北美洲的人口約占全球 5%，二氧化碳排放量卻超過全球 25% 二氧化碳排放量高居不下的原因有二：其 一 龐大的用電需求，每年燃燒化石燃料發電而排放的二氧化碳，占總排放量 40%以上；其二 各種運輸 工具燃燒大量汽油，排放的二氧化碳，也占總排放量的 26%左右 請問： 101 指考
1. 北美洲用電需求龐大，與下列哪項區域特色的關連性最密 ？B
(A)區域發展不均，居民貧富差距大 (B)工商業高度發展，都岃化程度高 (C)農場規模大，作物商品化程度高 (D)文化包容色彩強，多元人口移入
2. 北美洲因交通運輸而排放大量二氧化碳，主因為何？ 岪 城郊化顯著； 乙 鐵路網密度高； 丙 都 岃住商 離明顯； 丁 土地空間競爭激烈； 戊 產業轉型快速 A
(A)岪丙 (B)乙戊 (C)丙丁 (D)丁戊
★ 右圖為歐洲法國 挪威 丹麥 英國等四國 2008 年各種能 源消費結構的百 比圖，顯示各國能源政策的差異 請問：
99指考
1. 從能源形式估計，哪個國家的平均每單位能源二氧化碳排放 量最低？C
(A)岪 (B)乙 (C)丙 (D)丁 2. 依據右圖，岪 乙 丙 丁依序是哪個國家？A
(A)丹麥 英國 挪威 法國 0
20 40 60 80 100
甲 乙 丙 丁
(%)
國家 水力 核電 煤炭 天然氣 石油
(B)法國 丹麥 英國 挪威 (C)挪威 英國 法國 丹麥 (D)英國 法國 挪威 丹麥
★ 右圖為2006年有關各國人均汽油消費統計圖 請問： 96指考
1. 圖中的 X Y 軸依序代表什麼？B
(A)人均消費量 汽油價格中稅所佔的百 比 (B)汽油價格中稅所佔的百 比 人均消費量 (C)汽油價格漲幅百 比 人均消費量 (D)人均消費量 汽油價格漲幅百 比 2. 圖中的岪 乙兩個國家依序為？B
(A)峣尼 巴西 (B)美國 中國 (C)峣度 加拿大 (D)義大利 日本
★ 2005年油價飆漲，美國希望石油輸出國家組織 (OPEC)採取措施支持世界經濟的增長，右圖為近 年美國輕原油期貨價格圖 請問： 95指考 1. 圖中岪處的油價高峰與下列哪一因素有關？B
(A)石油生產國家缺少資金與勞力 (B)自然災害毀損美國的煉油設備 (C)石油輸出國發生大地震與風暴 (D)美洲新興國家經濟成長太快速 2. 下列何者為 OPEC 成員國？D
(A)挪威 巴西 澳洲 (B)敘利亞 黎巴嫩 俄羅斯 (C)南非 峣度 墨西哥 (D)奈及利亞 伊朗 委內瑞拉
★ 用以規範工業國家溫室氣體排放量的 都議定書 於 2005 年 2 月 16 日起正式生效，其中推廣風力發 電是政府因應的政策之一 國內第一座商業化運轉之風力發電系統設置於雲林縣麥寮鄉台塑六輕工業區， 下表為 2003 年該系統一號機運轉紀錄 請問： 94 指考
1. 請舉出兩個明確的環境因素，說明雲林麥寮六輕工業區為何適宜設置風力發電系統？冬季季風強勁 地形 平坦
2. 請以 離散趨勢 的概念，說明該表的運轉紀錄有何特性？發電量季節 岄不均
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
平均風速(公尺/
) 8.3 6.9 6.9 5.2 5.3 5.5 4.2 3.2 4.3 7.3 9.4 8.8 發電量(萬度) 23.1 15.6 17.5 9.2 10.3 9.2 3.1 1.3 8.4 19.1 26.2 25.5
岪 美元/
桶
9 ’03 6 9 ’04 6 9 ’05 6 9 ’06
70.00 65.00 60.00 55.00 50.00 45.00 40.00 35.00 30.00
表一
圖一
3. 請就能源供需的季節特性，解釋為何台灣無法以風力發電作為主要的能源？夏季用電需求量高，但夏季風 力發電量反而小
★ 隨著時代的進展，各種能源的相對重要性有所變化；而同一時期，全球能源的生產與消費也有明顯的區 域差異 請問： 94 學測
1. 下圖一是各種能源在 20 世紀後半葉的使用狀況，請問圖中岪 乙 丙 丁依序是指何種能源 D (A)煤 核能 天然氣 石油 (B)天然氣 煤 核能 石油
(C)天然氣 核能 石油 煤 (D)核能 天然氣 石油 煤
2. 下圖二是20世紀岕期西歐 前蘇聯與東歐 北美 南美 非洲 中東 亞洲(不含中東) 大洋洲等八個地 區的能源生產與消費比較圖，兩圖中的 丙 是指下列哪一個地區？D
(A)北美 (B)南美 (C)西歐 (D)亞洲(不含中東)
圖二
