全球能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，來(lái)到了一個(gè)關(guān)鍵的瓶頸，由於環(huán)保節(jié)能議題持續(xù)發(fā)酵，使得新一代的環(huán)保能源與替代能源正方興未艾，然而過(guò)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(huán)保意識(shí)抬頭，中國(guó)替代能源政策也受到關(guān)注。

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

中國(guó)的「十三五」計(jì)畫(huà)中，將替代能源納入了國(guó)家的發(fā)展中，藉由政府的力量來(lái)推動(dòng)，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(jì)畫(huà)中相關(guān)的能源策略，供讀者做為參考。

圖二 : 十三五規(guī)劃將致力調(diào)降光伏發(fā)電電價(jià)。

中國(guó)光伏加速發(fā)展

中國(guó)國(guó)家發(fā)改委發(fā)出了《關(guān)於完善陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)政策的通知》，在「十三五」期間，中國(guó)陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電的電價(jià)，將隨著發(fā)展規(guī)模逐年下調(diào)，以實(shí)現(xiàn)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)畫(huà)》所提出的：2020年風(fēng)力發(fā)電與煤電上網(wǎng)電價(jià)相當(dāng)、光伏發(fā)電與電網(wǎng)銷(xiāo)售電價(jià)相當(dāng)?shù)哪繕?biāo)。

據(jù)了解，「十三五」加快發(fā)展風(fēng)力、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、水能、地?zé)崮艿取３思訌?qiáng)儲(chǔ)能和智能電網(wǎng)建設(shè)，並發(fā)展分佈式能源，推行節(jié)能低碳電力調(diào)度。而包括風(fēng)力與太陽(yáng)能的費(fèi)率，也都會(huì)陸續(xù)調(diào)降，以國(guó)家力量來(lái)刺激替代能源普及。

光伏產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)

根據(jù)TrendForce的調(diào)查指出，光伏產(chǎn)業(yè)所遭遇的問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)性仍是制約光伏發(fā)電發(fā)展的主因。此外，技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)是制約發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，而適應(yīng)光伏發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的管理體系仍有待完善，且適應(yīng)光伏發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的配套產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系也尚未建立。

目前光伏產(chǎn)業(yè)的政策著力點(diǎn)，包括：建立光伏發(fā)電目標(biāo)引導(dǎo)機(jī)制、加大財(cái)政支持力度、配套電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行機(jī)制、與建立光伏發(fā)電市場(chǎng)的價(jià)格管理政策等。

在中國(guó)十三五期間，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)，將加快推進(jìn)中東部地區(qū)分佈式光伏發(fā)電和西部地區(qū)光伏電站規(guī)模化發(fā)展，推進(jìn)重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)帶及重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)高比例光伏應(yīng)用、光伏發(fā)電綜合利用基地、光伏扶貧、高比例可再生能源示範(fàn)區(qū)、大型光伏發(fā)電基地、與光伏發(fā)電綜合治理與「領(lǐng)跑者計(jì)畫(huà)」等六大重點(diǎn)工程。

圖三 : 地廣的中國(guó)正適合發(fā)展風(fēng)力發(fā)電。

節(jié)能汽車(chē)

TrendForce指出，在未來(lái)三十年內(nèi)，傳統(tǒng)汽車(chē)仍將在消費(fèi)市場(chǎng)佔(zhàn)有絕對(duì)主導(dǎo)地位，只不過(guò)，節(jié)能汽車(chē)的發(fā)展，對(duì)於緩解全球能源與環(huán)境壓力也有著至關(guān)重要的功能。傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，是未來(lái)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)縮短差距，並有利於新能源汽車(chē)發(fā)展和市場(chǎng)導(dǎo)入的重要方向。節(jié)能汽車(chē)是指以?xún)?nèi)燃機(jī)為主要?jiǎng)恿Γ剂舷牧績(jī)?yōu)於下一階段目標(biāo)值的汽車(chē)。

伴隨節(jié)能環(huán)保法規(guī)的不斷嚴(yán)格，無(wú)論是國(guó)家層面、企業(yè)層面，還是用戶層面，都對(duì)節(jié)能汽車(chē)出現(xiàn)強(qiáng)烈需求。近來(lái)年，汽車(chē)平均油耗持續(xù)下降，節(jié)能汽車(chē)的市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)快速成長(zhǎng)趨勢(shì)。2020年，中國(guó)節(jié)能汽車(chē)年銷(xiāo)量將達(dá)到汽車(chē)市場(chǎng)需求總量的30%，2025年銷(xiāo)量將超過(guò)40%。

未來(lái)中國(guó)節(jié)能車(chē)輛的發(fā)展重點(diǎn)包括：節(jié)能內(nèi)燃動(dòng)力車(chē)、混合動(dòng)力乘用車(chē)、節(jié)能柴油商用車(chē)、混合動(dòng)力商用車(chē)，與替代燃料汽車(chē)等。關(guān)鍵零組件則包括重點(diǎn)推進(jìn)電機(jī)、電池、逆變器等關(guān)鍵核心元件的自主化，滿足新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，重點(diǎn)包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、動(dòng)力電池系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)及電堆，以及機(jī)電耦合裝置等。

當(dāng)然發(fā)展節(jié)能汽車(chē)，關(guān)鍵技術(shù)還必須具備整車(chē)整合技術(shù)（突破節(jié)能車(chē)系列化開(kāi)發(fā)、匹配與控制技術(shù)難題）、動(dòng)力技術(shù)（突破小型化增壓直噴汽油機(jī)燃燒和控制技術(shù)、突破高效商用車(chē)柴油機(jī)燃燒和控制技術(shù)、突破乘用車(chē)先進(jìn)柴油機(jī)技術(shù)等）、傳動(dòng)技術(shù)（突破高效自動(dòng)變速器的開(kāi)發(fā)和控制技術(shù)）、輕量化技術(shù)（突破輕質(zhì)材料、複合材料汽車(chē)零組件性能分析、成形及連接等技術(shù)難題），以及低阻力技術(shù)（突破低風(fēng)阻、低滾阻、低摩擦等技術(shù)難題）等。

圖四 : 節(jié)能汽車(chē)的發(fā)展，對(duì)於緩解中國(guó)能源與環(huán)境壓力至關(guān)重要。

新能源汽車(chē)

新能源汽車(chē)的大規(guī)模發(fā)展，當(dāng)然是有效緩解能源與環(huán)境壓力，推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要策略。新能源汽車(chē)是指採(cǎi)用新型動(dòng)力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，主要包括純電動(dòng)汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)。

近年來(lái)，新能源汽車(chē)呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)。2014年中國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)售持續(xù)倍增，已經(jīng)成為全球第二大新能源汽車(chē)市場(chǎng)。國(guó)際預(yù)測(cè)指出，2020年前，中國(guó)將成為全球第一大新能源汽車(chē)市場(chǎng)。在中國(guó)國(guó)家碳排放總量目標(biāo)和一次能源替代目標(biāo)需求下，2030年新能源汽車(chē)年銷(xiāo)量將繼續(xù)大幅提高，規(guī)模可望超過(guò)千萬(wàn)輛。

目前中國(guó)的規(guī)劃，2020年初步建構(gòu)以市場(chǎng)為導(dǎo)向、企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)體系。自主新能源汽車(chē)年銷(xiāo)量突破100萬(wàn)輛，打造明星車(chē)型，進(jìn)入全球銷(xiāo)量排名前10，新能源客車(chē)實(shí)現(xiàn)大量出口，整車(chē)平均故障間隔里程達(dá)到2萬(wàn)公里等，動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等關(guān)鍵系統(tǒng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)，都是目前積極推動(dòng)的目標(biāo)。

至2025年，目標(biāo)是希望能形成自主的完整產(chǎn)業(yè)鏈，與國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)同步的新能源汽車(chē)年銷(xiāo)量可達(dá)到300萬(wàn)完。另外制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施也將更為完善，讓燃料電池汽車(chē)可達(dá)到區(qū)域化的小規(guī)模實(shí)行。

「十三五」加快發(fā)展風(fēng)力、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、水能、地?zé)崮艿戎l(fā)展速度，以國(guó)家力量來(lái)刺激替代能源普及。

中國(guó)新能源汽車(chē)的重點(diǎn)產(chǎn)品包括：插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)，以及燃料電池汽車(chē)等。關(guān)鍵零組件重點(diǎn)則包括推進(jìn)電機(jī)、電池、逆變器等關(guān)鍵核心零部件自主化，滿足新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。細(xì)節(jié)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、動(dòng)力電池系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)及電堆、機(jī)電耦合裝置、增程式發(fā)動(dòng)機(jī)、高壓總成、整車(chē)控制器與輕量化車(chē)身等。

至於新能源汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)包括整車(chē)整合技術(shù)（突破融合多資訊、以能量管理為核心的整車(chē)智能控制技術(shù)、高整合度的動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化等技術(shù)難題，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能電池整車(chē)集成應(yīng)用技術(shù)）、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)（突破電機(jī)與傳動(dòng)裝置、逆變器整合，高整合電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)專(zhuān)用變速器等技術(shù)難題）、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)技術(shù)（突破寬溫度、長(zhǎng)壽命、全固態(tài)電池，低成本、高整合化電池管理等技術(shù)難題）、燃料電池系統(tǒng)技術(shù)（突破高可靠性膜、催化劑及雙極板，高可靠性供給系統(tǒng)及其關(guān)鍵部件等技術(shù)難題）、高壓電氣系統(tǒng)技術(shù)（突破無(wú)線充電、高耐壓等級(jí)薄壁絕緣層等技術(shù)難題）等。

圖五 : 新型能源材料的開(kāi)發(fā)，目的是為了減少環(huán)境的污染。

新型能源材料

當(dāng)然，新型能源材料的發(fā)展，對(duì)於能源產(chǎn)業(yè)十分的重要。目前中國(guó)在新型能源材料的發(fā)展進(jìn)度如下：

1.太陽(yáng)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(tǒng)上網(wǎng)電價(jià)低於0.5元/kWh，有機(jī)太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率則高於20%，而染料敏化太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)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(dòng)力電池低於1.5元/Wh，儲(chǔ)能電池低於1.0元/Wh，而這些材料及電池生產(chǎn)設(shè)備則全部達(dá)到國(guó)產(chǎn)化。

3.燃料電池

燃料電池系統(tǒng)低於0.3萬(wàn)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(wàn)元/m2。

石墨烯材料

石墨烯是近年來(lái)崛起的新材料，其主要應(yīng)用於新能源的用途如下：

1.電動(dòng)汽車(chē)鋰電池用石墨烯電極材料

較現(xiàn)有材料充電時(shí)間縮短一倍以上，續(xù)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(tǒng)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?xún)r(jià)比超過(guò)ITO，且具有優(yōu)異的曲折性，可廣泛應(yīng)用於軟性電子領(lǐng)域。

4.光電領(lǐng)域用石墨烯高性能熱介面材料

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

結(jié)語(yǔ)

能源的創(chuàng)新，永遠(yuǎn)都是個(gè)不會(huì)冷卻的議題。這個(gè)世界的一切活動(dòng)，永遠(yuǎn)都需要源源不絕的能源來(lái)提供更多的能量與創(chuàng)新。藉由崛起的中國(guó)對(duì)於能源產(chǎn)業(yè)的諸多策略，或許正可為臺(tái)灣甚至全世界，對(duì)於能源創(chuàng)新有更多新的方向與作為。

圖六 : 能源創(chuàng)新永遠(yuǎn)都是個(gè)不會(huì)冷卻的議題