報告人：楊致行 工研院 產業經濟與趨勢中心(IEK)

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1 報告人：楊致行 工研院 產業經濟與趨勢中心(IEK) 2009-03-25
台灣能源產業發展條件分析 報告人：楊致行 工研院 產業經濟與趨勢中心(IEK)

2 大綱 台灣能源產業推動的機會與限制 產業節能條件與節能產業 PV產業之推動條件分析 LED產業之推動條件分析 EICT產業之推動條件分析
LEV產業之推動條件分析 結論

3 台灣能源產業推動的機會與限制

4 全球能源與溫暖化議題的出路 能源量 節流 二氧化碳減量的壓力與趨勢 High risk 開源 供給 需求 2009 2020 時間

5 全球二氧化碳減量的選項與效益 再生能源 節約能源 - 管理機制 本土條件 成本 二氧化碳 減量潛能 裝置/元件 全球市場 + 太陽能電池
風力 發電 再生能源 LED 照明 成本 裝置/元件 全球市場 二氧化碳 減量潛能 節約能源 +

6 能源產業領域 低碳無碳能源 傳統能源潔淨化 能源效率 太陽光電、風力發電、生質燃料、地熱、水力 新能源 產業領域 ☞ 再生能源
☞ 新核能技術與產業 新能源 產業領域 傳統能源潔淨化 能源效率 ☞ 清淨燃料轉換(燃料電池、氫能) ☞ 高效率燃煤/燃氣發電 ☞ 碳捕獲與封存技術 (Carbon Capture and Storage , CCS) ☞ 高效率電器與照明 ☞ 建築節能 ☞ 能源資通訊 ☞ 電動車 ☞ 工業節能製程 整理自：IEA Energy Technology Perspective 2008 Japan Cool Earth-Innovative Energy Technology Program

7 台灣能源產業現況與展望 億元 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 5,400 2008年 2015年 4,500 1,000 1,000 1,256 參酌國內政經環境、企業發展能力及國際市場潛力，選定較具發展潛力之能源產業，作為未來我國進軍國際市場之產業。 245 200 130 50 LED照明 能源資通訊 冷凍空調 風力發電 能源技術服務 太陽光電 輕型電動車 生質燃料 氫能與燃電池

8 綠色能源產業推動的問題 建構基本的產業發展推動力 提供關鍵的輔導措施 帶動商業化實證以切入國際市場 PV LED照明 能源資通訊 輕型電動車
風電 生質燃料 氫能與燃料電池 能源資通訊 輕型電動車 冷凍空調 能源服務 下游 中游 上游 國內產業產能 擴大 欠缺關鍵技術 欠缺市場 應用實績 發展瓶頸 欠缺系統整合 創造市場：建置產品標準與驗證平台，健全產業發展環境，運用國內市場建置產業實績，並維持產業活力 突破 技術研發，突破關鍵並以完整供應鏈建立自主系統整合能量 建構基本的產業發展推動力 提供關鍵的輔導措施 帶動商業化實證以切入國際市場 資料來源：工研院IEK (2009/02)

9 綠色能源產業的推動策略 潛力產業 主力產業 產值 推動綠色能源產業是全球趨勢，台灣必須快速嵌入全球分工佈局，開創產業發展新領域
2008年台灣綠色能源產業產值近1,500億元，策略性發展可帶動原有其他產業之技術與設備投入，加速產業技術滲透與升級，提升產業附加價值 正值全球金融風暴之際，可一方面協助業者因應困難，另方面推動產業中長期結構性發展，引領研發與投資聚焦 潛力產業 產業生命週期 主要策略 1. 協助研發、取得關鍵技術 2. 建立國內示範應用以維持產業活力 冷凍空調 主力產業 產值 PV LED照明 主要策略 1. 技術突破、擺脫競爭對手 2. 增加投資、拓展新興市場 風電 生質燃料 氫能與燃料電池 能源服務 能源資通訊 輕型電動車 導入期 成長期 成熟期

10 旗艦計畫之關鍵性角色 旗艦計畫 以旗艦計畫 鎖定產業發展與產值成長的具體目標 帶領產業研發與投資的聚焦 標定市場要件以匯集異業的轉入
預值產值 _______ 目標能源產業產值 旗艦計畫 2008 2009 時間 產業A 產業B 產業C 技術c1 技術a1 技術a2 技術b1 技術b2 技術b3 技術b4 技術c2 技術a3

11 產業節能條件與節能產業

12 面板廠製程省電的改善比例 G8 製程 新世代 對應之舊世代 減少% 備註 塗佈/顯影 G4 75% G6 35% 清洗 G5 80% 加熱
Slit coating省材料70-90% G6 35% 清洗 G5 80% 加熱 G7 50% 蝕刻/去光阻 65% Performance增加15倍 資料來源：DNS公司，AUO Green Partners Workshop, ；IEK整理 註：選擇之舊世代乃以資料較確定可benchmarking者

13 TFT-LCD新製程的節能案例 濕式蝕刻與光阻去除製程 ☆ ☆ ☆ ☆ 7代 7.5代 8代 8.5代 1.0 0.8 0.6 0.4
8.5代廠的製程改善及節能強制管理(例如heater的開關管制) ，可比第7代節省50%能源 ☆ 1.0 ☆ 0.8 ☆ 0.6 ☆ 0.4 7代 7.5代 8代 8.5代

14 高效率馬達革新計畫 馬達耗用工業用電70%，全面採用高效率馬達將可節約7~11%之工業用電；高效馬達價格較一般馬達高約二成；馬達使用壽命長達20年，電費占馬達終生使用成本的97% 我國於92年制訂CNS 14400高效率馬達國家標準，並將市售單體馬達納入能源效率管理，提出「全面推動馬達革新計畫」，目標於2012年起新設馬達全面採用高效率馬達、至2025年全面使用高效率馬達 Life-cycle考量 更強制性的標準與措施 配合更大動作的獎勵措施 資料來源：能源局資料，IEK整理

15 IC業之省電管理—某IC公司12吋晶園廠 由「監督式監控與數據擷取系統」(SCADA)擷取主要分區用電量算出其佔全廠用電比例(%)，並將每日全廠用電量做成趨勢圖 模擬計算用電需求以提早發出超約用電警報，並依各製程區計算用電需求且設定用電異常警報 每週將各製程區用電量做成趨勢圖，對異常者採取因應措施；各單位提報責任區及確認設備操作在省能狀態，並將會議結論提報與追蹤 比前一座 相同工廠 建廠節約耗電比例 = % 運轉節約耗電比例 = %

16 電子業之省電條件—例：某電子材料公司 15% 提昇 1. 空調系統效率提升改善 2. 空壓機系統效率提升改善 3. 電力/照明系統改善

17 家庭電器需求面管理帶動之產業 日本的家庭電力管理方案： 電冰箱使用年限
消費者之總成本 環境衝擊 汰換點 5 years 10 years 15 years 電冰箱使用年限 日本的家庭電力管理方案： 推動省能器具與標章─2005至2010，預估冰箱節省21%，空調節省25%、 IT與整合的能源管理─e.g. 日本家庭待機電力佔了消費電力的7%左右，可以有效減省

18 台灣能源服務產業(ESCO)市場潛力 核心技術 全廠能源管理/監測系統 電力需量監控系統 空調系統省能(儲冰系統、馬達系統、最適化操作
高效率馬達設置與診斷 省能鍋爐設置與檢測 加熱系統省能 空調和照明是ESCO的立即性服務目標 政府以需求面推動的精神，對節能措施給予低利貸款，將會有助於ESCO產業成長 產業部門: 1,558~2,338億元/ 年 省能率10~15% ，回收年限5年市場估算(參考日本資料) 商業部門： 590~983億元/ 年 以省能率15~25%，回收年限7年估算 資料來源：能源局(參考日本估算模式)

19 國內影響節能工作推動的因素 能源價格偏低，節能改善誘因不足；部分節能設備未納入獎勵投資項目
許多工廠初期規劃時，未將節能觀念導入系統設計，使得日後運轉時無法停工修改 中小型工廠缺乏對能源使用情況之掌握及資金、人力、技術等，不易推動三 年以上回收之節能計畫 部分專業設備與專利製程，其節能改善對產品良率影響具不確定性，廠商不敢冒然採用

20 太陽能光電產業之推動條件分析

21 太陽光電產業技術發展趨勢 Productivity Efficiency Low Cost C-Si a-Si III-V 低成本化
CIGS III-V Organic 低成本化 持續提高轉換效率 高轉換效率 挑戰大量生產 CdTe 持續複製產線 高效率 並提高產能 C-Si: 量產化最成功,但成本高,以提高轉換效率帶動低成本化為主要發展方向 A-Si: 效率過低, 需要不斷改進其轉換效率 CdTe: 不斷複製產線衝大產能 CIGS: 需要將面積擴大至可商業化水準, 且效率要能與矽晶型相抗衡 III-V族: 成本過高, 低成本化為其目標 有機: 效率及耐用度低, 需要有長時間的改進 資料來源：工研院IEK (2009/02)

22 我國太陽光電產業鏈 資料來源：工研院IEK (2009/02)

23 國內太陽光電業者區域分佈 由業者投資地點而自動形成群聚雛形(如台南地區) ？→更有利於產業價值提升的產業群聚型態 矽材 晶圓 太陽能 電池
楠梓 屏東 台南 台中 苗栗 新竹 宜蘭 桃園 矽材 晶圓 太陽能 電池 元晶 福聚 宇通光能 億芳能源 聯相光電 瀚昱能源 台灣茂矽 中美矽晶 山陽半導體 綠能 旭晶 三五族 矽薄膜 茂迪 益通 旺能 昱晶 新日光 電力 轉換器 太陽光電 系統 太陽電池 模組 應用產品 雄雞 華博科技 和鑫光電 頂晶 奈米龍 生耀 知光能源 東城科技 中國電器 台達電 由業者投資地點而自動形成群聚雛形(如台南地區) ？→更有利於產業價值提升的產業群聚型態 資料來源：工研院IEK (2009/02)

24 全球太陽光電市場條件 (一)全球PV系統設置量及成長率：
年平均成長率40.5%， 2008年設置設量約3,314MWp，成長17% (二)2009年以後主要國家積極宣告PV政策，全球未來 2年仍有17%以上成長率 全球太陽光電市場設置量與成長率 MW 資料來源：SolarBuzz；工研院太陽光電科技中心整理(2008/09)

25 PV產業發展的關鍵 利用再生能源與環保訴求，帶出新的產業出路。德國比較在於「綠色能源」的20-50年長期信念；日本是利用已成熟產業(半導體、面板等)的技術延伸 未來十年內會淡化補貼條件，轉折點的條件在於矽原料價格大降(2000年前水準)，以及薄膜技術的低耗能製程與良率突破 產業的關鍵發展點：任何技術發展之裝置費用降至$4.5/w以下；單一技術與工廠產能大於2 GW；突破性儲電與smart grid的大量結合

26 太陽光電旗艦計畫之關鍵性角色 旗艦計畫 目標能源產業產值 時間 預值產值 4,500億元 1,000億元 2008 2009 2015
1.技術突破： • 轉換效率達國際水準 • 薄膜技術自主 • 下世代太陽電池布局 2.關鍵投資： • 以旗艦廠商建構完整產業價值鏈 3.創造市場：出口轉進/ 內需擴大 預值產值 4,500億元 目標能源產業產值 旗艦計畫 1,000億元 2008 2009 2015 時間 Binning refers to the classification of production yield Each parts is binned for 3 parameter 1.Flux 2,Colors 3.Vf 半導體產業 面板產業 光碟產業 長晶技術 擴散技術 大面積鍍膜技術 濺鍍技術 薄膜壓合技術 真空鍍膜技術 導電玻璃技術

27 LED產業之推動條件分析

28 LED主要國際廠商之技術里程碑 技術與產業大量推廣的成熟條件 資料來源：工研院IEK (2009/02)

29 我國LED照明產業鏈 技術/專利/標準 設計/規模 資料來源：工研院IEK (2009/02)

30 台灣LED照明光電產業現況 2008年產值403億台幣 投入程度低，專業廠商數量少，規模小，發展時間短
技術整合能力不足 全球最大LCD製造國，與LED產業間無明顯綜效 多家LCD廠跨足LED產業 為全球最大AM車燈供應國 缺乏整車廠奧援，市場規模有限 產品開發與技術整合能力不足 2008年產值403億台幣 全球產量最大，產值第二 品質與成本取勝，經營中階市場 IP問題阻礙產業發展 關鍵材料自給率低 優越製造技術，但基礎研究能力不足 投入者眾、規模小、發展時間短 缺乏通路與品牌，轉進OEM商業模式 產品開發與製造能力不足 LED與照明產業間整合不易

31 全球LED照明光電市場預測

32 LED旗艦計畫之關鍵性角色 旗艦計畫 引入國際資源，兩岸合作，發展大中華照明市場 深化LED優勢，發展LED照明模組，擴大產品價值
預值產值 5,400億元 目標能源產業產值 旗艦計畫 2008 2009 2015 時間 Binning refers to the classification of production yield Each parts is binned for 3 parameter 1.Flux 2,Colors 3.Vf 照明 汽車 元件/模組 LCD背光 燈具設計 智慧控制 散熱 發光效率提升 發光效率提升 智慧控制 光學設計 強韌設計 多晶粒封裝 Dynamic Area Control 光學設計 Binning Control

33 EICT產業之推動條件分析

34 智慧電網架構及產業技術應用 提供需求管理(DSM)的運作平台 電力市場結構 電價 制度 電力使用管理 大型 發電廠 電力傳輸網路 使用端
分散式 發電 能源資通訊應用 儲能 技術 電力供應監測控管 智慧 電表 智慧用電設備 再生能源發電 提供需求管理(DSM)的運作平台 分散電力供應來源 降低GHG排放 確保電力供應不虞 提高供電穩定性 降低電力輸送損耗 進行電力使用管理 減少電力浪費 資料來源：工研院IEK (2009/02)

35 我國智慧電表產業鏈 台灣之最強項 具外溢 之機會 資訊處理 電力部門 電表組裝 及軟體 零組件 晶片模組 通訊技術 終端使用
本土ICT技術與產業 台灣之最強項 ABB 大同 台電 GE 中興 Schlumberger 華新 資訊處理 電力部門 電表組裝 及軟體 零組件 晶片模組 通訊技術 終端使用 工研院 玖鼎 代工 本土通訊及節能產業的契機 具外溢 之機會 國外電表廠 ESCO 資料來源：工研院IEK (2009/02)

36 世界各國推動智慧電表計畫概況 持續增加至「典範移轉」要件 Netherlands Sweden Italy UK USA & Canada
7 million households to have smart meters by 2013 Sweden Currently underway and plan to install 5.2m 2-way meters by 2009 Italy Installed 23m PLC Smart Meters since 2003 at a rate of 40,000 a day Project for 30m 2-way electricity meters at a cost of €2.2bn UK In 2007 Energy White Paper, 25m households will be installed smart meters in 10 years USA & Canada Various US states rolling out 1- and 2-way metering projects 800,000 2-way smart meters installed in Ontario, Canada, 5m to be completed by 2010 Australia Victoria, Australia has started to replace existing meters with 2-way smart meters at the end of their useful asset life, aiming to have completed 1 million such installations by 2013 持續增加至「典範移轉」要件 資料來源：工研院IEK (2009/02)

37 電子式電表及其系統特色 因應電業自由化後計費的複雜化需求(即時電價、負載曲線、電力品質量測)
多樣化量測(諧波量測、負載曲線、無效功率等)可滿足現代產業對電力供應穩定、電力品質優良逐漸提高的需求 電表通訊能力可促進新的服務產業(自動讀表,加值用戶服務,家庭自動化能源管理,新型態電信產業) 電力線或其他通訊媒介傳輸 電子式電表

38 LEV產業之推動條件分析

39 主要車廠的電動車發展模式 S1 S2 車廠掌握所有關鍵技術 電動動力系統廠與車廠同時掌握關鍵技術 出資關係 供應關係 開發合作 (汽車廠)
(供應商) (汽車廠) (供應商) 60% 40% 豐田 PANASONIC EV ENERGY 松下集團 三菱FUSO S1 日立 VEHICLE ENERGY 日立製作所 新神戶電機 日立MAXELL 五十鈴 100% NEC TOKIN 42.5% 車廠掌握所有關鍵技術 電動動力系統廠與車廠同時掌握關鍵技術 50% 日產 AUTOMOTIVE ENERGY SUPPLY NEC LAMILION ENERGY* 現代汽車(韓) COMPACT POWER(美) 7.5% GM(美) LG CHEM(韓) NEC 100% A123Systems(美) Cobasys(美) 51% GS UASA 15% Continental(德) Magna Steyr(奧) 三菱汽車 LITHIUM ENERGY JAPAN 三菱商事 34% Daimler(德) 三洋電機 51% JCI(美) 克萊斯勒(美) JCI-Saft(美)** BASF Bosch Evonik Degussa Li-Tec STEAG Saar Energie(全部德) Saft(德) VW(德) 49% 上海汽車(中) ACP(美) E-ONE(台) S2 BMW(德) 出資關係 供應關係 開發合作 註1：以 表示的供應商是Cell生產供應商 註2：*成立時是NEC與富士重合資公司，但已解除合作。由AUTOMOTIVE ENERGY SUPPLY統籌管理。 註3：**Johnson Controls-Saft Advanced Power Solutions。 資料來源：FOURIN；工研院IEK(2008/12)

40 全球電動車市場預估 -Projections of PHEV
資料來源：EPRI(Electric Power Research Institute, Inc., 2008)

41 我國電動機車產業鏈 具全球niche 之強項 材料/元件 關鍵零組件 整車/服務 風力機製造 風場開發 電池材料 整車 電池芯 模具、機械
台塑長園(正極) 中碳(負極) 能源科技 有量科技 必翔電能 易維特 上暐 上陞 易立歐 卡洛林 地球村興業 伍氏科技 光陽工業 三陽工業 亞太燃料電池 摩特動力 赤崁科技 巨大(電動自行車) 美利達(電動自行車) 模具、機械 與電子元件 電池模組系統 宇泉能源 瑞德電能 基益企業 亨利工廠 長盈企業 展將開發 東洋建蒼電機 建東機械 東元精電 車王電子 全傑電機 新普科技 能元科技 有量科技 達振 統量 馬達 富田 台全電機 東元電機 具全球niche 之強項 電池交換站 達振 資料來源：工研院IEK (2009/02)

42 LEV產業的特性與條件 電動車產業特性： 車廠的發展模式： 電動車產業興起條件： ─產業發展具國家戰略考量(能源安全、環保、新興產業)
─競爭將較傳統車廠複雜，是小公司與傳統汽車大廠的競爭 ─取代現有車輛，或是支援都會交通(the last mile)，將產生不同的定位和策略 車廠的發展模式： ─傳統汽車大廠均大舉投資研發資源進行in house 的研發，以掌握整車系統開發與電池等關鍵技術 ─新成立的小型公司(如AC Propulsion、Tesla等)，投資聚焦於電動動力等關鍵系統的開發 電動車產業興起條件： ─初期：由國內市場為技術及經濟規模的基礎，可以透過國家政策進行關鍵補助與環境建置 ─長期：掌握市場動態機制與成本的關鍵(預期市場需求擴大的時間點是2015年以後)

43 台灣LEV產業的機會 台灣切入LEV產業機會點： 較適合台灣的技術： ─電動車：技術落後美、日國家，機會低
─電動車關鍵零組件：需打入供應體系才有機會，但主要車廠都開始發展自己的協力廠商 ─電動動力系統模組(Electric Propulsion) ：技術研發可達成 ─電動機車：供應鏈完整且具有整車自主研發條件 較適合台灣的技術： ─短程電動車之電動動力系統模組：(1)馬達；(2)馬達控制系統；(3)電池管理系統；(4) 電源管理系統。將電動動力系統高度模組化，讓車廠採構此模組就能生產短程電動車 ─電動二輪車：整車(電動機車、自行車)、電動動力系統、電池；並結合兩岸合作之條件

44 結論

45 產業聚落分析及發展策略 重點：聚落競爭力 重點：培育之關鍵 PV、LED、EICT、LEV 其他能源產業 競爭國/標竿國 競爭國/標竿國
國內產業聚落分析 競爭國/標竿國 產業聚落分析 競爭國/標竿國 產業聚落分析 產業群聚型態 及其競爭力探討 產業聚落形成 原因和發展現況 以鑽石模型 進行競爭力探討 國內產業群聚 發展策略 國內培育相關 產業群聚之策略 重點：聚落競爭力 重點：培育之關鍵 短(2012)、中(2015)推動 資料來源：工研院IEK (2009/02)

46 四項主要產業之發展關鍵 太陽光電產業 LED照明產業 能源資通訊產業 電動機車產業
▲優勢︰可移轉半導體和平面顯示產業製造管理經驗，具製造成本 降低能力； ▲劣勢：缺乏矽材原料，生產受限；購買turnkey設備，無差異化； ▲發展關鍵︰投資矽材生產，或兩岸/國際合作確保料源，提高產能 利用率；增加技術投資，提升產品效率，強化國際競爭力。 太陽光電產業 ▲優勢︰為LED全球第二大供應國，具有光源端生產優勢； ▲劣勢：白光LED光源技術落後國際大廠且受專利限制；照明產業 以內需市場為主，無國際通路； ▲發展關鍵︰建立自主白光LED光源與模組技術；兩岸合作建立 LED標準，由兩岸標準發展為全球標準，擴大國際市占率。 LED照明產業 ▲優勢︰具有優秀的電子通訊及晶片設計業技術基礎，有助於關鍵 技術及元件開發； ▲劣勢：目前僅替國外代工製造電表，缺乏實際參與系統建置的經 驗，難以擴充海外市場； ▲發展關鍵︰以國內市場建立系統裝置經驗。 能源資通訊產業 ▲優勢︰具備機車整車製造和品牌行銷能力；零組件產業體系完善， 具快速開發與生產能力； ▲劣勢：安全性高容量鋰電池技術尚欠缺競爭力； ▲發展關鍵︰協助廠商開發高性能鋰電池；以政策提高國內市場 應用，擴大產業規模。 電動機車產業 資料來源：工研院IEK (2009/02)

47 五項次優先產業之發展關鍵 風力發電產業 生質燃料產業 氫能與燃料 電池產業 冷凍空調產業 ESCO產業
▲優勢︰機電、電控、鋼構元件及相關工程技術能力已有相當水平； ▲劣勢：大型風力發電機組涉及大功率和系統整合，非國內產業之強項； 本地市場規模不大，難以扶持系統廠商成長； ▲發展關鍵︰國際合作提升技術能力；利用國內市場示範運行，建立自 主系統整合能力；兩岸合作開發大陸市場。 風力發電產業 生質燃料產業 ▲優勢︰具備小型、多元化料源批次式製程之技術優勢； ▲劣勢：本地第一代生質燃料原料供給有限，產品缺乏價格競爭力； ▲發展關鍵︰投入技術研發，發展結合藻類養殖、生物、化工技術之第 二代生質燃料技術。 ▲優勢︰國內3C產業鏈完整，可提供小型燃料電池之應用市場； ▲劣勢：缺乏核心技術能力，關鍵元件依靠進口；國內3C業者多為OEM 廠，新產品設計及採用時程受制於國際大廠之規格要求； ▲發展關鍵︰投入技術研發，發展關鍵元件技術。 氫能與燃料 電池產業 ▲優勢︰國內中小功率電力電子技術實力不錯，若與冷凍空調產業結合， 有機會成功開發仍處於市場快速成長階段的變頻產品； ▲劣勢：冷凍空調具傳統產業形象，且國內缺乏冷凍空調設備大廠，較 難吸引電子業者投入； ▲發展關鍵︰促成跨業聯盟，發展關鍵零組件技術。 冷凍空調產業 ESCO產業 ▲優勢︰節能技術能力較鄰近國家具競爭力，產業發展可創造服務業出 口機會，並帶動相關節能設備產業發展; ▲劣勢：產業環境不成熟，無第三方公信驗證機構，難以有效處理爭議； 業者融資不易，不易大型案件承接； ▲發展關鍵︰建立法源依據，制訂節能績效驗證標準。 資料來源：工研院IEK (2009/02)