太陽能光電產業 產業策略發展課程 朝陽大學 產發博士學位學程 指導教授： 葛維鈞 教授 龔昶元教授 報告日期：101年12月29日 指導教授： 葛維鈞 教授 龔昶元教授 報告日期：101年12月29日 報告學生：楊永盛（學號：10137903） March 4, 2017

大 綱 壹、前言 貳、太陽能光電發展趨勢與概況 參、臺灣太陽能光電發展現況 肆、個案分析與探討-以茂迪為例 伍、臺灣太陽能光電產業未來展望 壹、前言 貳、太陽能光電發展趨勢與概況 參、臺灣太陽能光電發展現況 肆、個案分析與探討-以茂迪為例 伍、臺灣太陽能光電產業未來展望 2

壹、前言 傳統能源加速枯竭 全球暖化造成日益嚴重的問題 每kW的PV(太陽光電)每年可減少 9公斤氧化硫( SOχ )、16公斤氧化亞氮( NOχ )及2300公斤二氧化碳( CO2 )的排放（相較於礦物能源）。 若裝置3kWp的家庭，相當於3,000平方公尺森林（6個網球場) 的綠化效果。 資料來源：太陽光電資訊網

全球暖化 水力發電 太陽光電 生質能 風力發電 太陽熱能 不同 能源模式 水力發電 太陽光電 去碳化 生質能 全球暖化 不同 能源模式 不同 能源模式 去碳化 去碳化 去碳化 風力發電 太陽熱能 不同 能源模式 「去碳化」：即大輻改用太陽光電、太陽熱能、風力發電、水力發電、生質能利用等再生能源；「太陽光電發電(Photovoltaic，簡稱PV)」

貳、太陽能光電發展趨勢與概況 太陽能光電(Photovoltaic簡稱PV)系統基本發電原理-是利用太陽能電池(Soalar Cell)的裝置接受太陽光(能)所產生的電(能) ，經過轉換原理後儲存到蓄電池或連結到負載使用，也可併聯回電力公司的輸電網路。

太陽能電池構造及發電原理-是利用太陽電池吸收0.2μm～0.4μm波長太陽光，將光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式 太陽能電池與太陽能模組 太陽能電池構造及發電原理-是利用太陽電池吸收0.2μm～0.4μm波長太陽光，將光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式 ●太陽電池是以p-型及n-型半導體材料接合構 成正極與負極。 ●當陽光照射太陽電池 時光能會使半導體材 料內產生電子電洞對。 ●正電荷(電洞)與負電荷(電子)會分別往正(p- 型)、負極(n-型)方向移 動，產生電流。 太陽能電池通常用半導體材料製成 資料來源：太陽光電資訊網

1％以下，應用於有機太陽能電池，屬研發階段 市場模組發電轉換效率12-20％ 單晶矽 太陽能電池種類 10-18％ 晶矽 多晶矽 矽(硅 ) 多晶矽薄膜 目前PV系統中應用最為廣泛 6-8％，應用消費性產品、玩具等 Solar Cells 非晶矽薄膜 18-30％，應用於太空或聚光型PV系統 單晶 多元化合物 多晶 薄膜，10-12％ 奈米及有機 1％以下，應用於有機太陽能電池，屬研發階段 資料來源：太陽光電資訊網

太陽能組列支架 太陽能模組需要安置於組列支架上並對準日照方向。基本上組列支架具備兩種設計：一是固定式，大多用於矽晶與薄膜太陽能電池；另一種是追日式，用於聚光型太陽能電池。

Δ環保、節能：無需燃料、無廢棄物與污染，具節能效益 電力與監控系統 設置特色： Δ具彈性設計空間 Δ環保、節能：無需燃料、無廢棄物與污染，具節能效益 Δ安靜沒有噪音 Δ系統設備使用年限久 Δ電力輔助 Δ與建築物結合 資料來源：太陽光電資訊網

市電負載併聯，平時與太陽光電系統併聯發電，並供負載，不夠的電由台電供電。好比將市電電力系統當作一個無限大、無窮壽命的免費蓄電池。 太陽能光電系統種類 使用蓄電池，白天太陽光電系統發電，並供負載及充電，夜間由電池供電，可以自給自足。 市電負載併聯，平時與太陽光電系統併聯發電，並供負載，不夠的電由台電供電。好比將市電電力系統當作一個無限大、無窮壽命的免費蓄電池。 和市電及蓄電池搭配。平時太陽光電系統併聯發電，並供負載及充電，夜間由台電供電。刮颱風、下大雨，電力中斷時，仍有足夠的蓄電池可以安排救災，待到市電回復時就沒有問題。 資料來源：太陽光電資訊網

家用型系統的裝配架構 資料來源：太陽光電資訊網

太陽光發電系統之總體效益 1 經濟效益(偏遠離島、緊急發電成本投資回收效益) 2 環保效益(降低石化燃料發電之CO2 、NOx、SOx污染) 3 節能效益(以自然能源替代石化燃料、建立自主能源) 4 社會效益(疏解尖峰、緊急救災用電) 5 產業效益(創造高科技產業及就業機會)

叁、台灣太陽能光電產業發展現況 2009.04.15-16 召開全國能源會議，結論建議應「選定重點產業，依產業特性與技術潛力加以扶植」 2009.06.09 通過「能源管理法」 2009.12. 通過「再生能源發展條例」 2009.12.通過「綠色產業能源旭升方案」，以太陽光電與LED照明為主軸，未來5年政府將投入250億元推動設置及補助，及200億元技術研發經費。 節能社會低碳經濟 發展潔淨能源 積極節約能源 太陽能、風能、生質能、 氫能與燃料電池、水力、 海洋能、地熱 節能照明、效能空調、 省能運具、高效能能源 管理 台灣可運用 的節能方式 台灣可發展 的再生能源 綠色能源產業 一般具潛力產業(能源風火輪) 風力發電、生質燃料、氫能與 燃料電池能源資通訊、電動車輛 技術發展處於研發階段 ，具產業發展條件 主力產業(能源光電雙雄) 太陽光電、LED照明 已有產業良好基礎，具躍升能量 資料來源：經濟部能源局

全球太陽光電產業加速往低成本區(亞洲)移動 資料來源：經濟部能源局、綠色能源產業資訊網 臺灣太陽光電產業 太陽電池供過於求造成價格波動、整併劇烈 全球太陽光電產業加速往低成本區(亞洲)移動 旭升方案 2015年願景與目標 4500 產值：4,500億元 就業人力：45,000人(年） 1.全球前三大太陽電池生產大國 2.完整的太陽光電產業群聚國家 3.國際PV能源技術研發重鎮 具體行動計畫 2012年推動情形 2300 1.產值2,137億元 2.PV廠商數100家以上，強化太陽電池產品競爭力 3.全球市佔率達19 % 4.建立完備產業結構 5.產業技術研發能量達國際水準，與日、德、美、澳先進國家並駕齊驅 1011 1. 2008年產值1,011億元 2.太陽電池產值居全球第4，其中茂迪為全球第8大 3.太陽電池產品98%外銷 ，主要出口地為歐洲 台灣 2012 2015 資料來源：經濟部能源局、綠色能源產業資訊網

以石油基金(設備補助)及台電自行編列預算執行(電價補助) 依據不同再生能源類別訂定不同優惠躉購費率 臺灣太陽能光電補助政策 「再生能源發展條例」通過前機制 收購機制 台電公司訂定再生能源收購作業要點，以2元/度之躉購費率收購 設備補助機制 提供設置太陽光電系統 以行政協調方式推動 排除設置再生能源土地及建築等法規之限制、協助解決電網併聯問題。 預算來源 以石油基金(設備補助)及台電自行編列預算執行(電價補助) 「再生能源發展條例」通過後機制 依據不同再生能源類別訂定不同優惠躉購費率 10瓩以下太陽光電系統提供5萬元/瓩之設備補助；另對具發展潛力之再生能源發電設備，於一定期間內給予相關獎勵。 推動方式 藉由子法訂定協助解決土地取得及相關法律之鬆綁（例：建築法） 再生能源基金 資料來源：碟王科技

2010 年產量已達 3GW，居全球第 2 位，僅次於中國大陸。 台灣產業結構與供需 台灣太陽能光電產業價值鏈概況 2010 年產量已達 3GW，居全球第 2 位，僅次於中國大陸。 台達電、益通、茂迪等眾多廠商參與 旺能 益通 茂迪 新日光 科冠 福聚 科冠 碩禾 台塑 中美晶 綠能 茂迪 合晶 太陽能系統工程 、採購、營造商 太陽 能系 統裝 置業 主 太陽能電力監 控設備製造商 總共超過150家生產廠商 資料來源：資策會、綠色能源產業資訊網 16

台灣產業結構與供需 台灣光電產業價值鏈佈局 廠商 合晶 大同 茂迪 益通 昱晶 矽材 Hemlock Wacker Tokuyama ○美國投資 ○協助M.Setek(供料70％)建二廠 晶圓 ○陽光能源(21.2％) ●上海廠 ○綠能 ●產能100MW，南科 ○Adema(100％) ○旭晶 電池片 ○新日光 ○(福華) (GaAs) ● 模組 ○景懋 ○(知光) ○生耀(8％) ○昊晶 其他PV電池 ○綠能(薄膜) 研發薄膜中 ○宇通光能(薄膜) ○ 系統 ○美國太陽能電廠美國乾淨能源 ●大同 Gloria Spire已拆夥 ●為公司本身產品，○為公司轉投資或策略聯盟的產品 大同集團分別透過尚志(87％)、福華 (65％) 投資綠能、知光

台灣產業結構與供需 台灣光電產業價值鏈佈局 廠商 新日光 台達電 昇陽科 聯電 友達 科風 矽材 ○M.Setek ●科冠 晶圓 電池片 ● ●旺能 ●(科冠) 模組 ○茂暘 其他PV電池 ○新能(薄膜) ○聯相 ●研發 系統 ○永晴 ○台達電 ○(香港)永盛能源投資 ○永盛 ●為公司本身產品，○為公司轉投資或策略聯盟的產品

台灣產業結構與供需 台灣太陽能光電產業發展概況 2030年預計我國太陽光電設置應用達31GW

臺灣太陽能光電系統需求分析 家用系統 目標顧客 所需系統 顧客動機 顧客需求 一般住宅戶 小型社區戶 農場、牧場業主 ＊小型系統 1-10Kw ＊躉購費率11.1883元/度 ＊設備補助5萬/ Kw 實踐環保意識 提昇社會地位 減低建物日照輻射 增進建物美觀 提高建物價值 ＊簡易安裝系統 ＊提供裝置貸款及優惠價格 ＊代辦各項申請手續服務 ＊良好施工品質，完善售後服務

商業系統 目標顧客 所需系統 顧客動機 顧客需求 政府機關：公共建物 企業：辦公大樓或生產工廠 運輸業：如機場、車站 連鎖店、量販店業者 飯店、渡假村業者 營造業：新建社區公寓 ＊中型系統10-500Kw ＊躉購費率12.9722元/度 執行政府政策，消化預算 履行政府法規，節能減碳目標 履行企業設定環境、衛生、安全目標(如ESH) 提升大型建物美觀 塑造優良企業形象 降低企業用電成本(長期觀點) 降低公共用電成本(長期觀點) ＊易使用與維護成本系統 ＊完整規劃與解決方案 ＊較短的施工期限 ＊客製化的系統 ＊符合各類建築法規

電廠系統 目標顧客 所需系統 顧客動機 顧客需求 台電 原委會核能所 民營電廠 私人投資集團 休耕農地主 廢棄或停工廠房業主 太陽能電池、模組廠 ＊大型系統500Kw以上 ＊躉購費率11.1190元/度 ■配合國家能源政策 作為傳統能源發電之替代品 財務投資獲利 改善閒置資產使用率 ＊發電量效益高的系統 ＊發電穩定性及系統的可靠性 ＊準確的施工期限與品質 ＊提供售後長期維護合約

目前台灣政府發展太陽光電發電系統產業的重點為「先屋頂後地面」 。 經濟部能源局推動「陽光屋頂百萬座」計畫， 2012年規劃設置目標為100MW，以鼓勵屋頂型太陽光電系統為主。 「陽光屋頂百萬座」計畫，預定2015年完成420MW，2020年達到1020MW太陽光電發電系統設置，2030年臺灣太陽光電發電設置容量目標3,100MW；另為提振太陽光電產業整體信心，101年太陽光電規劃設置目標將由原75MW提高至 100MW，以建立國內設置實績，達成產業、環境等多重效益。 「陽光屋頂百萬座」推展時程採用「先緩後快、先屋頂後地面」策略，未來將隨著太陽光電發電成本逐年下降，每年推動容量逐年遞增，達到家家戶戶普及的設置目標。 23

「陽光屋頂百萬座」現階段政府以鼓勵屋頂型太陽光電系統為主，並以躉購費率及其他具體推動政策，配套措施如下： (一)簡化整體設置流程，放寬免競標資格 「經濟部 101年太陽光電設備競標作業要點」已放寬免競標案之上限容量，由去(2011)年之10kW提升至30kW，設置容量小於30kW者無需競標，採取隨到隨審方式，以提升國內陽光屋頂之設置，今(2012)年上半年度躉購費率最高為每度電新台幣9.4645元；同時協調簡化台電公司併聯審查、初步協商與系統衝擊等作業程序，以縮短民眾申設時間。

「陽光屋頂百萬座」現階段政府以鼓勵屋頂型太陽光電系統為主，並以躉購費率及其他具體推動政策，配套措施如下： (二) 結合地方政府與鄉(鎮、市)、區公所合力推展 針對有意推動太陽光電之地方政府，經濟部規劃補助直轄市及縣(市)政府其推廣作業經費，有效整合在地資源共同推廣設置太陽光電系統。此外，成立「陽光屋頂百萬座」推動專案辦公室，整合相關資源，提供技術、法規等專業協助，以加速推廣設置成效。 (三)推動陽光社區專案計畫 推動陽光社區專案計畫，鼓勵既有、規劃或興建中之集合式住宅屋頂集體設置太陽光電系統，經專案核准後，均得予免競標，並由經濟部能源局委託之技術輔導團隊提供設計規劃、併聯申請及相關設置障礙排除等專業協助。

肆、個案分析與探討-以茂迪為例 1981年6月3日成立 ，以產銷數位電錶為主 1997年成立光電事業部，成為臺灣第一家太陽能電池的製造商 2002年遷址南科1廠，成立電力事業部，從事太陽光電系統的設計和安裝 2005年列台灣第1大，世界第9大太陽電池製造廠 2006年列世界第7大太陽能電池製造商 2007年購置大陸昆山廠，列世界第6大太陽電池製造廠 2009年併購GE Energy矽晶體系太陽能電池模組製造廠，與台積公司宣佈締結策略聯盟 2010年列全球第七大太陽能電池製造商。 成為台灣第一家取得歐洲光電產業協會(簡稱EPIA)入會資格的太陽能產品製造商 與日本伊藤組土建株式會社成立Itogumi Motech，並取得北海道的太陽能光電模組廠 成立茂迪美國子公司(Motech Americas, LLC), 從事以GE為品牌的太陽能電池模組銷售及製造服務。 2012年出售量測儀器部門資產予客戶B&K公司，專注發展太陽能市場及技術 資料來源：茂迪股份有限公司

資料來源：茂迪股份有限公司、MoneyDJ 茂迪股份有限公司生產產品 儀器設備 太陽能電池/發電系統 資料來源：茂迪股份有限公司、MoneyDJ

茂迪股份有限公司生產產品 營業項目與產品結構： 2011年產品營收比重：太陽能電池及模組95%、太陽能發電系統2%、其他3%。 生產產品：(均橫跨上、中、下游產品) 儀器設備： 一、儀器產品 。二、太陽能電源轉換器(PV Inverters) 。 太陽能電池 太陽能電力系統 2011年銷售地區比重：台灣8%、亞洲33%、美洲21%、歐洲38%。 太陽能電池競爭對手：(國內)益通、昱晶、昇陽、太陽光、新日光、旺能等。(國外)Q-Cells、First Solar、Suntech Power、Sharp、JA Solar、Kyocera等。 資料來源：茂迪股份有限公司

由矽晶廠將矽材料製造成矽晶塊與矽晶棒，切割成矽晶片 太陽光電產業流程 由矽晶廠將矽材料製造成矽晶塊與矽晶棒，切割成矽晶片 中游的電池製造廠商製成電池 模組廠商將一顆顆的電池組合成模板 系統廠商進行建置安裝 一片7尺見方的太陽能板，往往焊接了百顆以上的電池，而茂迪主要核心產品正是在此。

茂迪股份有限公司發展情形 整合範疇 產品範疇 垂直整合為主 地理範疇 茂迪發展圖 技術走向高階 走向全球市場 生產狀況及生產能力： 太陽能矽晶圓：台灣南科年產能500百萬瓦(自製率50%) 太陽能電池：台灣南科、大陸昆山（年產能1500百萬瓦） 太陽能電池模組：日本Itogumi Motech(27百萬瓦)、美國Motech Americas(GE模組廠)(25百萬瓦)、大陸昆山廠(SNE)(40百萬瓦) 整合範疇 產品範疇 垂直整合為主 技術走向高階 地理範疇 茂迪發展圖 走向全球市場 資料來源：茂迪股份有限公司

策略應用 茂迪策略與應用 ※技術研發 -切入技術高的太陽能電池晶片設計與系統整合 -毛利低的太陽能模組組裝工作，發包給當地業者 ※市場開拓方面，茂迪將目標對準國際市場 -與挪威Scanwafer、德國多晶矽晶圓大廠 SolarWorld AG等材料、模組廠商策略聯盟 -國外市場「以戰養戰」策略，累積系統設計經驗

茂迪 企業策略聯盟/購併與轉投資 轉投資 策略聯盟 合併 ※2009年與台積電簽署認股結盟合約，認購總金額約62億元，台積電為最大股東。 ※2006年轉投資AE Polysilicon，為台灣第一家投資多晶矽原料製造商的太陽能電池業者。2012年處分。 ※2010年成立茂迪美國子公司(Motech Americas, LLC), 以GE為品牌的太陽能電池模組銷售及製造服務。 轉投資 ※2010年與伊藤組土建株式會社於日本成立合資公司。 茂迪 策略聯盟 合併 ※2011年與多晶矽廠福聚、矽晶圓廠綠能結盟，因應大陸太陽能廠商價格競爭，成立矽晶圓新公司，新公司資本額10億元，持股綠能40%，茂迪、福聚各30%。 ※2009年與GE Energy達成購買協議，併購GE Energy位於Delaware矽晶體系太陽能電池模組製造廠。

產能狀況與生產能力 茂迪太陽能電池之生產基地位於台灣南科及大陸昆山，台灣南科廠亦生產太陽能矽晶圓，太陽能電池模組則有三條生產線，生產基地包括日本Itogumi Motech、美國Motech Americas( GE模組廠)，以及大陸昆山廠(SNE)。 至2012年2月，太陽能電池之年產能為1300百萬瓦，太陽能矽晶圓為500百萬瓦，自製率50%，太陽能電池模組之年產能分別為大陸昆山廠40百萬瓦、美國廠25百萬瓦及日本廠27百萬瓦。其中，多晶矽與單晶矽電池效率為17.2%及18.7%。 2012Q1，太陽能電池之年產能為1500百萬瓦，完成去瓶頸工程後，2012Q2太陽能電池產能提升至1600百萬瓦。

銷售狀況 2011年銷售地區比重：銷售地區比重：台灣8%、亞洲33%、美洲21%、歐洲38%。 以國內需求的統計，2010年茂迪電源供應器與函數波產生器在學校市場市佔率達60%；>250W之中小功率可程式控制直流電源供應器在產業界市占率約30％；電感電容阻抗量測計算以掌上型則佔有80%的市場。 2011年茂迪主要產品太陽能電池之年產量為27.4GW，全球佔有率約4.4%，為全球第6大太陽能電池製造廠。 太陽能電池之客戶包括Canadian Solar、 CHUN-AN、FTS、ICP JMS、Linyang Solar、MSK、Open Energ、PFL、POWER4AF、Scheuten、SHAXI、SMD、Solar Power、Solar Semiconductor、Solar Vision、Solar World、STC Corp、泉穀企業。

國內外競爭廠商 在可程式電源供應器方面，茂迪最主要的競爭對手為安捷倫科技(Agilent)。太陽能電源轉換器產品部分，國內競爭者為台達電、系統、科風、盈正，國外主要競爭對手為SMA、Fronius、Kaco、Xantrex等。 太陽能電池國內競爭對手包括益通、昱晶、昇陽、太陽光、新日光、茂矽、旺能、科冠、聯相光電、威士通、旭泓、大豐能源等，國外競爭對手有Q-Cells、First Solar、Suntech Power、Sharp、JA Solar、Kyocera、Yingli、SunPower、Sanyo。

伍、台灣太陽能光電產業未來發展 整體條件分析 ★多晶矽材料，台灣目前尚未達到量產階段，主要仍以進口為主，未來需要具有雄厚資金才可做長期投資。 ★矽晶片目前競爭相對較少，晶圓切割技術仍有門檻；未來主要以提升生產效益、薄化矽材消耗為主。同時需透過與供應商及客戶簽訂長期合約來維持穩定的毛利率。 ★太陽能電池進入門檻不高，故競爭激烈；而薄膜太陽能電池需透過國外設備大廠購入整廠設備技術進入領域。未來的營運重點在於透過鞏固原物料及擴充產能，用規模經濟來擴大市場佔有率。 ★太陽能光電模組，生產技術與資金門檻比起太陽能電池更低，但由於其必須通過安全認證才能販售至國外，是許多台灣廠商不願投入的原因。營運重點在標準型產品方面為擴大生產規模、降低成本及盡量接近應用市場。 ★太陽能光電系統，由於台灣內需市場不大，無法支持規模較大的系統廠商，多數廠商型態接近於一般水電工程公司；未來在大型化系統逐漸成為趨勢下，營運業者需具備充沛的營運資金。

台灣太陽能產業發展課題

台灣太陽能產業成功條件分析 需求分析 競爭分析 目標顧客群分家用、商業、電廠三大區塊 產品差異化程度不高，顧客轉換成本低 產品種類根據不同顧客偏好做調整 對產品價格敏感度高 要求較長保固期 準確施工品質與期限 依賴政府補助機制 競爭分析 產品差異化程度不高，顧客轉換成本低 進入與退出障礙低 顧客對價格敏感度高造成價格戰 產業集中度 系統性產品個別廠商議價能力低 來自上中游向前整合之威脅 施工成本高 透過多領域技術整合創造差異化空間 政府政策之規劃與執行 行成產業聯盟降低每瓦發電成本 台灣練兵、放眼國際，創造規模經濟

目標顧客群區分為家用、商業及電廠三大區塊 產品種類根據不同顧客偏好做出調整 對產品價格敏感度高、要求較長保固期、準確施工品質與期限 ★需求分析 目標顧客群區分為家用、商業及電廠三大區塊 產品種類根據不同顧客偏好做出調整 對產品價格敏感度高、要求較長保固期、準確施工品質與期限 依賴政府補助機制

★競爭分析 產品差異化程度不高、顧客轉換成本低 進入與退出障礙低 顧客對價格敏感度高造成價格戰 產業集中度低 系統性產品的個別廠商議價能力低 來自上、中游向前整合之威脅 施工成本高

太陽能系統產業關鍵成功因素 多領域技術整合創造差異空間 政府政策之規劃與執行 形成產業聯盟降低每瓦發電成本 台灣練兵、放眼國際、創造規模經濟

敬請指教