經濟挹注人口增加 7,400,000,000 經濟發展 能源使用 環境保護 糧食危機 水資源消耗 化石燃料開採與消耗這些問題都與能源使用及 CO 2 濃度增加相關! 資料來源 : 環境影響 2

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1 綠色能源永續未來 黃至弘研究員 2016 年 11 月 11 日

2 經濟挹注人口增加 7,400,000,000 經濟發展 能源使用 環境保護 糧食危機 水資源消耗 化石燃料開採與消耗這些問題都與能源使用及 CO 2 濃度增加相關! 資料來源 : 環境影響 2

3 KAYA 恆等式 GDP E CO 2 CO 2 = P P GDP E 人口數 人均所得 能源密集度 碳排放係數 資料來源 :Kaya (1990), Impact of Carbon Dioxide Emission Control on GNP Growth : Interpretation of Proposed Scenarios. Paper presented to the IPCC Energy and Industry subgroup, Responses strategies working group, Paris (mimeo). 3

4 全球溫度變化 溫度基線 資料來源 : 4

5 國際能源總署 (IEA): 能源安全 經濟發展 環境保護 目標 : 全球升溫控制在 2 o C 內, 大氣中溫室氣體濃度穩定在 450 ppm 6 o C/2 o C 情境 :2050 年時, 年碳排量為 560 億噸 /140 億噸 2015 年全球碳排放量約為 360 億噸 全球減碳目標 420 億噸 資料來源 :IEA, 5

6 再生能源 13% 全球能源需求結構 再生能源 19% 81% 化石能源 75% 化石能源 資料來源 :IEA, 2015, World Energy Outlook 6

7 全球再生能源投資 過去十年全球投資綠色能源經濟達 2.2 兆美金 全球投資總和已開發國家中國 印度和巴西發展中國家 資料來源 :REN21 Renewables 2016 Global Status Report,

8 臺灣二氧化碳排放 年排放總量 年 6,750 萬噸 1990 年 11,063 萬噸 2000 年 21,549 萬噸 2005 年 25,170 萬噸 2010 年 27,022 萬噸 2012 年 25,661 萬噸 2013 年 24,870 萬噸 2014 年 24,966 萬噸 +96 指標台灣排名 單位 GDP 排放量 ( 公斤 CO 2 / 美元 ) 年 資料來源 :IEA, 2016; 經濟部能源局

9 2010 國家溫室氣體適當減量行動 (Nationally Appropriate Mitigation Actions, NAMAs) 2020 年達成將溫室氣體排放總量比排放基線 (Business As Usual) 減少至少 30% 我國溫室氣體減量目標 支持哥本哈根協議, 向聯合國氣候變化綱要公約秘書處提出之自願承諾 2015 國家自定貢獻 (Nationally Determined Contribution, NDC) 2030 年達成將溫室氣體排放總量比排放基線 (Business As Usual) 減少至少 50% 響應巴黎氣候協議, 向聯合國氣候變化綱要公約秘書處提出之自願承諾 NAMAs 基線 NAMAs 減量目標 NAMAs 目標 NDC 基線 綠能低碳方案減量目標 綠能低碳方案目標 NDC NDC 減量目標 溫管法減量目標溫管法目標 2014 國家綠能低碳總行動方案 每年提高能源效率 2% 以上, 使能源密集度於 2015 年較 2005 年下降 20% 以上 ;2025 年下降 50% 以上, 全國二氧化碳排放減量, 於 2020 年回到 2005 年排放量, 於 2025 年回到 2000 年排放量 2015 溫室氣體減量及管理法 全國二氧化碳排放減量, 於 2050 年回到 2005 年排放量的 50% 以下, 管制目標將以五年為一期, 由行政院核定之 資料來源 : 核能研究所, 能源科技策略小組整理,2016 年 1 月

10 2,300 萬人 2010 年 :99.4% 2012 年 :97.8% 2014 年 :98.0% 2015 年 :97.8% 能源支出每年高達 2 兆元!! 2,065 億度電 資料來源 : 經濟部能源局 2016 統計資料 10

11 臺灣能源供給與消費情形 90% 來 自 進 口 化 石 能 源 資料來源 經濟部能源局統計資料 2015年 11

12 臺灣能源供給與消費情形 2.3%!! 自主程度僅 資料來源 經濟部能源局統計資料 2015年 12

13 臺灣能源供給與消費情形 5, % 資料來源 經濟部能源局統計資料 2015年 13

14 臺灣發電結構 總裝置容量 48.7 GW 火力發電 75.1% 燃油核能 6.8% 10.6% 燃煤 22.0% 水力 5.3% 汽電共生 15.1% 燃氣 31.3% 再生能源 8.9% 慣常水力發電 4.3% 廢棄物發電 1.3% 太陽光電生質能發電 1.7% 風力發電 0.2% 1.3% 總發 2,540 億度電 火力發電 67.6% 燃油 4.5% 核能 14.4% 燃煤 32.4% 燃氣 30.6% 汽電共生 15.5% 再生能源 2.6% 太陽光電 0.2% 水力 1.8% 風力發電 0.6% 電力排放係數 :521 克 CO 2 / 度電 ; 發電總碳排量 :1 億 3,233 萬噸 資料來源 : 經濟部能源局統計資料 (2015 年 ) 14

15 美國氣候嚴寒 煉廠故障頻傳奈及利亞供應不穩 OPEC 拒增產次貸危機顯現資金大量流入商品市場 金融海嘯爆發 股市大跌信用緊縮使資金大規模回撤美元大幅回升 : 經濟情勢緩和需求回穩全球經濟復甦不對稱歐債危機爆發 美國 QE 需求疲弱不振供給頻創新高政策因素干預加速美元升值 US$/mmBtu 原油 15 天然氣 ( 歐 ) 10 天然氣 ( 美 ) Year 煤 資料來源 :2016 World Bank, 本研究整理 15

16 美國氣候嚴寒 煉廠故障頻傳奈及利亞供應不穩 OPEC 拒增產次貸危機顯現資金大量流入商品市場 US$/mmBtu 金融海嘯爆發 股市大跌信用緊縮使資金大規模回撤美元大幅回升 : 經濟情勢緩和需求回穩全球經濟復甦不對稱歐債危機爆發 美國 QE 需求疲弱不振供給頻創新高政策因素干預加速美元升值 既有脆弱性 : 大量依賴進口能源與刻意抑低電價原油 未來風險性 : 經濟成長遲滯 能源價格走高 擴大天然氣使用 零碳電力不足 ( 歐 ) 天然氣 ( 美 ) Year 煤 資料來源 :2016 World Bank, 本研究整理 16

17 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 17

18 綠能科技創新產業生態系 4大主軸 創能 太陽能 生質能 水力能 風力能 地熱能 海洋能 節 能 工業區域能資源整合 冷凍空調照明技術 智慧綠建築 電動載具 沙崙 綠能科學城 系統 整合 智慧能源 管理中心 儲 能 1. 活化現有綠能產業 2. 帶動創新綠能產業 3. 串聯產學研資源 打造綠能創新產業生態系 鋰電池 燃料電池 大型儲能系統 資料來源 科技部 NEP-II 資策會MIC 18

19 節能 - 工業 : 廢熱回收, 能源優化與管理 - 住商 : 智慧家電, 雲端服務與管理 - 運輸 : 複合電動車輛 - 校園 : 綠色建築, 雲端服務與管理

20 能源產生 - 燃燒三要素 燃點 C 可燃物 助燃物 S H O 2 20

21 能源產生 - 燃燒四面向 燃點 連鎖反應 C 可燃物 助燃物 S H O 2 21

22 能源節約 - 新燃燒系統 超超臨界燃煤發電 燃點 連鎖反應 S C H 可燃物 氣化技術生質物混燒 助燃物 富氧燃燒化學迴路燃燒 O 2 22

23 化石燃料超超臨界燃煤 Air 能量 / 熱 新燃燒系統 H NO 2 O X 3~18% CO 2 CO 2 分離 CO 2 碳氫化合物 / 高分子 氣化 氣化程序 NO X 重組器 + CO 2 分離 H 2 90% CO 2 能量 / 熱 H 2 O 再利用 Air / O 2 / Steam Air CO 2 壓縮及脫水 Air 空氣分離 N 2 O 2 富氧燃燒 90% CO 2 能量 / 熱 封存 Air 空氣反應器 H 2 O 化學迴路 金屬金屬氧化物燃料反應器能量 / 熱 資料來源 :Figueroa et al., Int. J. Greenh. Gas Control, 2008, 2, CO 2 H 2 O 23

24 工業節能 台電 台電 台化 中鋼 增壓機組節能改善 區域熱整合機組間熱量轉移應用 回收蒸汽增加自發電量 輔助燃料焦爐氣鍋爐減少焦爐氣用量 中鋼中鋼台化 中鋼 產線加速冷卻設備 節能電力量節能總金額降低碳排量 台電 4,417 萬度 67,795 萬元 86,290 公噸 廠房自然採光 資料來源 : 節約能源園區 中鋼 3,516 萬度 107,785 萬元 224,456 公噸 冷卻水塔更換節能葉片 台化麥寮廠 1,898 萬度 6,791 萬元 10,068 公噸 鼓風機冷鼓風管網減少動力損失 24

25 住商節能 冷凍系統 空調系統 照明系統 智慧管理 高效能變頻式冰水機與泵浦系統 空調箱風車頻率調降 高功率 LED 燈具人因照明燈具 智慧型不斷電系統節能省電模式 冷卻水塔節能系統 空壓系統節能改善 人因照明控制系統打造智慧光環境 建物能源控管中心 資料來源 : 節約能源園區 工研院 25

26 住商節能 資料來源 : 26

27 運輸節能 資料來源 車輛節能應用技術網 27

28 校園節能 總節能達 65% 建築設計 + 設備減量 + 再生能源節能 35% 19% 照明節能 空調節能 浮力通風 11% 資料來源 : 綠色魔法學校 28

29 創能 - 太陽能 : 太陽光電 太陽熱能 - 風力能 : 離岸風力發電 - 生質能 : 生質料源 轉換及應用 - 地熱能 : 淺層 / 深層地熱發電 - 碳循環 : 二氧化碳捕獲再利用

30 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 30

31 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 31

32 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 32

33 台灣再生能源發展總目標 太陽光電估計帶動總投資達新臺幣 1.2 兆元, 促進就業 10 萬人 離岸風電估計帶動總投資達新臺幣 0.67 兆元 裝置容量 (MW) 發電量 ( 億度 ) 裝置容量 (MW) 發電量 ( 億度 ) 裝置容量 (MW) 發電量 ( 億度 ) 太陽光電 , , 陸域風力 , , 離岸風力 , 地熱發電 生質能 水力 2, , , 氫能 海洋能 總量 4, , ,

34 太陽光電 LED 北部 台北內科園區 新北產業園區 新竹科學園區 中部 中科台中園區 中科后里園區 南部 南科台南及高雄園區 台南科技工業區 經濟部加工出口區 離岸風場 苗栗 彰化 風電專區 台中港 高雄港 生質能源 海洋牧場 地熱能 大屯山 清水 利澤 三星 員山 瑞穗 綠島 金崙 海洋能 台東 蘭嶼外海 抽蓄水力 明潭 大觀 34

35 創能 - 太陽能 : 太陽熱能 太陽光電 - 風力能 : 離岸風力發電 - 生質能 : 生質料源 轉換及應用 - 地熱能 : 淺層 / 深層地熱發電 - 碳循環 : 二氧化碳捕獲再利用

36 太陽熱能與發電 西班牙PS10 CSP 美國Crescent Dunes Solar Project, 110 MW 資料來源

37 太陽光電 資料來源 :

38 太陽光電進展 第一代基板矽晶 第二代薄膜 第三代有機奈米 第四代複合薄膜 單晶矽 Ⅲ-Ⅴ 族 GaAs 砷化鎵 染料光敏化 串疊聚光型 15~24% 5%~29% 5%~12% 31%~46% 多晶矽 Ⅱ-Ⅵ 族 CdTe 碲化鎘 高分子 10~17% 10~22% 5%~11% 非晶矽 CIGS 銅銦鎵硒化物 8~13% 14~23% 奈米結晶 5%~11% 資料來源 :

39 台灣太陽光電潛力 全國屋頂面積分布 太陽能蘊藏量 裝置容量 112 GW 資料來源 : 經濟部能源局

40 台灣太陽光電現況 現有裝置總容量 MW ( 至 105 年 8 月底 ) 太陽光電 2 年推動計畫 1,520 MW ( 至 107 年 6 月底 ) 屋頂型中央公有屋頂 工廠屋頂 農業設施及其它屋頂 資料來源 : 地面型鹽業用地 嚴重地層下陷區域 水域空間 ( 水庫 滯洪池 埤塘 魚塭 ) 及掩埋場 40

41 資料來源 : 41

42 創能 - 太陽能 : 太陽熱能 太陽光電 - 風力能 : 離岸風力發電 - 生質能 : 生質料源 轉換及應用 - 地熱能 : 淺層 / 深層地熱發電 - 碳循環 : 二氧化碳捕獲再利用

43 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 43

44 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 44

45 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 ;EWEA(2009) 45

46 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 46

47 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 47

48 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 48

49 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 49

50 台灣風力發電現況 國營風場 169 架 ;294 MW 民營風場 177 架 ;388 MW 資料來源 : 千架海陸風力機資訊整合平台 ; 台電,2016 年 8 月 31 日止 50

51 台灣離岸風電之發展與產業鏈 國產化與自主化 海事工程施工 風機 離岸風場開發與運維 水下結構設計 研發架構 發展趨勢 簡易化安裝 大型化機組 防蝕 抗颱 註 紅色框為產業鏈缺口 資料來源 工研院 金屬中心 風力資訊整合平臺 資策會MIC整理 2015年7月 耐震 51

52 台灣離岸風電發展配套 漁業共榮 產業園區 法規精進 空間競合 離岸風電海事工程產業聯盟 (Marine-Team) 國家隊 2016 年 11 月 9 日成立 中鋼 台電 台船 中華電信 其他廠商 工研院 船舶中心 金屬中心 中國驗船中心 資料來源 : 工研院 金屬中心 風力資訊整合平臺, 資策會 MIC 整理,2015 年 7 月 52

53 台灣離岸風機示範 葉片長度 60 公尺 風機高度 85 公尺 裝置容量 開發者 預計發電 8MW 上緯新能源經濟部離岸風電示範案 每年供 8 千戶家庭用電 資本支出 30 億 ( 能源局補助 2.5 億 ) 水深 15~35 公尺 海纜長度 5.4 公里 53

54 創能 - 太陽能 : 太陽熱能 太陽光電 - 風力能 : 離岸風力發電 - 生質能 : 生質料源 轉換及應用 - 地熱能 : 淺層 / 深層地熱發電 - 碳循環 : 二氧化碳捕獲再利用

55 動物飼料健康食品高價化學品 運輸工具發電系統 應用系統 動力電力 生質燃料 CO 2 水廢水營養源 轉換製程 生質料源 生物轉換熱轉換 生質物 木本植物草本植物微藻 太陽能 氧氣 55

56 資料來源 : 能源教育知識網 56

57 資料來源 : 能源教育知識網 57

58 資料來源 : 能源教育知識網 58

59 資料來源 : 能源教育知識網 59

60 生質料源 vs 原料產量 ( 公升 / 公頃 - 年 ) 玉米 172 大豆 450 油菜籽 1,200 痲瘋果 1,900 油棕 5,900 藻類 ( 開放系統 ) 11, ,000 藻類 ( 封閉系統 ) 58, , 小時 資料來源 : 60

61 創能 - 太陽能 : 太陽熱能 太陽光電 - 風力能 : 離岸風力發電 - 生質能 : 生質料源 轉換及應用 - 地熱能 : 淺層 / 深層地熱發電 - 碳循環 : 二氧化碳捕獲再利用

62 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 62

63 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 63

64 創能 - 太陽能 : 太陽熱能 太陽光電 - 風力能 : 離岸風力發電 - 生質能 : 生質料源 轉換及應用 - 地熱能 : 淺層 / 深層地熱發電 - 碳循環 : 二氧化碳捕獲再利用

65 碳循環 產業排放源 燃燒系統 封存 CO 2 再利用 捕獲 能源路徑 CO 2 路徑 二氧化碳捕獲 再利用及封存 (CCUS) 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 65

66 二氧化碳捕獲 再利用及封存 CCUS (CO 2 Capture, Use and Storage) 資料來源 :NEP-II 橋接與溝通小組 66

67 CO 2 再利用 : 化學品 ( 商業化製程 ) 30,000 噸 / 年 環氧乙烷 Ethylene Oxide 產量 : 60,000 噸 / 年產值 : 新台幣 27 億元 碳酸乙烯酯 Ethylene Carbonate CO 2 75,000 噸 / 年 東聯化學 產量 : 150,000 噸 / 年產值 : 新台幣 88 億元 聚碳酸酯 Poly-Carbonate 奇美實業 ( 旭美化成 ) 產量 : 690,000 噸 / 年產值 : 新台幣 107 億元 506,000 噸 / 年 CO 醋酸 長春石化 甲醇 資料來源 :NEP-II 減碳淨煤主軸 67

68 CO 2 再利用 : 生質燃料 / 電力燃料 生質燃料 (Bio-fuel) H 2 全球消耗量 : 250 萬加崙 / 年市場總值 : 2 億美金 生物質 / 藻類 CO 2 綠色溶劑 Oil 催化 轉酯化 加氫脫氧等反應 生質燃料 電力燃料 (Power to Fuel) H 2 CO 2 費托製程 全球需求 : 6,500 萬噸 / 年市場總值 : 200 億美金 甲醇 催化碳酸化反應 全球需求 : 630 萬噸 / 年市場總值 : 32 億美金 DME 全球需求 : 24 萬噸 / 年市場總值 : 3 億美金 DMC 資料來源 :NEP-II 減碳淨煤主軸 68

69 化石燃料電廠 鋼鐵 石化 造紙等大排放源工業 捕獲 CO 2 爐石 處理後廢水 碳酸化爐石做為魚藻礁 資料來源 :NEP-II 減碳淨煤主軸 69

70 微藻生長所需之太陽能 化石燃料電廠 鋼鐵 石化 造紙等大排放源工業 捕獲 CO 2 爐石 微藻培育 處理後廢水 碳酸化爐石做為魚藻礁 鐵 鈣 矽 魚藻礁釋放營養源 微藻海藻海草 資料來源 :NEP-II 減碳淨煤主軸 70

71 太陽光電系統及微藻生長所需之太陽能 再生能源提供系統運作電力 化石燃料電廠 鋼鐵 石化 造紙等大排放源工業 高價化學品 生質燃料 健康食品 捕獲 爐石 CO 2 微藻培育 處理後廢水 碳酸化爐石做為魚藻礁 鐵 鈣 矽 魚藻礁釋放營養源 微藻海藻海草 營造海洋牧場 資料來源 :NEP-II 減碳淨煤主軸 71

72 儲能 - 電池系統 : 鋰電池 液流電池 氫能與燃料電池 - 大型儲能模組 - 儲能智慧充電系統

73 機械儲能 抽蓄水力 壓縮空氣 飛輪 電氣儲能 化學儲能 超級電容器 超導體 合成天然氣 氫氣 儲能技術 電化學儲能 鋰電池 液流電池 太陽能電池 燃料電 池等各種二次電池 熱儲能 相變化材料 熱化學材料 資料來源

74 儲能系統研發需求與發展現況 目標 : 電網級儲能成本達到 1,000 美元 /kw 技術 類別 效率 (%) 初期投資成本 (USD/kW) 主要應用 超導體儲能 / 超級電容器 輸配電 短期儲能 飛輪 輸配電 短期儲能 電池 發電 終端用戶 ,500 分散 / 離網儲能 短期儲能 氫儲能 發電 終端用戶 長期儲能 壓縮空氣儲能 發電 ,500 長期儲能 通過電價套利 抽蓄式水力 發電 ,600 長期儲能 資料來源 :IEA,NEP-II, 資策會 MIC,2016 年 8 月 74

75 系統整合 - 智慧電網 微電網 分散式電源 - 智慧輸電技術 - 智慧配電系統 - 智慧用戶能源管理系統

76 傳統能源 虛擬電廠之技術架構 大型儲能 燃煤 / 油發電廠 抽蓄水力 核能電廠 慣常水力 天然氣電廠 汽電共生 風力發電 自家發電 (On-site Production) 太陽光電 儲能系統 ( 含電動車 ) 節能技術 新能源技術 資料來源 : 陳彥豪 盧思穎 林法正, 虛擬電廠概念與運作模式介紹, 電力電子雙月刊, Vol.11, No.4, 頁 46-53, 2013 年 7 月 76

77 傳統能源 虛擬電廠之技術架構 大型儲能 燃煤 / 油發電廠 傳統輸電系統 抽蓄水力 核能電廠 慣常水力 天然氣電廠 傳統電力網絡 傳統配電系統 汽電共生 風力發電 自家發電 (On-site Production) 太陽光電 儲能系統 ( 含電動車 ) 節能技術 新能源技術 資料來源 : 陳彥豪 盧思穎 林法正, 虛擬電廠概念與運作模式介紹, 電力電子雙月刊, Vol.11, No.4, 頁 46-53, 2013 年 7 月 77

78 傳統能源 虛擬電廠之技術架構 大型儲能 燃煤 / 油發電廠 智慧輸電系統 抽蓄水力 核能電廠 慣常水力 資通訊網路及電力整合 天然氣電廠 電力雙向交流網絡 建置發電 輸電 配電及用戶之智慧化電力網路 強調自動化 安全 用戶端與供應端密切配合 提升電力系統運轉效率 供電品質及電網可靠度 促進再生能源發展與節能減碳效益 虛擬電廠 Virtual Power Plant 智慧配電系統 汽電共生 智慧用戶能源管理系統 風力發電 自家發電 (On-site Production) 太陽光電 儲能系統 ( 含電動車 ) 節能技術 新能源技術 資料來源 : 陳彥豪 盧思穎 林法正, 虛擬電廠概念與運作模式介紹, 電力電子雙月刊, Vol.11, No.4, 頁 46-53, 2013 年 7 月 78

79 低壓用戶之電力管理需求 需量反應聚合商 (Aggregator) 代表終端用電消費者, 將整合之電力需求端 ( 即公司 工廠 家用 ) 同意減低之電力消耗量通報予電力公司, 以調整電力配輸或抑制尖峰用電, 或參與電力市場競標以銷售自行卸載之電力 Aggregator 本身並不一定發電, 而係以能源資通訊技術協助發電 / 用電端電力管理 資料來源 : 臺電表燈多元化電價策略 (2015), 資策會 MIC,2016 年 7 月 79

80 第二期能源國家型科技計畫 (NEP-II) 總主持人 : 沈榮津次長 / 經濟部 執行長 : 楊鏡堂教授 / 台大機械系

81 NEP-II 總目標 安全 穩定能源供給來源與管道 確保能源供需均 衡與系統正常運作 完善系統風險管理 效率 強化能源使用管理 提高能源轉換 輸配及 使用效率 增加能源運用的附加價值 潔淨 發展低碳能源及運用低碳技術 降低能源之 開發及使用對環境衝擊 81

82 學術機構 法人機構 產學研合作 中央政府 城市需求導向創新試驗場域 人才培育 凝聚產業發展政策共識 技術支援 帶動智慧城市試點發展 政策支持 形成各項技術檢驗標準 城市規劃與建設 促進產業結構升級轉型 營造服務業發展環境 帶動台灣經濟成長動能 放眼海外輸出 產學合作或產業投資 公共事業金融保險資通訊系統整合 電子電機車輛營建商開發商 醫療物流廣告行銷其他產業 參考資料 : 資策會,2013 年 10 月 82

83 計畫辦公室推動與運作 ( 審查 管制與考核 ) 各部會署年度概算 ( 綱要 ) 計畫初審 跨主軸與跨部會協調 推動產學合作與橋接 國際合作及出國互訪 資料彙整 管理與研析 績效自我評量 能源科技策略小組 能源科技策略規劃 計畫成果效益評估 能源政策之橋接與溝通小組 宣導素材建立與溝通 爭議問題處理與機制建立 能源技術移轉與國際合作小組 強化橫向聯結 推動技轉國合 總體計畫策略幕僚 能源資訊互動平臺 跨部會溝通方案建議 法規措施研擬 推動試製及檢測驗證 主軸技術盤點 83

84 節能主軸 目標 : 以產業化角度擘劃我國未來節約能源科技發展產業化 : 五年內促成 250 億元以上投資, 直接及間接年產值 1,600 億元以上成果主題 : 住商 工業 運輸 校園節能 建造全國首例之中創園區淨零耗能餐廳, 能源 / 環境效益 : 較原設計節能 52% 磁浮壓縮機 / 冰水機為上中下游高度機電整合產品, 實際安裝於國內大學 能源大用戶 機場 醫院等場域並運轉展示 ; 預估 105~115 年總節電量 2,152 萬度 ( 節省電費約 0.7 億元 ) 台化 開發高效能燈具與人因照明燈具 ; 建立醫療等利基場域建立標竿案例 國內工業界首座低溫廢熱發電示範電廠 ; 能源 / 環境效益 : 減碳量可達 943 公噸 節約能源 437 公秉油當量 研發發光二極體燈泡依 IHS Research 可實現節省每年 2 萬度電力使用 ; 促成新創公司 : 晶準光電 人座電動三輪車 ( 菲律賓 ) 果菜搬運車 ( 西螺 ) 技術移轉高效率電動馬達與驅控器, 累計里程超過 30 萬公里, 能源效益 / 環境效益 : 減少 600 噸以上之 CO 2 排放 84

85 替代能源主軸 太陽能 : 發展高性價比電池/模組技術 提升太陽能系統普及化應用 生質能 : 生質燃料/生質產品技術開發 促進噸級生質能源系統建置與商業化 儲 能 : 整合再生能源與儲能系統 提供穩定的再生能源電網 台美合作 鋁離子 高效率異質結構太陽 能電池轉換效率達22.2% 可提供技術服務 技術發展 平台 並量產機台開發 電池 受 國 際 報 導 與史丹佛大學簽 訂智權共享契約 預計3年導入市場 汰役電池並聯 管理技術 運用於 小金門東坑社區 並 於高雄小林二村建置 結合CCS系統 建立 微型化聚光型 纖維酒精產業化 木質纖維素離子溶液解聚 技術與噸級先導廠 製程排放之CO2較國 微 藻 固 碳 能 源 太陽電池模組 核研所與新茂木業公司 際領先技術降低約45% 獲2013年全球百 厚度僅傳統太陽電 池模組三分之一 簽訂技術授權 大科技研發獎 工研院2014成果貢獻銀獎 利用及高單價物質生 產雙重示範場 花蓮 85

86 智慧電網主軸 確保穩定供電 : 推動配電自動化 並促成全國變電所智慧化 促進節能減碳 : 發展與擴大導入節電管理措施 如自動需量反應 時間電價 提高綠能使用 : 大幅提高再生能源可併網容量引領低碳產業 建立國內首座與公共住宅 興隆 政策整 合之智慧電能管理系統 HEMS/BEMS 建立我國第一套 OpenADR 2.0b自動需量反 應實證系統 於供電瓶頸區域實際試行 建置高滲透PV併網管理技術 提升配網PV併網容量40% 規劃七美再生能源高佔比微 電網系統 發展以嵌入式分 歧線自動化系統 將故障停 電時間縮短為1分鐘 提升智 慧配網自主技術能力 完成國內首座可接受台電調度 之微電網 建置首座微電網高 壓監控主站及台電FDCS平台 之類比調度功能並完成測試 澎湖區智慧電網 整合示範場域 DER-EMS電能調度演算法及預 測系統誤差風險評估 技術利於 提升配電系統DER之滲透率 完成國內首座智慧電網整合示範 場域建置 包含配網級微型能源 管理系統 配電自動化 太陽光 電監控系統及家庭能源管理系統 聯合需量代理平台等 PV併網管理技術 86

87 離岸風力及海洋能源主軸 離岸風力 加速國內離岸風場開發 落實離岸風電國產化 海洋能 : 推進海洋能發電應用 目標 : 2020達成自產電力21億度 減碳1.3百萬噸 自主化大型離 岸風機工程技術 能力 建立感測器配置 動態模擬分析 提升 變旋角 實驗系統 開發 全系統動態模擬分析技術 協助中鋼技轉 建立國內離岸風機系統設計 及動態分析能力 帶動上中下游產業發展 彰濱/永傳 彰濱/台電 苗栗/上緯 設立國內示範風場海氣象觀測塔 量測並建 置水紋 紊流 風波流 海氣象等資料庫 訊號擷取與資料處理與 人機介面等軟硬體設備 可評估風機系統運轉穩定 性及分析故障肇因 3.6 MW-Hub 鑄件成品 符 合 EN-GJS U-LT 國際規格要求 主要關鍵 部位符合EN 超音 波檢測規範 取得國外廠商訂單 提升 國內自主研發能量 能源/環境效益 每部3.6 MW 風 機 可 減 少 碳 排 量 4,741噸/年 於屏東鵝鑾鼻外海實 海域測試國內企業開 發之 50 kw海流 發電機組 87

88 地熱與天然氣水合物主軸 地熱 精查台灣地熱資源特性與潛能 建立台灣自有地熱開發相關技術 天然氣水合物 天然氣水合物資源 生物多樣性及環境影響評估 關鍵技術研發 熱儲層流體狀態模擬與產能分析 結合三維地質概念模型建構技 術與產能分析模式 建立地熱發 電經濟效益評估之技術 國內首套自主研發性光柵式現地 井溫測量裝置 國內外首創且我國自主設計開發 之高溫高壓階段式熱水反應設備 結垢模擬 120 全菌組 化學組 對照組 研發抗酸腐蝕材料與結垢抑制技 術 開發鎳鉻抗蝕合金及陶瓷複 合鍍層 獲得抑制結垢生物製劑 之菌屬與培養方法之專利 不同溫度下各試驗組別鈣離子殘留率 2+ Ca remaining (C/C0) 度 鍍鎳鉻合金小試片耐蝕效果明顯提升 100度 150度 200度 岩心樣品 井測 於紅柴林執行地表下2,500-3,000公尺 之深層地熱 地質探勘 隨地層岩 性變化採取岩心 研究儲集層參數並 加以電測 已發現熱源來自2,200公尺 下方西村層 地層溫度 約為70 oc 受岩層特性與結構影響而變化 Temperature 自主研發 視訊導引岩心採樣系統 結合即時攝影技術與多岩心採樣器 為 我國首創且之水下探採設備 符合我國海 洋研究船 海研一 二 三號 操作使用 規格 提升深海資源探勘能力 採集岩心 V-Corer取樣 視訊導引岩心採樣系統 海 底 攝 像 88

89 減碳淨煤主軸 目標 : 提高產業使用化石燃料燃燒效率, 將產生之 CO 2 加以捕獲 再利用及封存產業化 : 建立 MW 級新燃燒系統及捕獲示範廠, 促進產業參與再利用及封存技術主題 : 新燃燒系統 CO 2 捕獲 CO 2 再利用及 CO 2 封存 中鋼 CO 2 捕獲示範工廠 台塑 CO 2 捕獲示範工廠 CO 2 捕獲 : 開發化學吸收法 吸附法搭配超重力製程, 兩座示範工廠每日共可捕獲 1.87 噸 CO 2 台泥鈣迴路捕獲 CO 2 示範工廠 CO 2 捕獲 : 開發鈣迴路捕獲技術, 獲得 2014 年全球百大科技研發 (R&D 100 Awards) 獎項 ; 技轉台泥並建立示範工廠, 每日可捕獲 24 噸 CO 2 CO 2 再利用 : 建立 CO 2 培育微藻示範平台, 將微藻產製生質燃料及化學品, 推廣微藻技術商業化 280 kw 多元燃料 300 噸 Open Pond 示範平台 20 噸跑道式培養池 管柱型光生物反應器模組 開發富氧燃燒 氣化 化學迴路燃燒 固態氧化物燃料電池等技術, 建立百 kw 級示範平台 100 kw 氣化設備 30 kw 化學迴路燃燒系統 89

90 90

91 2015 台灣國際綠色產業展 前總統參觀 NEP-II 專區 91

92 92

93 謝謝您的專心聆聽 任何問題?

94 附件 94

95 推動再生能源發展關鍵課題 情境 2025 年太陽光電設量達 20GW 離岸風力發電 3 GW 2016 年起每年平均設置量 : 太陽光電 2 GW 離岸風電 300 MW 國內需求帶動產業發展, 強化產業系統整合實力 太陽光電 關鍵因素 優化設置程序與降低法規障礙 開放系統設置空間 降低輸電饋線容量不足之影響 電價影響 民怨問題 培育系統專業人才 推動太陽光電產品高值化 提升關鍵材料或設備自主開發 推動產業垂直整合, 促進整廠整案系統輸出 離岸風電 簡化設置程序與加速風場開發時程 海事工程船隊 離岸風電施工專用碼頭 風場海纜併網課題 風場開發融資 躉購費率 漁民補償 培育風機 海事工程專業人才 推動離岸風力機國產化 提升風機設備及水下結構開發能力 建立風機系統商的系統設計與開發能力 95

96 2025 再生能源總目標 太陽光電 20 GW 250 億度 2025 非核家園 再生能源總發電 風力發電 4.2 GW 140 億度 515 億度 其他綠能 3 GW 125 億度 96

97 台灣離岸風力產業鏈現況 材料 樹脂上緯 長興化工 鋼材中鋼 進口依賴度高 進口依賴度高 鍛鑄件 Fonderia CAB yunjin Euskal 等 上游 零組件次系統 軸承永冠 葉片紅葉 漢翔先進複材 發電機東元 華城中興電 塔架中鋼機械力鋼 變壓器士電華城 控制系統東元 進口依賴度高 中游 系統製造組裝 系統製造東元 (3MW 5MW 研發中未採用國內任何關鍵零組件 ) 目前僅一家 風場營造 開發上緯 永傳能源 臺電英華威 星能 海底工程施工樺棋 宏華 穩晉 臺船船舶中心 中鋼通運 海底基座建造中鋼 臺船 近年投入技術研發中 下游 風場維護商 智慧監控系統研華 四零四 機組維修 / 風場維護 Enercon VESTAS 先進複材 拓凱實業 目前皆為國外機組, 故以外國廠商為主 周邊設備 海底電纜大亞電線電纜 電源傳輸亞力電機 併聯安裝中興電工 註 : 紅色框為產業鏈缺口 資料來源 : 工研院 金屬中心 風力資訊整合平臺, 資策會 MIC 整理,2015 年 7 月 97

98 低壓用戶之電力管理需求 統時均負載(MW) 高壓以上用戶系40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5, 年 7 月 2 日 14:00 (Peak) 35, MW 低壓用電占尖載 51.63% 表燈 ( 家庭 ) 用戶佔全部低壓用戶的 註 : 低壓用戶分為表燈 ( 營業 + 非營業 ) 與電力兩類 ( 時 ) 美 歐 日等先進國家之需量反應聚合商 (Aggregator) 以 中介者 角色代表終端用電消費者, 將整合之電力需求端 ( 即公司 工廠 家用) 同意減低之電力消耗量通報予電力公司, 以調整電力配輸或抑制尖峰用電, 或參與電力市場競標以銷售自行卸載之電力 Aggregator 之運作模式, 其本身並不一定發電, 而係以能源 資通訊技術協助發電端與用電端電力管理 98

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