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1、1,2006年產業科技群組策略規劃能源分組簡報,報告人:楊鏡堂95.04.14,2,2006年產業科技群組策略規劃能源分組簡報,報告人：楊鏡堂(清華大學動力機械工程學系教授),國家能源科技整合規劃能源與環境之協調整合本土化能環產業之發展契機與迴饋調控跨領域研發團隊之形成,群組召集人:沈世宏核心委員：王文博余政靖李春生林大惠徐瑞鐘陳發林黃榮芳顏溪成葉哲良,3,世界能源資源蘊藏(2001年),資料來源：BP2002、WorldNuclearAssociation,石油天然氣煤鈾,4,1.探討我國在未來四年（95-98）主要研究架構，評估各領域研究的能量。2.策定領域前瞻技術研究之重點項目及發展策略
2、草案。3.規劃並建議領域前瞻先進技術發展項目與計畫間之整合機制，以作為未來資源分配的參考依據。,主旨,6,能源之開放性使用模式,7,能源之永續使用模式,8,能源與環境研發範疇,可避免溫室效應危機的能源使用，又可彌補資源循環缺口，且降低污染風險的相關研究題材皆可納入研究範疇。以兼具能源利用及環境保護效益運作系統相關之實體產物為研發導向。,9,技術導向或商品導向?國內產業或國際市場?,能源產業研發主題之規劃因素,10,規劃考量,1.符合能源政策任務2.契合市場需求迫切性性能、成本、方便性、安全性、可靠性、舒適性3.具有技術突破/前瞻創新價值爭取競爭優勢、主導領先國際4.具有可觀能源效益自產、多元、
3、分散、降載、節能、穩定、安全5.具相當環保效益/社會效益SOX、NOX、煙塵、CO2減量效果6.帶動產業發展效益本土化、促進投資、扶植轉型、增進競爭力、提高附加價值,4,11,能源供給結構,從國內能源供給結構檢視研發配比,12,民生部門之能源消費比重增加,能源消費結構(部門別),從國內能源供需部門檢視研發配比,13,能源產業規模與研發定位,WindSolarThermalCombustionBiomassSolarCellCleanCoalTechnologyLEDLightingLargeLiBatteryWasteAirConditionFuelCellEnergyRecovery,Ene
4、rgyTechnologyDemonstrationDeploymentR&D,FossilFuel,Hydraulic,Nuclear(Coal,Oil,NG),14,能源及產業之輸入與輸出,15,技術導向研究範疇(主題範例),1.化石燃料清潔利用(CO2固定、淨煤技術)2.再生能源-生質能(廢棄物分類回收、裂解及熱能回收、生質燃料生產)3.再生能源-太陽光電4.再生能源-風能5.提高能源效率(冷凍空調、OLED照明、低能耗車、建築節能)6.能源新利用(氫能與燃料電池、分散式發電、儲能材料)7.核能(製氫、先進反應器、核廢料處理),16,商品導向範疇,工程+經濟+政策上駟對中駟之策略1.人本
5、基礎2.優質環境3.節能產品,17,能源局設立五個能源中心之主題計畫(20052008),提昇能源使用效率:台北科技大學:冷凍空調及產業節約能源技術研發成功大學:奈米觸媒應用於氣化合成器淨潔發電技術研發與推廣綠色能源發展:台灣大學:前瞻性太陽能應用技術研發元智大學:次世代高溫質子交換膜燃料電池關鍵技術開發及人才培育計畫逢甲大學:厭氧生物氫能技術研究發展,18,跨領域前瞻優質環境生活科技計畫(20052008),化石燃料清潔利用:成功大學:利用複合液滴噴注技術於燃燒系統進行二氧化碳之現址捕獲與轉化機械化工環工(4人)清華大學:二氧化碳回收與轉換研究化學/化工(4人)再生能源:台灣大學:生質廢棄物
6、資源及能源化先進技術開發與系統展示研究環工經濟電機機械車輛(12人)交通大學:沼氣再生能源開發計畫-沼氣純化發電、產生質柴油及氫氣機械生物化學(4人)清華大學:碳化矽功率轉換器之研發及其在再生能源系統之應用電機電子材料(4人)提高能源效率:台灣大學:高效能有機發光照明技術:關鍵材料、元件、技術研究光電化學(5人)能源新利用:中央大學:高儲氫量鎂基輕合金之開發與應用機械材料化學(3人),19,能源SWOT分析-S,(a)國內資訊產業、半導體產業、無線通訊、微型製造技術及固網蓬勃發展，尤其是LED、solarcell產業已成熟，具世界級競爭力。(b)節約能源技術已成熟：燃燒技術、空調、fuelce
7、llwindenergy，都有深厚之基礎，必須加強執行面與推廣面。(c)學術界近二十年已累積充足研發能量與漸進之研究團隊整合，應該加以充分發揮。,20,能源SWOT分析-W,台灣缺乏全盤能源研發政策及佈局，國家投入之能源科研經費有限，較不利基礎性及較需長期投入之技術研發(b)上游部份，學術界投入之研發能量非常稀少，更談不上國際合作。產業界大都屬於中小企業，研發能量同樣十分有限，對需投入相當資金及回收期限較長之能源技術研發較無主動之興趣(c)各部份單位之能源研發資源仍待更有效整合，以發揮更大績效(d)以往能源科技研發均屬短中期，以支援產業急需為主，因此均扮演追隨者的角色做些技術改進，而鮮少有前瞻
8、性之創新者(e)評估機制仍有待改進，並建立競爭機制，以提升研發績效(f)有關法規及國土規劃尚未完全，不利能源科技之發展推廣。(g)國內市場不夠大，必須提升研發層次，拓展國際市場才得以永續經營。,21,能源SWOT分析-O,(a)我國能源有98%仰賴進口，國內的能源設備業如能在國產化政策實施期間及我國發展再生能源產業之機會，藉由技術創新強化競爭力，跨入國際市場，增加本身籌碼，並結合國際大廠從事水平或垂直之分工，應是個很好的發展機會(b)我國IC、資訊等產業優勢，恰可配合全球智慧型綠色產品研發趨勢需求，我國能源科技研發宜善加利用此優勢，提升國際競爭力(d)由於能源的短缺，隨著能源價格的上漲，有利各
9、式能源科技之發展(e)未來大陸廣大市場潛力亦是個機會。,22,能源SWOT分析-T,京都議定書之衝擊(20082012:95%1990)能源產業為政府之獨佔性事業，不利於工業發展。業界能做的產業，法人不應參與。由於研發技術進展快速，應機動迅速調整政策(c)再生能源品質認證制度尚未健全。(d)新能源關鍵零組件，仍仰賴進口，較不利於國內產業發展。(e)加入WTO後，世界各國產品的競爭將對我國能源設備產業造成威脅,23,能源局設立五個能源中心之主題計畫(20052008),提昇能源使用效率:台北科技大學:冷凍空調及產業節約能源技術研發成功大學:奈米觸媒應用於氣化合成器淨潔發電技術研發與推廣綠色能源發
10、展:台灣大學:前瞻性太陽能應用技術研發元智大學:次世代高溫質子交換膜燃料電池關鍵技術開發及人才培育計畫逢甲大學:厭氧生物氫能技術研究發展,24,跨領域前瞻優質環境生活科技計畫(20052008),化石燃料清潔利用:成功大學:利用複合液滴噴注技術於燃燒系統進行二氧化碳之現址捕獲與轉化機械化工環工(4)清華大學:二氧化碳回收與轉換研究化學化工(4)再生能源-生質能台灣大學:生質廢棄物資源及能源化先進技術開發與系統展示研究環工經濟電機機械車輛(12)交通大學:沼氣再生能源開發計畫-沼氣純化發電、產生質柴油及氫氣機械生物化學(4)清華大學:碳化矽功率轉換器之研發及其在再生能源系統之應用電機電子材料提高
11、能源效率台灣大學:高效能有機發光照明技術:關鍵材料、元件、技術研究光電化學()提高能源效率中央大學:高儲氫量鎂基輕合金之開發與應用,25,1.化石燃料清潔利用(清華大學楊鏡堂教授),主題發展提昇化石燃料清潔轉換原理與技術，同時也發展二氧化碳轉換與封存學理與技術，以厚植自主技術能力，提升能源生產力，確保優質生活環境，創新產業價值，促進國家永續發展。,26,1.1燃料氣化技術及熱電整合應用,高效率潔淨燃煤技術煤炭及石油焦等燃料氣化合成氣轉換淨潔燃料技術開發氣化反應研究、高溫除硫與除塵研究超臨界流體化床發電技術研究觸煤燃燒與轉化研究,27,1.2二氧化碳濃縮轉換分離與封存,零排放煤炭氣化發電系統煤炭
12、氣化結合固態氧化物燃料電池(SOFC)發電並產氫，同時利用碳酸鈣分離二氧化碳技術取得固態二氧化碳。二氧化碳轉化技術利用MgSiO3將CO2轉化成MgCO3和SiO2。利用FeTiO3將CO2轉化成FeCO3和TiO2其他研究構想,28,2.再生能源生質能(台灣大學駱尙廉教授),廢棄物中之有機物質或利用太陽能快速生產之生物性燃料均屬於生質能源生質能源利用為未來再生能源多元化不可或缺的項目廢棄物回收生質能前之撿選分類，完全回收其中可再利用之物質，是填補物質循環之最大缺口，保護地球環境的最重要技術,29,2.1廢棄物分類回收,廢棄物破碎與分選關鍵性研究。各種磁選、風選、水選、離心力分選、影像分選等技
13、術研發與實體產物製作。自動分選技術研發與實體產物製作。複合性廢棄物分選技術研發。特殊事業廢棄物資源回收技術研發。,30,2.2生質燃料生產,本土性垃圾生質燃料之生產研究。種植作物作為生質能源或利用電廠出水口廢熱培育植物回收能源之研究。各種事業廢棄物生質燃料之生產技術。廢油泥/污泥之生質燃料生產轉化技術。垃圾衍生燃料對都市焚化爐之運轉配合程序研發。生質燃料生產之成本效益分析,31,2.3裂解及熱能與建材回收,關鍵技術將廢棄物以自動化設施檢選分離可回收物質，使需裂解氣化之廢棄物數量減至最少(2)將廢棄物或生質燃料在無氧環境(氮氣中)進行熱裂解，氣化及炭化，避免戴歐辛之產生，並回收金屬態物質(3)將
14、氣化之氣體及焦炭注入熱回收或發電鍋爐，底渣及飛灰以熔融狀排出，淬裂或結晶化，作為建築材料,32,3.再生能源太陽光電能技術及應用(台灣科大葉勝年教授),太陽光電能並聯供電系統、獨立運轉系統與混合發電系統之關鍵技術：太陽光電池技術創新系統架構最大功率追蹤功能蓄電池充放電策略管理與監控高效率直流/交流電力轉換器並聯技術與整合應用課題等。,33,4.再生能源風力發電技術及應用(台灣科大葉勝年教授),風能發電關鍵技術與相關應用研發舉例：感應電動機研製與控制同步發電機研製與控制最大電力追蹤功能高效率直流/交流電力轉換器高效率交流/交流電力轉換器蓄電池充放電策略管理與監控並聯技術與整合應用,34,5.提高
15、能源效率(中央大學陳志臣教授),住宅和商業部分的耗能量佔全部總能源31%建築空調的尖峰耗電量更佔了台灣夏季尖峰總用電量的三分之一現今電能的應用，其中百分之二十一被使用於照明設備上交通工具數量大幅成長，10年間，小型汽油車輛成長92.6%，機車成長57.6%,35,5.提高能源效率(中央大學陳志臣教授),主題冷凍空調高效率照明建築節能低能耗車高效率燃燒與熱能回收技術化工製程節能技術,36,6.能源新利用(清華大學楊鏡堂教授),主題氫能源開發與儲存技術燃電池技術開發暨應用分散式發電技術儲能材料前瞻能源技術,37,6.1前瞻能源技術,微型燃料電池生物燃料電池熱電材料等可以支援本各類設施所需動力之能源者。,38,政府能源研究架構,39,研發權責整合與能源策略佈局,DARPA?,40,結論,謀求國家永續發展政策、能源政策、與能源科技政策之一貫性與本土性。roadmap在開源與節流兩面謀求橫向整合與縱向規劃。在基礎研究，培育人才方面，與能源產業相互配合。整合規劃應確保國家能源供應安全、環境品質要求，發展能源相關產業，並達成我國2020年再生能源發展目標。加強國際合作，擴大研發視野與成效。,
