延續前一期(八二○期)話題,蔡英文「五大創新研發計畫」中的「綠能科技」與中國「十三五規劃之中國製造2025」的「新能源」,是另一個雙方重疊的發展目標,因此,本期將以綠能產業為介紹主題。二○一五年十二月,聯合國氣候峰會於巴黎召開,與會國通過取代《京都議定書》的《巴黎協議》,並於今(二○一六)年四月二十二日完成簽訂,未來各國將共同努力,讓全球平均升溫控制在攝氏二度以內,更進一步控制在攝氏一.五度之內,以阻止全球暖化加劇。中國早在峰會召開前就已公布國家未來發展新能源、達到減少碳排放的目標,台灣雖然不是聯合國會員國,但做為國際社會的一份子,同樣需要擔負抑制全球暖化的責任。台灣能源超過九七%仰賴進口,能源支出每年高達二兆元,而在能源使用的比重上,水力及再生能源僅占一五%(圖一),為了早日達成非核家園,台灣必須更積極開發替代能源。同時,近年來全球綠色產業高度成長,各國爭相投資綠色經濟,為了因應內需並在國際間綠能產業占有一席之地,蔡英文將發展「綠能科技」納入其「五大創新研發計畫」之中,並計畫在台南沙崙成立創新綠能科技園區。蔡英文發展「綠能科技」的四大主軸分別是節能、儲能、創能及智慧系統整合(圖二)。「創能」就是開源,開發新的可替代能源;「節能」就是節流,設法有效節省能源的使用量;「儲能」就是儲蓄,將所節省或開發的能源有效儲存,在需要的時候可以提供使用;最後是透過「智慧系統整合」,運用所需技術,讓「節能」、「創能」、「儲能」的效益發揮到最大。由於節能、儲能、創能及智慧系統整合牽涉的項目多、範圍廣,本文僅挑選重點項目加以說明。主軸1 節能 降低損耗 智慧電網可反向供電節能包括智慧電網、節能設備、能源資通訊、熱電整合及汽電共生等等,本文要介紹的是智慧電網。「智慧電網」是利用資通訊科技,以數位或類比訊號,偵測或收集電力的供應及使用狀況,並依狀況調整電力的生產與輸配,或調整家庭及企業用戶的耗電量,以達到節約能源、降低損耗、增強電網可靠性的目的。智慧電網不但可以整合新能源,用電戶甚至可以反過來對電網供電,不似傳統電網屬於單向的電力潮流。與智慧電網相關的產品,在發電端有發電機;輸電及配電端有配電變壓器、智慧化開關等;傳輸設備方面則有有線、無線模組;用戶端則有智慧電表等。在產、官、學、研的合作下,國內首座示範智慧電網已於二○一五年底在澎湖完成第一階段系統建置,未來將結合再生能源併網、電網管理、用戶端管理等技術示範應用,將澎湖打造成低碳示範島。此外,屏東縣政府在林邊建置的「光采濕地智慧微型電網示範區」,是全台第一座實際運作的社區智慧微型電網系統,由IBM、核能研究所及大同公司共同合作,將園區內的風力發電、太陽能發電及生質能發電進行整合後,透過微電網調控,輸配至區內十二個用電點。另外,還設有生質柴油發電機,若發生天災或意外,儲電設備可提供全區七十二小時用電量。主軸2 儲能 與國外電池廠合作 發展儲能技術包括鋰電池、氫能與燃料電池、電力品質提升與調度技術等。之所以需要發展儲能技術,是由於再生能源如太陽光電或風力發電容易受到天候影響而無法穩定供應,再加上目前儲能的技術及成本都有待突破,致使電力供應與需求之間搭配困難,若能發展有效的儲能系統,將使再生能源發揮更大的效益,對能源的使用做出更大的貢獻。目前儲能成本高,各國政府仍處於評估再生能源搭配儲能之必要性及可行性的階段,各國均藉由研發補助、示範測試等方式發展儲能技術。台灣從事儲能技術的開發長達數十年,在儲能技術上多與國外電池大廠進行合作,例如電動機車Gogoro採用的鋰電池就是與Panasonic合作開發。在氫能燃料電池方面,花蓮東華大學與中華紙漿合作研發氫能汽機車,以造紙過程中所產生的氫氣,供氫能機車使用。主軸3 創能台灣可開發的再生能源包括太陽光電、離岸風電、生質能、地熱、海洋能及黑潮發電。以下僅針對目前發展較趨成熟的項目進行介紹:太陽光電 台廠海外投資搶攻市場太陽能產業是目前我國少數進入成長階段的替代能源產業。目前帶動太陽光電市場成長的動力主要來自中國、美國、印度與日本,雖然太陽能產業的發展仰賴政府政策,在各國補貼下降的情況下,市場成長趨緩,但估計需求仍會維持成長的趨勢。儘管台灣的太陽能裝置量並不高,但國內廠商如台達電、中美晶、昇陽科等,早已分別在日本及菲律賓等國投資太陽能發電廠,不僅可以獲得電費收入,也能將技術改良後再引入台灣或其他國家持續搶攻市場。台達電首座自營大型太陽能發電廠─「台達赤?節能園區」今年一月十五日於日本兵庫縣赤?市完工開幕,園區占地約九萬六千平方公尺,太陽能發電設施面積約六萬三千平方公尺,發電輸出功率四千kW,預計年發電約四九○萬度,相當於供應當地九三○個住戶一年用電所需。離岸風電 市場快速成長可期 風力發電產業由上至下游分為材料、零組件、系統、營運、維護等部分,除了風力機製造業外,最下游為風力發電服務業,包括風場規劃、營造、營運、風力機裝設與維護等。風力發電機依據功率可分為大型和小型,兩者之間一般以七五○MW為界。大型風力機所產生的電力主要用於併入電網,供電力事業調度分配使用,依據安裝地點可再分為陸域風機與離岸風機。蔡英文欲發展的風電技術屬於離岸風電,因為本土陸域可供開發的優良風場越來越少,加上海上風場具備比陸域風場較佳且穩定的風況,於是轉向開發台灣西部海域的離岸風場(苗栗及彰化)。國際上其他發展風力發電的國家,也因其國內陸上優良風場已逐漸開發完畢而紛紛轉往海上發展,如英國及西班牙等,均十分積極前往各國推廣其離岸風力技術,尋求合作開發風場或銷售設備及技術的機會,預計離岸風電市場將快速成長。二○一三年一月,政府通過遴選福海風力發電公司、海洋風力發電公司以及台電公司為「風力發電離岸系統示範獎勵辦法」的示範廠商,其中兩家民營業者皆已通過環評,預計二○一六年完成我國首座離岸風力機。不過,國內發展離岸風力仍遇到相當阻礙,其中包括跨部會的協調整合、法規的制定與修改、漁民與環保人士的抗爭等。 主軸4 智慧系統整合 引進ESCO產業 推動節約能源包括物聯網(IOT)、整合型能源技術服務業(ESCO, Energy Services Company)、顧問諮詢產業(社群研究、UX設計)及系統整合商。整合型能源技術服務業於七○年代因能源危機導致能源價格大漲後興起,主要在診斷用戶的能源使用狀況、提供改善評估,並進行節能改善工程的施作,協助客戶透過現有技術及設備,達到節能、節費的效果。全球已有超過四十個國家引進ESCO產業,國內企業如台達電、中華電信及大同公司都有提供能源整合服務。綜上所述,綠能科技的發展,並非只是尋求替代能源,還需節能、儲能及系統整合應用的配合,才能將能源做最有效的運用,台灣若能在綠能科技站穩腳步,不但能解決國內能源需求問題,也能輸出技術及設備,為國家的經濟發展開創新局。