全球太阳热能产业发展

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1、 -1- 全球太陽熱能產業發展 一、太陽能熱水器簡介 太陽能熱水器之應用包含家用熱水、宿舍盥洗、溫水游泳池、工業製程預熱、及農業乾燥如太陽能焙茶機等，一般運作溫度為攝氏 40-80 度。 太陽能熱水器依動作原理可分為自然循環式與強制循環式兩種。除中歐及北歐較偏好強制型 (需加裝幫浦 )外，世界各地太陽能熱水器類型以自然循環型居多。自然循環式的原理是陽光照射到集熱器，使水溫上升密度變小，因對流作用熱水會流到高處的儲熱桶內，而溫度較低的水則因密度較大而補充流至集熱器中，如此不斷循環並將熱水儲存在保溫良好的儲熱桶中。強制循環式太陽能熱水器則是利用幫浦做為熱水流動的動力，並配合溫差感測器進行運轉，其儲

2、水桶存放可不用如自然循環型需置於高處，因此在使用空間設計上較為彈性，適合低樓層用戶。自然循環型一般都使用於家庭用戶，強制循環型則多為應用於學校宿舍、醫院、游泳池或工廠之中大型系統。 太陽能熱水器主要由下列主要零組件所組成，包括：集熱器、熱水保溫桶、支撐架、及反射板、連接管道、控制系統、或搭配電輔助加熱器等部分；輔助加熱器並非全然必要，但由於太陽能不是穩定的能源，因此當遇到陰雨天水溫不足而用戶又有熱水需求時，可藉由輔助加熱器啟動加熱水溫。 集熱器類型又可分為真空管及平板型。國產集熱器以金屬平板型為主，主要元件可分為吸熱板、透明面蓋、選擇性吸收膜、保溫材及外框；吸熱板是一種經過電鍍或噴烤漆製成的高

3、集熱效果的金屬板，底部是 PU 泡綿或玻璃綿的保溫層，通常整個集熱器上方會以強化玻璃覆蓋之，稱為面蓋式 (Glazed)，請參考圖一。真空管集熱器則為玻璃管抽成真 空，內部為鍍有吸收膜之內玻璃管或鰭管，請參考圖二；太陽光由外層玻璃進入，經過真空層，被吸收膜吸收並加熱內管流通的水，而鍍膜與直空層皆具有阻斷熱能散失的功能，水溫加熱能力較高，適合低溫地區使用。 -2- 資料來源： 74.116.37.87/Heater/introduction.pdf 圖一 金屬平板集熱器主要組成結構圖 資料來源： 210.60.98.4/asp/data/teacher/04/uploadfile/自然科學概論講

4、義 .pdf 圖二 真空管型集熱器主要組成結構圖 二、全球市場現況 累計至 2005 年，全球太陽能熱水器累計總裝置面積 125 百萬，較前一年成長 13.6%；太陽能熱水器供熱總容量已達 88GWth，其中，中國大陸佔 63.1%、歐盟國家佔 12.7%、土耳其佔 6.6.%、日本佔 6%，請參考圖三。 -3- （）China 中国63.1%EU 欧盟12.7%Turkey 土耳其6.5%Japan 日本6.0%Brazil 巴西1.8%USA 美国1.8%Australia 澳大利亚1.4%India 印度1.3%Other 其他1.3%South Africa 南非0.5%Israel

5、以色列3.8%資料來源： REN21 Renewables Global Status Report 2006 Update, (2006/07) 圖四 2005 年全球累計太陽能熱水器供熱總容量之區域分布 2005 年全球新增太陽能熱水器裝置面積 19.6 百萬，整體產業營收約 42億美元；可增加供熱容量 13.73 GWth，較 2004 年增加 16.5%。中國大陸持續位居市場龍頭， 2005 年市佔率高達 77.3%，其次為歐洲國家佔 10.3%(德國市場佔約 48%最大 )、土耳其佔 6.2%，請參考圖五。若以市場成長性而言，世界太陽能熱水器以歐盟區域表現最佳， 2005 年歐盟裝置

6、面積增加 25.7%，遠較中國大陸成長率 11.1%為高，其他市場如土耳其、日本、以色列等則多出現停滯現象。 -4- China 中国77.3%EU 欧盟10.3%Japan 日本1.0%Other 其他1.0%USA 美国0.3%Brazil 巴西0.3%Israel 以色列0.5%Australia 澳大利亚1.0%India 印度2.1%Turkey 土耳其6.2%資料來源： REN21 Renewables Global Status Report 2006 Update, (2006/07) 圖四 2005 年全球新增太陽能熱水器供熱容量之區域分佈 根據 IEA 統計資料顯示，目前世

7、界太陽能熱水器以有面蓋產品為主，並以真空管型 (Evacuated Tube)累計裝置量約佔四成最多，主要為中國大陸市場；其次為平板型 (Flat-Plate)，約佔 35%，以歐洲為最大市場。至於無面蓋產品 (Unglazed Plastic Absorber)則約佔累計裝置量二成，以美國為最大市場，主要應用於溫水游泳池，四分之三裝置於加州及佛羅里達。 2005 年世界前十大國家太陽能熱水器市場之產品特性，請參考圖五。 估計 2006 年，世界太陽能熱水器新增容量可達 17.2GWth，較上一年增加25%；主要成長動力仍來自中國大陸及歐洲；而其他國家如美國、澳洲、印度、印尼、巴西、墨西哥等亦

8、為頗具成長潛力之新興市場。 市面上太陽熱水器以歐洲產品因品質佳、 單價較高，每套多超過 1 千歐元；而中國大陸雖然外銷數量逐漸增多，但產品良 莠不齊，售價七成以上不及 200美元，市場評價普遍欠佳。 2006 年主要國家太陽能熱水器產業全球地位與市場裝置密度，請參考表一。 -5- 資料來源： “Solar heat worldwide”, solar heating & cooling program, IEA, 2007 圖五 主要國家太陽能熱水器產品市場 (迄 2005 年底累計裝置量 ) 表一 2006 年主要國家太陽能熱水器產業與市場概況 太陽能熱水系統 產值 (億美元 ) 全球市佔率

9、系統平均單價 (美元 /m2)累計裝置集熱面積密度 (m2/1000 人 ) 德國 13.8 27.6% 1,045 97.7 中國大陸 24.6 49.2% 137 68.9 台灣 0.4 0.7% 293 66.5 資料來源：工研院 IEK(2007/10) 三、政府政策 雖然多數國家對太陽熱能之應用推廣均不如太陽光電，但有部份國家政府早就注意到不能輕忽這一塊市場對能源與溫室氣體減量之貢獻度；有專家研究指出，以相同的裝置面積而言，太陽能集熱器可減少的 CO2 排放量是太陽光電系統的 2 倍以上。因此，歐美亞主要國家也想積極發展太陽熱能產業，所提供的政策支持工具包括：系統補助、稅賦減免、研發

10、投入、建築法令規定（新建築熱水需求中太陽熱能法定比例）等，請參考表二。茲針對主要國家之獎勵政策詳述如 -6- 下： 表二 主要國家太陽能熱水器獎勵政策 奧地利 希臘 德國 西班牙 法國 美國 中國 大陸 台灣 設備 補助 (2003年停止 ) (逐年減低金額 ) 加州、緬因州 稅賦 減免 (已停止 ) 50%設備成本所得稅抵減聯州政府提供 30%所得稅抵減 低利 貸款 KfW公立銀行 建築 物太 陽能 義務 地方規範 新建築或建築更新之熱水需求須 30%以上來自太陽能部分城市太陽能建築一體化規定 教育 宣導 / 示範 推廣 研發 計畫 產品 標準 品質 認證 Solar Keymak(2003

11、 年導入 ) SRCC 認證 (1980 年 ) CNS12555 資料來源：工研院 IEK(2007/10) 1.德國 德國自 1999 年導入 MSP(Market Stimulation Program)，九成在德國裝置的集熱面積接受 MSP 計畫獎勵支持。市場獎勵計畫對太陽熱能系統按其集熱器面積大小提供補助金，政府所提供之補助金約佔系統投資成本 15%，但由於申請補助過於踴躍，迫使德國環保署必須一再降低補助金額， 2007 年德國 MSP 新制改為集熱面積 40 m2 以內之太陽能熱水系統，供作熱水用途者補助 40 歐元 /m2，而兼具熱水及暖氣之複合系統者補助 70 歐元 /m2；至

12、於擴充現有系統者，則每單位提供補助金 30 歐元 /m2。 -7- 另一方面，德國正在研擬新的再生熱能法 （ Regenerative Heat Act） ，預計 2009年通過立法以取代現有的 MSP 市場獎勵計畫；希望藉由對石油及天然氣等傳統能源課徵碳稅，相對而言將提供民眾選擇以再生燃料產生熱能之金融誘因，產業界預期上述法令若通過施行，將進一步激勵德國太陽熱能市場之擴大。 2.西班牙 自 2000 年開始，西班牙巴塞隆納市通過一項太陽熱能法令，要求每日熱水能源消費量 292 MJ 以上之建築，包括商用住宅及 16 戶以上之住宅大樓必須 60%以上的熱水由太陽能集熱器產生，且游泳池熱水 10

13、0%來自太陽熱能。 2006 年初，西班牙巴塞隆納市政府又通過一項 新法令，要求所有新的建築物 (取消上述建築物的最低能源需求門檻 )都必須是太陽能屋；而受到這項地方法令的激勵， 2006年 3 月西班牙政府公佈一新的國家建築法規，規定新建及翻修建築物都必須裝置一定比例之太陽熱水器或太陽光電系統；依照建築物所在地區氣候、及備用燃料等參數之不同，太陽熱水佔整個建築物之熱水能源需求比例亦有所差異，不過法定水準為必須達到 30-70%。 3.法國 法國自 1999年即推出 ”Plan Solei”太陽能推廣方案，對太陽熱水器購買者提供補助金及貸款協助，並加強對系統安裝業者之專業訓練、推行 CSTba

14、t認證程序以挑選創新品質產品、及進行公眾宣傳等。自 2005年開始，法國政府對太陽熱能系統之購買者又提供個人所得稅抵減之優惠措施；自 2006年起，所得稅抵減額度已提高為 50。由於法國太陽集熱器每人裝置面積仍偏低，預期在政府財稅獎勵措施刺激下，未來市場成長空間還很大。 4.美國 -8- 美國許多州政府不僅獎勵太陽光電系統， 同時也支持太陽熱能系統之設置，例如加州、夏威夷及緬因州 等。緬因州對太陽能熱水器提供 25%投資補助，每一系統補助上限 1,250 美元；加州太陽能計畫也鼓勵裝置太陽能熱水器，並投入1 億美元經費於太陽熱能技術之研發。此外，根據美國新通過的國家能源法，至2007 年，聯邦

15、政府對太陽能熱水器之購買使用者提供 30%的所得稅賦抵減。 5.中國大陸 中國大陸太陽熱水器市場夠大，且低價品充斥，因此政府對購買使用者並沒有提供設備補助或財稅優惠，但有發佈國家太陽能熱水器標準，並提供研發計畫資金補助。 2006 年底，中國大陸頒佈實施了 20 項標準，其中國家標準 16 項、行業標準 4 項，並建成北京和武漢兩個國家級太陽能熱水器 産 品檢測中心。 目前，中國並無制訂建築強制安裝太陽能熱水器的國家法規，但海南、深圳、徐州、煙臺等地方，已率先推行有關強制性安裝太陽能的地方性法規政策，濟南等許多城市正在實施百萬屋頂太陽能熱水計畫。未來，中國政府將編制太陽能熱水器與建築一體化結合的標準規程，並在北京、天津、山東、上海、雲南和廣西等不同氣候區，推行太陽能熱水器與建築一體化結合的示範計畫。 此外，中國大陸 2006 年通過施可再生能源法，關於太陽能熱水器之推廣目標將由 2005 年 80 百萬 m2增加為 2010 年 150 百萬 m2，至 2020 年將再成長一倍達 300 百萬 m2。 四、全球市場趨勢 以企業營收表現而言，根據 Sun & Wind Energy 雜誌 2006 年底對全球 37 家太陽能熱水器廠商的調查結果，多數業者表示 2006 年公司營收有 20-40%之成長率；平均而言， 200