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财团法人海峡交流基金会

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绿色新能源 减碳护地球

  • 更新日期:109-09-01

绿能旭升方案 创造产业新商机

台湾的天然资源匮乏,能源进口比率几乎高达百分之百,但却拥有著极佳的技术研发和制造能力,因此,在各国积极发展绿能产业之际,如果我们能够利用这一波全球技术和产业板块大移动,而且确定其朝向了新能源产业的机会,充分展现与提升台湾企业由过去传统OEM代工转进到具有创新端ODM的系统化生产能力,可望在今后10年内发展成为能源产业大国,引领台湾的社会迈入低碳化与产业高值化的境界。


因应全球能源需求快速增加与能源环境变迁,政府拟借由「绿色能源产业旭升方案」之推动,加速能源研发技术之扩散与能源相关产业资讯交流,同时辅导企业进行关键投资并协助产业拓销市场。


鉴此,2009 年经济部能源局成立「绿色能源产业服务团」,并设置「绿色能源产业资讯网」,依能源局定义之新能源六大产业 (太阳光电、LED 照明、风力发电、生质燃料、氢能与燃料电池、能源资通讯等) 等能源科技为主要范畴,以国内外绿能市场与产业资讯为基础,进行深度厂商访视且协助发掘问题,促进产业界与学研界连结。运用绿色能源产业资讯网,促进产学研资讯交流,以及产业间联盟与协会等组织之跨领域结合,协助新兴市场拓销规划,以期深化国内绿色能源产业能量,创造我国绿色能源产业新商机。谨就绿色能源产业领域简介如次:


◆太阳光电产业

太阳电池(Solar Cell)又称为光伏电池(Photovoltaic,简称PV)是一种能量转换的光电元件,它在经由太阳光照射后,可以把光的能量转换成电能。太阳电池的种类繁多,依材料的种类区分,可分为单晶矽(single crystal silicon)、多晶矽(polycrystal silicon)、非晶矽(amorphous silicon,简称a-Si)、Ⅲ-Ⅴ族[包括砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓铟(InGaP)]、Ⅱ-Ⅵ族[包括碲化镉(CdTe)、硒化铟铜(CuInSe2)]等。太阳光电产业链上游材料包括多晶矽材、矽晶片、太阳电池用基材(例如玻璃、软性基材、气体、靶材、桨料、染料、电极材料)等;中游包括太阳电池与太阳光电模组;下游包括太阳光电系统与各种应用。


‧发展优势:台湾具国际级的石化原料厂及制造能力强的精密机械产业,此外更拥有完整之半导体及TFT LCD产业,造就了太阳光电产业发展的优良条件。


‧关键瓶颈:国内太阳光电厂家大多引进turnkey技术,技术缺乏差异化;关键材料与设备支援薄弱;太阳电池转换效率略低于国际先进水准,竞争力不足;内需市场小,系统厂商缺乏大型系统设置经验。此外,矽薄膜太阳电池缺乏成本优势,需布局自主设备材料的低成本高效率技术,以提升产品品质。


◆LED照明光电产业

LED(发光二极体Light Emitting Diode,简称LED)是由半导体材料所制成之发光元件,元件具有两个电极端子,在端子间施加电压,通入极小电流,经由电子电洞之结合,可将能量转换以光的形式激发释出。LED产业链上游包括光源磊晶(Epi/Chip)、封装(Package),中游包括模组(Module),下游则为灯具/应用(Lighting/Application)。

LED早期以指示光源应用为主及一些特殊应用如军事、隔离的工业照明等,在这些场合的应用主要系利用LED的可靠性降低维护费用,补偿LED照明的高成本。惟过去3、4年来,由于LED制造成本持续降低,效率和亮度不断提高,配合LED所具有的寿命长、安全性高、发光效率高(低功率)、色彩丰富、驱动与调控弹性高、体积小、环保等特点,使得LED在一般照明市场应用得以大幅度扩张,带动其市场需求成长。


‧发展优势:台湾在半导体产业、面板产业及ICT等产业群聚效应之影响,加上产量具备规模经济,累积了许多LED光电产业相关技术能量,包括光源产品的制造、相关生产设备与检测设备,例如台湾领先全球运用多片数磊晶成长机台(MOCVD) 进行生产。此外,台湾LED照明光电产业以中小企业居多,所以经营的手法与产能调控灵活,能够迅速反应市场需求,因应不同客户条件开发客制化商品,因此在全球LED照明市场规格混沌不明之际,反而取得市场优势。


‧关键瓶颈:我国光源磊晶技术相对落后欧、美、日等先进厂商,加上国际大厂掌握技术专利,影响我国产品进入先进国家市场,且市场高度集中于中国。此外,缺少衔接光源与照明之标准化模组大厂,灯具/应用厂商规模小,产品开发能力低,缺乏品牌与通路,致使竞争力不足。


◆风力发电产业

1973年发生的第1次石油危机促成近代风力发电产业发展之契机后,经过近30年的起伏,进入21世纪后,由于能源与环保议题日益受到重视,风力发电又再次成为能源产业之焦点。风力发电机的主要零组件包括叶片、轮毂(Rotor Hub)、齿轮箱、发电机、控制系统等,将风能转换成机械能,再转变成电能,经由电力转换器变压后与电网并联输送至用户端。依据功率大小,风力发电机可分为大型和小型两类,大型风力机输出功率一般在750 kW以上,与电网并联;小型风力机输出功率在100 kW 以下,多为家用或离网应用,可独立运转供电或与柴油发电机、太阳光电板结合供电。


‧发展优势:台湾拥有优良风场,加上「再生能源发展条例」趸购费率之诱因,可吸引国际大厂来台投资,共同开发离岸风场,提供我国建立完整风力机设备与海事工程之机会。此外,我国可结合自有之系统品质与中国低成本及庞大市场优势,进行两岸合作,掌握进入全球风场开发与维修市场之契机。


‧关键瓶颈:我国MW级自主性系统整合能力不足,零组件厂商需系统厂商提供运转实绩,以切入国际产业供应链;在营运维修技术与备品采购部分,目前受制于国外厂商,可用率不易掌握;自制关键零组件及系统缺乏国际测试验证技术能量;此外,尚缺实机架设、运转与维护经验,需有实际对象提供练兵机会;离岸型风力机产业进入障碍高,有待开发利基关键技术。


◆生质燃料产业

生质燃料种类广泛,广义的生质燃料包含以生物质组成或将生物质转化衍生成固态、液态与气态的燃料。目前生质燃料产业主要以生质酒精与生质柴油这两项液态生质燃料为主。由于前述两项燃料具有可以与石化燃料混掺使用之特性,因此被广泛应用作为交通运输用燃油,为现有产业规模最大的生质燃料种类,另外产业规模较小的有固态衍生燃料与液态裂解油等。


鉴于生质酒精与生质柴油等第一代生质燃料所使用的料源与现有民生粮食重叠,引发与民争食与粮争地的争议,因此,现有技术与产业渐朝向使用玉米杆、穗、藻类等非粮食类的料源发展。


‧发展优势:对生态冲击较小的第二代生质燃料,国内已具备相关技术能量,可加速与国际接轨。


‧关键瓶颈:能源作物受限于种植面积,生质燃料料源无法充分供应且成本过高,不具竞争力;目前废食用油量仅能供应全面B2所需量之80%,当添加比例再提高时,将面临自产原料不足的问题;目前尚无生质酒精工厂,影响国内生质酒精产业发展;另车辆无法全部适用生质酒精,为鼓励消费者使用,需政府补贴,造成政府财政的负担。


◆氢能与燃料电池产业

氢能源因其洁净性与可储存性,让先进国家基于能源安全与环境永续发展而积极投入开发利用。目前氢能源的利用主要是透过燃料电池装置来使化学能变成电能,然而由于氢气储存与燃料电池的成本仍无法符合商业化的需求,因此燃料电池的发展与使用距普及化仍有一段距离。整体产业链包括上游的燃料供应(氢气的生产、储存与配送)与燃料电池组材料与零组件、中游的燃料电池制造及电池模组性能测试及下游的系统应用设计、安装与配套服务(例如充氢站与储氢罐交换站)。


‧发展优势:我国中小型企业串联性与制造能力世界第一,相当适合燃料电池定置型应用产业化发展。


‧关键瓶颈:燃料电池关键材料/组件自主性低,缺乏BOP供应业者,以致产品成本居高不下;系统可靠度与耐久性缺乏验证,实际应用经验不足;国内备用电力市场接受度有待建立;日本热电共生系统市场成长迅速,但采封闭策略有待突破;符合国际标准(IEC、JIS)测试能量尚未建置。      


 ◆能源资通讯产业

能源资通讯产业涵盖能源管理的各项产品与服务,以资通讯技术进行能源监控与调度,达成高效率之能源使用。以最常见的电力系统为例,能源资通讯产业包含电网管理、再生能源整合、先进电表系统、输配电自动化、住商与工业能源管理等领域,而先进电表系统(AMI)为电力供应端与使用端的界面,亦为能源资通讯技术发展的核心主轴。资通讯技术的应用与智慧电网的建构,可提供自动调控(Self-Healing)、需量管理(Demand Response Management)、即时量测(Real Time Information)和最佳化用电配置(Optimization)等功能,有助于电力部门进行电力供应整合及调度管理,也便于消费端从事电力使用管理。至于能源资通讯产业链包括上游的感测控制及通讯元件,中游的能源管理系统平台及下游的应用产品与服务。


‧发展优势:资通讯产业为我国优势产业,除了优异的晶片代工能量之外,微控制器、无线网路模组、手机及电脑硬体系统的设计与制造均占有重要地位,资通讯产品年产值超过1,000亿美金,占我国GDP 30%以上。虽然我国ICT产营运模式以OEM/ODM为主,但因具备优异的支援产业体系,生产弹性高,速度快及成本优势,已成为全球大厂的重要伙伴。


‧关键瓶颈:目前能源资通讯内需市场仍未明确,厂商投入意愿不足;缺乏标准与规范,致使能源资通讯产品研发无所依循;国内缺乏大型平台软体厂商,系统软体竞争力较弱;缺乏先进电表系统布建实绩,不利于国际行销。


◆电动车辆产业

电动车辆的零组件包括动力马达(Traction Motor)、电池(Battery)、传动系统(Transmission System)、动力马达装置(Motor Control Unit, MCU)、电池管理系统(Battery Management System, BMS)、整车控制装置(Vehicle Control Unit, VCU)等,其中电池、马达与电池管理系统为电动车辆关键零组件,决定电动车辆性能。电动车辆产业链包括上游的锂电池粉体材料,中游的大功率锂电池、电池管理系统、动力马达,及下游的整车组装与销售。


‧发展优势:台湾有成功的自行车及机车产业,具备发展轻型电动车辆之优势基础,同时零组件产业体系完善,具备快速开发与生产的能力。另电动自行车、电动代步车厂商已具多年发展基础,发展电动机车的关键零件如马达、控制器、电量显示器、电源模组开发等方面具有国际竞争力。


‧关键瓶颈:电池充电或交换系统尚未建立,便利性不足;检测规范与法规未臻健全,周边配套措施不足;已开发锂电池粉体材料,未大量生产。


绿色能源计划推动策略与具体措施 

未来政府除发展绿能产业成为台湾产业新的生命力,预估整体绿色能源产值可由2008年1,603亿元(占制造业1.2%)提高至2015年1兆1,580亿元(估计约占该年制造业总产值6.6%),建立台湾成为能源技术与生产大国,   绿色能源计划之目标及愿景包括:

一、成为全球前三大太阳电池生产大国。

二、成为全球最大LED光源及模组供应国。

三、成为全球风力发电系统供应商之一。

四、建立国内生质燃料自主供销系统。

五、成为全球燃料电池系统组装生产基地。

六、成为国际能源资通讯供应体系一员。

七、成为亚太地区电动车辆主要生产基地


台湾发展绿色能源产业最大优势在于具有IT产业厚实基础支撑,制程及管理经验丰富,人才基础佳,加上机电、金属、复合材料、电子控制等传统产业强大制造能量与人力,因此容易移转发展绿色能源产业。


为打通绿色能源产业发展的瓶颈,将透过技术突围、关键投资、环境塑造、出口转进及内需扩大等五大策略,并就我国各产业发展现况与需克服问题拟定具体措施,以加速产业技术渗透与升级,提升产业价值,建立具国际竞争力之产业能量,进占国际市场。


目前我国的绿色能源相关产业已建立一定基础,2008年的总产值约1,603亿元(占我国制造业的1.2%)。而整体绿色能源产业预估至2012年产值可以提高至4,155亿元,2015年产值可以提高至1兆1,580亿元(估计可约占我国该年制造业总产值的6.6%),以达兆元产值规模,并可望带动民间约2,000亿元以上的相关投资及创造11万个就业机会。


建构绿色能源平台  提升绿能产业竞争力

能源是推动国家发展及经济活动的基本动力,其对人民生活及国家安全之重要性不言可喻,而台湾因为天然资源蕴藏贫乏,能源几乎全数仰赖进口,极易遭受国际能源情势变迁之影响。政府基于环保、避免国际制裁、提升国家竞争力及产业、能源之调适期等观点,积极提出降低温室气体排放之解决方案。


工业技术研究院产业经济与趋势研究中心 (IEK) 接受能源局之委托进行「绿色能源产业服务平台建构」计划,透过市场与产业资讯的收集和建立,针对太阳光电、LED 照明、风力发电、生质柴油、能源资通讯、氢能与燃料电池、电动机车、能源服务与冷冻空调等9项产业建立完整的资料库,亦针对此9项绿色能源产业之产业供应链、技术发展策略、市场发展趋势及应用趋势进行分析,整合成立一个完整的产业服务平台,提供绿色能源业者对于产业未来发展之参考,更期望透过平台服务,达成提升我国绿色能源产业竞争力,使台湾能跃升为洁净又有动力的绿色矽岛。读者可迳洽经济部能源局「绿能产业服务办公室」林先生,电话: 02-8772-2252分机16。


(以上资料摘自:行政院全球资讯网、绿色能源产业资讯网及「绿色能源产业旭升方案行动计划」)

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