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中國邁向替代能源大國關鍵一步
「十三五」規劃的新能源政策

【作者: 王岫晨】   2015年12月08日 星期二

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全球能源產業的發展,來到了一個關鍵的瓶頸,由於環保節能議題持續發酵,使得新一代的環保能源與替代能源正方興未艾,然而過於昂貴的能源成本,使得這些替代能源的普及速度一直難以有效提升。



圖一 :  環保意識抬頭,中國替代能源政策也受到關注。
圖一 : 環保意識抬頭,中國替代能源政策也受到關注。

最有效率的方式,還是需要有政府政策的配合,來加速這些替代能源可以快速深入到消費市場的各角落。


中國的「十三五」計畫中,將替代能源納入了國家的發展中,藉由政府的力量來推動,將能直接而有效地普及替代能源政策。本文也將擷取十三五計畫中相關的能源策略,供讀者做為參考。



圖二 :  十三五規劃將致力調降光伏發電電價。
圖二 : 十三五規劃將致力調降光伏發電電價。

中國光伏加速發展

中國國家發改委發出了《關於完善陸上風電、光伏發電上網標杆電價政策的通知》,在「十三五」期間,中國陸上風電、光伏發電的電價,將隨著發展規模逐年下調,以實現《能源發展戰略行動計畫》所提出的:2020年風力發電與煤電上網電價相當、光伏發電與電網銷售電價相當的目標。


據了解,「十三五」加快發展風力、太陽能、生物質能、水能、地熱能等。除了加強儲能和智能電網建設,並發展分佈式能源,推行節能低碳電力調度。而包括風力與太陽能的費率,也都會陸續調降,以國家力量來刺激替代能源普及。


光伏產業的挑戰

根據TrendForce的調查指出,光伏產業所遭遇的問題,經濟性仍是制約光伏發電發展的主因。此外,技術進步和產業升級是制約發展的關鍵問題,而適應光伏發電規模化發展的管理體系仍有待完善,且適應光伏發電規模化發展的配套產業服務體系也尚未建立。


目前光伏產業的政策著力點,包括:建立光伏發電目標引導機制、加大財政支持力度、配套電網建設和運行機制、與建立光伏發電市場的價格管理政策等。


在中國十三五期間,光伏產業的發展重點,將加快推進中東部地區分佈式光伏發電和西部地區光伏電站規模化發展,推進重點經濟帶及重點生態保護區高比例光伏應用、光伏發電綜合利用基地、光伏扶貧、高比例可再生能源示範區、大型光伏發電基地、與光伏發電綜合治理與「領跑者計畫」等六大重點工程。



圖三 :  地廣的中國正適合發展風力發電。
圖三 : 地廣的中國正適合發展風力發電。

節能汽車

TrendForce指出,在未來三十年內,傳統汽車仍將在消費市場佔有絕對主導地位,只不過,節能汽車的發展,對於緩解全球能源與環境壓力也有著至關重要的功能。傳統動力汽車技術的持續優化,是未來中國汽車工業縮短差距,並有利於新能源汽車發展和市場導入的重要方向。節能汽車是指以內燃機為主要動力,但燃料消耗量優於下一階段目標值的汽車。


伴隨節能環保法規的不斷嚴格,無論是國家層面、企業層面,還是用戶層面,都對節能汽車出現強烈需求。近來年,汽車平均油耗持續下降,節能汽車的市場規模呈現快速成長趨勢。2020年,中國節能汽車年銷量將達到汽車市場需求總量的30%,2025年銷量將超過40%。


未來中國節能車輛的發展重點包括:節能內燃動力車、混合動力乘用車、節能柴油商用車、混合動力商用車,與替代燃料汽車等。關鍵零組件則包括重點推進電機、電池、逆變器等關鍵核心元件的自主化,滿足新能源汽車產業的發展需求,重點包括:驅動電機、電機控制器、動力電池系統、燃料電池系統及電堆,以及機電耦合裝置等。


當然發展節能汽車,關鍵技術還必須具備整車整合技術(突破節能車系列化開發、匹配與控制技術難題)、動力技術(突破小型化增壓直噴汽油機燃燒和控制技術、突破高效商用車柴油機燃燒和控制技術、突破乘用車先進柴油機技術等)、傳動技術(突破高效自動變速器的開發和控制技術)、輕量化技術(突破輕質材料、複合材料汽車零組件性能分析、成形及連接等技術難題),以及低阻力技術(突破低風阻、低滾阻、低摩擦等技術難題)等。



圖四 :  節能汽車的發展,對於緩解中國能源與環境壓力至關重要。
圖四 : 節能汽車的發展,對於緩解中國能源與環境壓力至關重要。

新能源汽車

新能源汽車的大規模發展,當然是有效緩解能源與環境壓力,推動汽車產業技術創新與轉型升級的重要策略。新能源汽車是指採用新型動力系統,完全或主要依靠新型能源驅動的汽車,主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池汽車。


近年來,新能源汽車呈現快速發展的趨勢。2014年中國新能源汽車銷售持續倍增,已經成為全球第二大新能源汽車市場。國際預測指出,2020年前,中國將成為全球第一大新能源汽車市場。在中國國家碳排放總量目標和一次能源替代目標需求下,2030年新能源汽車年銷量將繼續大幅提高,規模可望超過千萬輛。


目前中國的規劃,2020年初步建構以市場為導向、企業為主體、產學研緊密結合的新能源汽車產業體系。自主新能源汽車年銷量突破100萬輛,打造明星車型,進入全球銷量排名前10,新能源客車實現大量出口,整車平均故障間隔里程達到2萬公里等,動力電池、驅動電機等關鍵系統達到國際先進水準,都是目前積極推動的目標。


至2025年,目標是希望能形成自主的完整產業鏈,與國際先進水準同步的新能源汽車年銷量可達到300萬完。另外制氫、加氫等配套基礎設施也將更為完善,讓燃料電池汽車可達到區域化的小規模實行。


「十三五」加快發展風力、太陽能、生物質能、水能、地熱能等之發展速度,以國家力量來刺激替代能源普及。


中國新能源汽車的重點產品包括:插電式混合動力汽車、純電動汽車,以及燃料電池汽車等。關鍵零組件重點則包括推進電機、電池、逆變器等關鍵核心零部件自主化,滿足新能源汽車產業的發展需求。細節包括驅動電機、電機控制器、動力電池系統、燃料電池系統及電堆、機電耦合裝置、增程式發動機、高壓總成、整車控制器與輕量化車身等。


至於新能源汽車的關鍵技術包括整車整合技術(突破融合多資訊、以能量管理為核心的整車智能控制技術、高整合度的動力系統電動化等技術難題,開發太陽能電池整車集成應用技術)、電驅動系統技術(突破電機與傳動裝置、逆變器整合,高整合電驅動系統專用變速器等技術難題)、能量存儲系統技術(突破寬溫度、長壽命、全固態電池,低成本、高整合化電池管理等技術難題)、燃料電池系統技術(突破高可靠性膜、催化劑及雙極板,高可靠性供給系統及其關鍵部件等技術難題)、高壓電氣系統技術(突破無線充電、高耐壓等級薄壁絕緣層等技術難題)等。



圖五 :  新型能源材料的開發,目的是為了減少環境的污染。
圖五 : 新型能源材料的開發,目的是為了減少環境的污染。

新型能源材料

當然,新型能源材料的發展,對於能源產業十分的重要。目前中國在新型能源材料的發展進度如下:


1.太陽能電池


晶矽電池效率高於25%,矽基薄膜電池效率高於15%,光伏系統上網電價低於0.5元/kWh,有機太陽能電池能量轉換效率則高於20%,而染料敏化太陽能電池光電轉換效率則可高於15%。


2.鋰電池


能量型鋰電池能量高於300Wh/kg,功率型鋰電池功率高於4000W/kg,動力電池低於1.5元/Wh,儲能電池低於1.0元/Wh,而這些材料及電池生產設備則全部達到國產化。


3.燃料電池


燃料電池系統低於0.3萬元/kW,膜電極成本低於50元/kW,高溫複合膜成本則低於0.3萬元/m2。


石墨烯材料

石墨烯是近年來崛起的新材料,其主要應用於新能源的用途如下:


1.電動汽車鋰電池用石墨烯電極材料


較現有材料充電時間縮短一倍以上,續航里程也提高一倍以上。


2.海洋工程用石墨烯防腐蝕塗料可較傳統防腐蝕塗料壽命提高一倍以上。


3.軟性電子用石墨烯薄膜


性價比超過ITO,且具有優異的曲折性,可廣泛應用於軟性電子領域。


4.光電領域用石墨烯高性能熱介面材料


石墨烯散熱材料較現有產品性能提高兩倍以上。整體突破石墨烯的規模製備技術,石墨烯粉體的分散技術,以及石墨烯電極材料的複合技術。


結語

能源的創新,永遠都是個不會冷卻的議題。這個世界的一切活動,永遠都需要源源不絕的能源來提供更多的能量與創新。藉由崛起的中國對於能源產業的諸多策略,或許正可為台灣甚至全世界,對於能源創新有更多新的方向與作為。



圖六 :  能源創新永遠都是個不會冷卻的議題
圖六 : 能源創新永遠都是個不會冷卻的議題
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