能源轉型與科技創新 經濟部能源局 105 年 8 月 24 日
簡報大綱 壹 能源轉型重要歷程 貳 能源轉型發展願景與推動策略叁 能源轉型發展推動措施與作法肆 佈局能源科技創新支持能源轉型發展 伍 結語 附件 能源科技創新研發成果
壹 能源轉型重要歷程 3 我國能源政策發展現況 2015 年 1 月第 4 次全國能源會議 2015 年 7 月施行 溫室氣體減量及管理法, 2050 年國家減碳目標入法 (2050 年回到 2005 年 50% 以下 ) 2016 年 6 月 7 日行政院成立能源和減碳辦公室 2015 年 2016 年 2015 年 9 月 17 日行政院會通過我國 國家自定預期貢獻 (INDC), 對外宣示國際減碳承諾 ( 相當 2030 年較 2005 年減少 20%) 2016 年 6 月 6 日經濟部宣布施政重點 : 推動 2025 達成非核家園 再生能源發電量占比達 20%
貳 能源轉型發展願景與推動策略 4 願景 能源安全 綠色經濟 環境永續 目標 安全穩定 效率 節淨能源供需體系 永續價值 推動策略 穩定開源及擴大需量管理, 確保供電 積極多元創能, 促進節淨能源發展 推動節能極大化, 提升能源使用效率 加速布局智慧電表, 促成能源管理智慧化 推動電業改革, 提升電力供應效率與品質
5 一 穩定開源及擴大需量管理, 確保供電 ( 一 ) 確保電力供應策略 : 盡最大努力增加供給 降低尖峰負載提高系統備轉容量率 ( 二 ) 努力作為 : 興建中機組如期完成, 既有機組作好維修排程規劃, 確保正常運轉 抑低尖峰負載措施 : 抑低尖峰負載 叁 能源轉型發展推動措施與作法 (1/11) 擴大時間電價實施 擴大需量反應措施 提升實施中之用電大戶 ( 工業及大型服務業 ) 時間電價效益 增加住宅及商業時間電價 擴大需量競價措施 推動虛擬電廠 (Aggregator)
叁 能源轉型發展推動措施與作法 (2/11) 二 積極多元創能, 促進節淨能源發展 ( 一 ) 確保低碳及高效率傳統基載發電持續進行燃煤及燃氣基組更新, 規劃於 105~116 年前新增燃煤超超臨界發電基組共 520 萬瓩, 及高效率燃氣複循環基組共 1624.7 萬瓩 ( 二 ) 擴大天然氣合理使用 1. 發展現況 : 現有天然氣輸儲設施供應容量已近飽和 項目永安廠臺中廠合計 儲槽容量 ( 萬公秉 ) 69 48 117 (10 萬 3 座 +13 萬 3 座 ) (16 萬 3 座 ) 營運量 ( 萬噸 / 年 ) 950 450 1,400 註 : 儲槽容量係固定 (1 公噸 =2.207 公秉 ) 2. 推動措施 : 擴建台中接收站, 預計於 2019 年完成擴建, 可增加年供氣量 100 萬噸 另投入興建北部第三接收站 ( 觀塘工業區 ), 第一期工程投資約新臺幣 600.83 億元, 預計 2023 年完成設備商轉, 將增加年供氣量 300 萬噸, 以供應新增燃氣發電機組所需 6
2025 年 叁 能源轉型發展推動措施與作法 (3/11) ( 三 ) 積極擴大再生能源發展 (1/3) 目標 綠能發電量達 500 億度 發電占比達 20% 以上 太陽光電目標為 20 GW 維持穩定發展 選項 水力 : 開發對環境友善水力資源 生質能 : 轉型生質能源中心, 鼓勵沼氣發電利用 陸域風力 : 先優良 再次級 前瞻布局 燃料電池 : 先示範, 逐步商業化擴大 積極推動擴大 離岸風力 : 先示範 次潛力 後區塊 太陽光電 : 初期以推動屋頂型設置, 並逐步推動地面型大規模開發 地熱 : 優先開發淺層地熱區域, 長期發展深層地熱發電技術 7
8 叁 能源轉型發展推動措施與作法 (4/11) ( 三 ) 積極擴大再生能源發展 (2/3) 太陽光電推動策略與達成路徑 推動策略 初期推動屋頂型設置 專案引導, 厚植基礎 逐步推動地面型大規模開發 優化環境, 擴大應用 推動原則短期達標中長期治本 太陽光電 2 年推動計畫 105/7-107/6 中長期推動計畫 ( 累計 ) 屋頂型目標量 :910MW 109 年 114 年 地面型目標量 :610MW 新增 :1,520MW 105 年 屋頂型 :3GW 地面型 :17GW
叁 能源轉型發展推動措施與作法 (5/11) ( 三 ) 積極擴大再生能源發展 (3/3) 風力發電推動策略與達成路徑 風力發電整體推動策略 : 先陸域後離岸 累計裝置容量 短程目標 105 年 中程目標 109 年 長程目標 114 年 陸域 先開發優良風場 666MW 728MW 1200MW 後開發次級風場 離岸 先示範 次潛力區塊 先淺海 後深海 4 架示範機組 16MW 3 座示範風場 520MW 區塊開發 3000MW 9
叁 能源轉型發展推動措施與作法 (6/11) 三 推動節能極大化, 提升能源使用效率 ( 一 ) 節能管理推動策略 節約能源推動策略包含技術研發 示範應用 獎勵補助 產業推動 能源查核輔導 教育宣導與訓練 強制性規範與標準等 7 大面向 各項策略可循序漸進形成強制性標準, 亦可單獨或搭配執行, 持續循環精進, 促使節約能源市場轉型 低 國家能源效率目標 技術研發 節能影響力 示範應用獎勵補助產業推動能源查核輔導 教育宣導與訓練 高 強制性規範與標準 10
目的行動主軸推動措施政府機關及學校節約能源行動建置公開電力資訊平台營業場所鹵素燈落日推動中小用戶節能診斷服務空壓機效率提升 節約用電 :105 年 1.7 億度 106 年 14.2 億度 107 年 36.7 億度 108 年 53.6 億度 降低需量 :105 年 2 萬瓩 106 年 22.6 萬瓩 107 年 61.6 萬瓩 108 年 91.3 萬瓩 目標因應極端氣候影響與未來電力供給結構轉變過程中, 尖峰時間供電不足之風險, 爰以全面性之推動作法竭力落實節電目標對象工業服務業動力與公用設備效率提升泵浦 風機效率提升空調系統最佳化管理馬達汰換與最低能效管理推動家庭智慧化節電既有建築節能改善擴大計畫 ( 內政部 ) 產業響應政府帶頭全民參與建築節能 11 配套措施引入銀行及租賃業者, 建立產業融資管道節電氛圍建構, 鼓勵全民參與節電行動家, 節電新生活結合志工團隊共推社區節電服務業耗能設備汰換服務業場域導入能源管理系統補助家庭換裝 LED 燈泡縣市共推住商節電行動縣市共推住商節電行動縣市共推住商節電行動地方擴大參與, 營造節能環境 ( 二 ) 推行新節電運動 11 叁 能源轉型發展推動措施與作法 (7/11)
叁 能源轉型發展推動措施與作法 (8/11) 四 加速布局智慧電表, 促成能源管理智慧化 ( 一 ) 我國電力需求逐年成長, 為抑低夏季尖峰負載, 應由需求面加強作為, 推動時間電價即為重要項目之一 低壓用戶佔尖峰負載之 51.6%, 但選用時間電價比例僅占 0.7% 故強化推動低壓智慧電表系統, 配合時間電價及需量反應措施, 帶動能源效率改善與行為改變, 達到節能及抑低尖峰之目標 (MW) 38,000 33,000 28,000 23,000 18,000 低壓用電占尖載 104 年 7 月 2 日 35,248.43MW 低壓及表燈用戶選用時間電價佔比 僅 13,000 8,000 3,000 (2,000) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 高壓以上用戶 ( 時 ) 12
叁 能源轉型發展推動措施與作法 (9/11) ( 二 ) 低壓智慧電表推動規劃 推動目標 建置原則 發展策略 研究案持續進行 20 萬戶布建 105 106 規劃 106 年開始 20 萬戶 109 年完成 100 萬戶 113 年完成 300 萬戶 以節電潛力用戶為目標, 初期為大都會及供電瓶頸地區 推動模組化電表設計 ( 通訊模組改為可插拔 ), 解決通訊瓶頸, 創造產業投入之環境 80 萬戶布建 107 108 100 萬戶完成 109 110 300 萬戶完成 113 13
14 叁 能源轉型發展推動措施與作法 (10/11) 五 推動電業改革, 提升電力供應效率與品質 師法國際, 訂定改革方向 供需部門 供給端輸送端需求端 市場結構 公平競爭 自然獨占 不開放 加強管理 開放選擇 電業改革目標 發電市場公平競爭 開放發電市場競爭, 促使業者提升經營效率 技術創新及服務品質 電網公平公正使用 維持供電服務品質, 並確保電網公平 公開使用 用戶購電開放選擇 允許用戶自由選擇供電來源, 提升市場競爭與電力服務多元化
叁 能源轉型發展推動措施與作法 (11/11) 電業改革, 電業法修法之架構 成立電業管制機關 : 執行發電業開放能源配比 監管電力市場運作 爭議調處 確保用戶權益 各類電價及收費費率審議 發電開放公平競爭 ) 輸配電 ( 維持國營提供公平使用 ) 再生能源發電業 再生能源發電可透過代輸或直供予一般用戶 躉售 發電業 ( 含再生能源 ) 透過輸配電業售予公用售電業 發電業 ( 含再生能源 ) 透過輸配電業售予一般售電業 電力網公司 ( 獨占 國營 ) ( 含輸配電業及公用售電業 ) 發電業 ( 含再生能源 ) 透過輸配電直供業代輸予用戶 售電 ( 開放自由成立 ) 用戶 ( 逐步開放自由選擇購電 ) 一般用戶 ( 費率不受管制 ) 一般用戶 ( 費率受管制 ) 註 : 核能及 2 萬瓩以上大水力電廠維持公營, 不開放民營 一般售電業 具購電選擇權用戶 ( 費率不受管制 ) 15
16 肆 佈局能源科技創新支持能源轉型發展 (1/3) 一 能源科技佈局以發展關鍵促成技術 (KET) 為主軸 同時關注 3 面向的挑戰 未來情境預測 市場需求分析 策略規劃 跨領域合作 績效考評
17 肆 佈局能源科技創新支持能源轉型發展 (2/3) 二 以商品化為導向, 推動能源科技專案研發計畫 依照計畫 TRL 進展規劃, 設定相應之指標及 milestone 環境 技術成熟度 研發 Pipeline KPI Exploratory Technology Development α test β test Preproduction Production N/A 實驗室環境模擬的環境真實的環境 TRL 1 TRL 2 TRL 3 TRL 4 TRL 5 TRL 6 TRL 7 TRL 8 TRL 9 基礎研究 應用研究 技術發展產品 / 系統開發量產 重大技術突破及 IP 布局雛型品 DEMO/ 技術授權試量產 / 產業應用 / 新創 法人研究機構應用研究 橋接學界研發能量 橋接產業界至商品化
18 肆 佈局能源科技創新支持能源轉型發展 (3/3) 三 建構全方位價值創造之能源科技研發體系 系統整合 環境建構 實驗設施 測試設施 試量產設施 智財布局 關鍵技術突破 前瞻技術創新
伍 結語 19 以新態度推動能源發展之工作 多暸解庶民想法, 創造社會認同作為 多思考價值創造, 創造社會肯定成果 多進行社會溝通, 創造社會支持氛圍
附件 能源科技創新研發成果 (1/6) 一 研發創新成果 / 新創公司 - 鼎唐 Butyfix 系統分析 創新研發 關鍵技術突破 試產與驗證 商轉投資 TRL 2~3 9 ButyFix 技術 無碳損生貭轉化技術 83% / 100% 57% / 66.7% 64% / 66.7% Innovative Traditional Traditional Pathway Butanol Pathway Ethanol Pathway Glucose 先導試量產生產線建構與生產驗證 C 6 H 12 O 6 1.5 Butanol Pyruvate H 2 2 CO 2 Acetate Acetyl-CoA Acetoacetyl-CoA Butyrate Ethanol Acetone CO 2 Butryl-CoA Butanol C 6 H 12 O 6 2 CO 2 2 Ethanol 新創公司 : 鼎唐科技 C 6 1.5 C 4 C 6 C 4 + 2 CO 2 C 6 2 C 2 + 2 CO 2 研究與發展 2011 2013 2014 技術授權與新創公司 21
附件 能源科技創新研發成果 (2/6) 二 研發創新成果 / 新創育成技術 -HECLOT 系統分析 創新研發 關鍵技術突破 試產與驗證 商轉投資 2~3 TRL 9 HECLOT 技術 鈣迴路碳補獲與再利用 高效率鈣迴路技術 (HECLOT): 碳捕或效率 > 90% 鼓風機 碳酸鈣 鼓風機 CO 2`Conc> 90% to Utilization or Storage 先導試量產生產線建構與生產驗證 FGR 富氧燃燒 CaO 一氧化鈣 鈣迴路 1.9MWt 先導試量產 2020 年碳捕獲成本目標 :USD 30/t CO 2 氧化鈣再利用率 >40% 研究與發展 合資新創公司 2009 2014 2017 22
附件 能源科技創新研發成果 (3/6) 三 研發創新成果 / 磁浮軸承壓縮機 - 冰水機研發 全球第二名具有 100 ~ 300 RT 主動式磁浮軸承 (AMB) 冰水機製作技術的單位 磁浮冰水原型機具全世界最高的 COP 及 IPLV 試運行及驗證 (200 ~ 900 RT / COP 6.0 ~ 6.2 / IPLV 9~12) 磁浮軸承硬體高速大功率馬達 TRL=7 200/300RT 冰水機 系統整合與產品 80RT 原型機 I 78.3 RT, COP 5.31 75% 180RT 冰水原型機實場測試 85% 100% 400 RT 原型機 TRL=5 50% 渦電流定位感測器 磁浮軸承控制器 變壓器 高功率馬達 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 工研院院區 23 23
附件 能源科技創新研發成果 (4/6) 四 研發創新成果 /MDM OLED 先進照明技術 關鍵議題 藍色磷光材料壽命短 ( 約 200 小時 ) 藍色螢光材料效率偏低 (10.2 cd/a) 表面電漿耦合效應 研發重點 MDM (metal-dielectric-metal) 藍 / 紅位移機制 利用表面電漿耦合效應將損失的能量再利用 Blue shift red shift A display prototype 重要成果 綠光材料藍位移 OLED 元件效率達 35cd/A 導入元件光性 Design Rule 已導入生產線驗證量產製程可行性 10cm OLED display production line 10cm 無藍色磷光材料之白光 OLED 元件 ( 元件尺寸 : 100 cm 2 / 色溫 :3458K) 24
附件 能源科技創新研發成果 (5/6) 五 研發創新成果 / 創新研發技術 - 鋁電池技術創新特點 : 技術成果發表於自然期刊 Nature, Vol. 520, April 2015 可重複充放之鋁電池技術, 兼具低成本 不可燃與超長壽命特點 高安全離子液體 (EMIC+AlCl 3 ) 三維陰極石墨材料 ( 史丹福大學共同發展 ) 80% 深充 / 放循環壽命 > 7,500 無需久待的充飽速度 :< 1 分鐘 (70C) 破壞性測試 : 仍保安全 鋁電池架構說明 三維石墨陰極電極 綠能所 3D porous 3D 多孔石墨陰極 graphite 史丹福大學 電池組封裝 雛型品應用載具 輕型電動車電池組 25
六 研發創新成果 / 智慧綠建築 綠色隔熱材料 附件 能源科技創新研發成果 (6/6) 高效率太陽電池模組社區智慧電網及管理 電力控制及高效率儲能 AMI 智慧電錶 變流器 / 智慧電力控制系統 建築物外部 高絕熱 再生能源汲水循環 智慧電網及 AMI 智慧電錶 需量管理及儲能 建模參數匯入 訊號讀寫 建築物內部 數據資料庫 isim 即時資訊蒐集與匯入 即時控制 1. 戶外邊界條件 / 參數設定 2. 建築物即時參數 3. 人因行為參數 數據整合分析 即時反應及最佳化控制 地圖式使用者操作介面 (GUI) 建築能源管理系統 (BEMS) 連線 26