台灣能源轉型進行式ing..... 【綠能科技聯合研發計畫】再生能源點亮創能、儲能應用大未來（05/18/2021 天下雜誌）

文: 台灣經濟研究院

創能技術開發著重提升綠色能源能量與降低成本

創能領域前瞻綠能技術開發配合發揮臺灣太陽光電與離岸風力等再生能源特色，透過提升電池模組效率趨動太陽光電成本下降，以及利用智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維，降低風場運維成本，以提升產業競爭力。

開發高效率、低成本、超輕量之太陽能電池技術

提升太陽能電池效率已刻不容緩，成功大學陳引幹教授團隊運用原子層沉積技術，沉積不同氧化物材料膜層於堆疊型太陽能電池中，以優化各膜層厚度、品質與材料純度等，進一步提升太陽能電池品質。中央大學許晉瑋教授與劉正毓教授團隊以軟性三五族太陽能電池收集室外光源，提供智慧模組(溫度感測器與藍芽)足夠電能回送電子訊號，朝向智慧模組「自我維持」前進。

在降低成本方面，大葉大學黃俊杰教授團隊利用非真空設備取代電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)、用原子層沉積設備(ALD)以及銅漿料取代銀漿料達成低成本射極鈍化及背電極(PERC)太陽能電池開發。成功大學張桂豪副研究員與李文熙教授團隊創新製程置換太陽能鋁電極，以低成本空氣燒結銅電極應用於高效率雙面太陽能電池，將有效降低太陽能電池成本支出，增加產業獲利能力。

隨著太陽光電產能市場逐漸飽和，相關企業轉型尋求高效率與超輕量太陽能模組，以無人機應用為例，臺灣大學藍崇文教授團隊替無人機縫製出可以吸收太陽光轉成電力的衣裝，賦予偵查、通訊等任務。臺灣大學林清富教授團隊開發適合於固定翼無人機之輕量太陽能模組的大面積(30x150 cm2)太陽光模擬器，於宜蘭大學城南校區建置可供太陽能無人機測試起降與飛行場域。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能源為一種乾淨、能量密度高、環保零汙染、應用廣泛與取得容易的新能源，仿生電池即是透過模仿植物光合作用，為既能製氫又能發電的多功能太陽能系統。清華大學嚴大任教授團隊開發氫氣光電催化的催化劑由鉑金轉換為更具有普及性且兼具效能的材料，透過電漿子結構來強化二硫化鉬與日光光場交互作用，增加光能轉化為氫能的效率。中央大學王冠文教授團隊則建置高效穩定低成本之雙效產氫產電系統，利用其太陽能轉換再生電力進行光電催化分解水產氫並儲存，達到能源永續發展之概念。

智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維

面對臺灣附近海域高溫、高濕、多颱風與地震頻繁的特有地理環境，以及海上嚴苛條件，成功大學林大惠教授團隊開發離岸觀測塔風向定向系統，可降低量測成本、提高觀測準確性與量測效率，有助於離岸風場開發之海事工程量測。臺灣大學蔡進發教授團隊著重開發離岸風場運維大數據智慧平台，提供數據及開發各種量測技術，達到風機早期診治、早期預防功效，以期降低運維成本。

儲能技術開發著重高效能、高安全、具經濟性以支持各種儲能應用

隨著電力系統快速發展，電力儲存設備的布建應隨之增加其靈活度，以確保間歇性再生能源的儲存整合，促進電力供應端和儲存之間高效率的轉換。而儲能領域當中，又以先進二次電池與先進氫能為基礎核心發展項目。

開發高能量與高安全之固態電池技術

為進一步提升儲能電池安全與效率，全固態鋰電池已經成為研發主流。研究方向多針對電池正極、負極、以及電解質創新材料與設計，進一步提升能量密度需求與提高電池系統的總體能量。

正極材料方面，大同大學林正裕教授團隊開發具可量產層狀富鋰錳基正極材料合成技術，同時透過離子摻雜技術穩定其正極材料之晶體結構、改善材料的離子導電度，進而提升其電池穩定性及電容量。

負極材料方面，清華大學杜正恭教授團隊採用太陽能板製成切削的廢料矽，將此進行高值化做成鋰電池的負極材料，並用交聯反應開發矽負極黏結劑，以共沉澱法、自身氧化還原法進行正極材料開發參雜改質，提升鋰離子電池的循環壽命和快速充放電的能力。交通大學陳智教授團隊利用電鍍雙晶銅箔作為矽基負極材料的基板，配合富鎳層狀氧化物正極構成鋰電池，提升鋰電池的整體能量密度，提供各項裝置或載具更好的續航力。

電解質材料方面，明志科技大學楊純誠教授團隊主要開發鋰鑭鋯氧氧化物固態電解質，並將其應用在NCM811陰極材料上，最終組裝成鈕釦型及軟包型電池。成功大學方冠榮教授團隊開發高緻密性鈣鈦礦、橄欖石、石榴子石結構氧化物及硫化物電解質，以及具獨特性金屬、非金屬中介層，有效降低固態電解質/電極介面阻抗。臺灣科技大學王復民教授團隊研發固態電解質具環保水溶性，有低成本與綠色製程之特性，且能有效改善固體接觸的介面問題，可製備成高容量、輕量化與高性能二次電池。臺灣大學鄭如忠教授團隊深入探討高分子固態電解質，藉由合成改質方式可提供具彈性的高分子，進一步利用後調整加入鋰鹽的種類及添加劑，使研發的高分子固態電解質更符合商用規格。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能可作為重要儲能技術研發之原因，乃因其最終可實踐潔淨能源，提供眾多行業(如化工、鋼鐵重工及長途運輸等行業)有效脫碳方法，降低碳排放量，改善空氣品質並加強能源安全。且相對其他儲能系統，氫能另一大優勢為其電轉氣儲能系統有儲存量大以及放電時間長的特性。

行政院原子能委員會核能研究所長久以來專注於氫能領域。張鈞量博士團隊開發大氣電漿噴塗製備金屬支撐型固態氧化物燃料電池之可量產技術驗證，可進行大面積(10╳10 cm2)金屬支撐型固態氧化物燃料電池片之生產；余慶聰副研究員團隊利用新型產氫技術結合二氧化碳捕獲技術，使用低成本觸媒生產95%以上的氫氣，省去複雜的純化處理，大幅降低氫氣製造門檻；李瑞益研究員團隊則是著重於開發固態氧化物燃料電池發電系統，可直接將燃料如氫氣、瓦斯或天然氣轉換為電力，並將餘熱回收再利用，具有高能源轉換效率。

燃料電池方面，中央大學李勝偉教授團隊開發中低溫操作的陶瓷電化學儲能電池，所使用的關鍵電解質材料可使操作溫度降到400-700℃區間，且開發關鍵電解質、氫氣電極與空氣電極材料性能與微結構設計，利用靜電紡絲技術製作空氣電極材料奈米纖維，並成功與電解質相互整合，可提升單電池性能14.1%。

儲存氫氣方面，清華大學陳燦耀副教授與曾繁根教授團隊選擇碳材料進行儲氫研究，以零模板水熱碳化法合成出奈米碳球，最後輔以奈米金屬修飾產生之氫溢流效應(Spillover Effect)，提升氫氣吸附效能。

製造氫氣方面，臺北科技大學鄭智成教授團隊致力研發低成本、高穩定度、高效率之中溫固態氧化物電解電池電極材料，另外開發新型氨氣裂解觸媒技術，大幅改善現有氨裂解觸媒反應速率過慢之缺點。中興大學楊錫杭教授團隊則開發非貴金屬觸媒應用於水電解觸媒，以降低裝置成本，並且研發陰離子交換膜和膜電極組，使效率能有效提升。臺灣大學謝宗霖教授團隊發展具突破性之太陽能電解水產氫技術，以低成本、易量產、高效率的鈣鈦礦─矽晶疊層太陽能電池進行電解水產氫，並達到具競爭力之太陽能轉氫能效率水準(10-15%)。而臺灣科技大學胡蒨傑教授研發適於氫氣分離的複合薄膜，藉由熱力學與動力學的基礎理論調控薄膜成膜機制，開發高孔隙度且結構穩定的基材膜，結合優異特性的基材膜及選擇層。

綠色能量持續擴散，協助臺灣繼續邁進成為「亞洲綠能發展中心」

科技部「綠能科技聯合研發計畫」藉由學研界前瞻創新研發能量，推動新能源及再生能源之科技創新，進一步擴大產學研界連結之效益，積極延續科研成果落實產業應用，以期為我國綠能產業布建機會，並協助政府達成能源轉型，且透過綠能科技發展躍身國際舞台。

完整內容請見：
https://www.cw.com.tw/article/5114845

♡

【靠研發拿下石化業國際地位～#長春人造樹脂 天天下功夫做革新】
　
站在一、兩百年歷史的世界資深石化大廠前面，1949年創立的長春人造樹脂僅能算是小伙子，不過它卻靠著不斷突破自己的革新，開發新品、改善製程，在印刷電路板、環氧樹脂封裝材、電木粉領域躍進國際市場的領先群，成為世界大廠不敢小覷的競爭對手。
　
除非過著野地的原始生活，不然在現代生活天天接觸到且帶來便利性的電子產品、餐具、飲料瓶、汽車、衣服、裝潢等材料，或多或少都含有長春人造樹脂製造的樹脂、工程塑膠、特用化學品及印刷電路基層板。
　
使用石油為材料的石化業，是所有工業仰仗的材料之母。一九四九年，從台北工業學校（台北科技大學前身）畢業的林書鴻、鄭信義與廖銘昆，結合各自擅長的化學、機械與電機專業，並共同出資五百元成立長春人造樹脂廠，在台灣戰後復原重建時期裡發掘商機、力拼事業。
　
這三位在日治時代接受工業教育扎實訓練的年輕人，先進口原料做塑膠加工，然而利用廢棄的木屑、木粉，加上他們生產的樹脂，製造出電木粉，成為台灣第一家生產塑膠的工廠。
　
《做創新 要跑在客戶需求之前》
一般的電木粉經過加工，可用於電器的絕緣零件、藥罐的黑瓶蓋、電鍋的把手。不過，長春人造研發的電木粉，卻是毛利率極高的產品。
　
當時，從上海來台生產消防器材的震旦無限公司推出一款泡沫滅火器，上頭使用鋁合金材質的壓蓋。長春人造認為電木粉也可以壓製成蓋子取代鋁合金蓋，於是向震旦推介試用，希望能談成生意。
　
但是，長春人造的電木蓋強度不足、無法耐壓、容易碎裂，不合規格。於是，林書鴻動腦筋想辦法將麻袋浸入樹脂，加上電木粉加工製成符合震旦要求的滅火器蓋子。「十五分鐘做好一個蓋子，每個蓋子成本一．五元、售價賣七元。每個小時生產四個，一天三班生產可以賺五百元。」現任長春人造樹脂董事長林書鴻回憶六十四年前創業的景況說，當時高中畢業生一個月薪水約七十五元，長春人造生產一個晚上的獲利是別人一個人超過半年以上的月薪。
　
因為有市場、有利潤，長春人造初次做研發就嘗到了甜果並大受啓發，之後這三個合夥人埋頭鑽研新技術，等待市場需求出現。林書鴻強調，研發技術必須跑在客戶需求前面，即使市場不需要，長春人造還是必須繼續往前開發新技術，三、四樣新技術能被開發出一項成功的產品，就很不得了。
　
像長春人造研發的耐水三夾板接著劑、ＰＶＡ（聚乙稀醇）、電子材料用的電解銅箔等，品質極佳，能與國外同業大廠在國際市場上平起平坐。
　
「我們不是隨便蓋個大廠就能贏人家，而是一直用自己技術創造很多產品，才有這樣的競爭力。」林書鴻說，「大」不一定贏，要致勝終究還是得靠研發，靠自己對材質的深入研究，往原料端上游發展，才能藉由改善製程、減少材料與能源耗用、降低製造成本、提高生產良率，培厚企業的競爭力。
　
《動腦改革日日新 永無盡頭》
長春人造以研發作為企業永續發展的主動力，以及穩健獲利的主根基；公司營業額的五％用於研發經費，連同集團的一○％人力作為研究人員員額，推動執行各項研發專案。
　
林書鴻認為，長春人造做研發還有另外一個好處是，擁有技術的國際同業知道長春人造是內行人，即使長春人造自己無法做出新技術，而向對方購買世界一流的技術，對方也不敢要求那樣多的技術轉移費用，更不會因此看不起長春人造，「因為我們買下技術後，還會繼續研究針對技術加以改善，這就是我們的獨到之處。」
　
動腦研發，就像是長春人造企業文化的ＤＮＡ，高齡八十六歲的林書鴻更是帶頭以身示範，每天都有新點子從他的腦子裡蹦出來。
　
「要不斷地革新，腦筋要進步。 今天想的不是最好，明天想的還會更好，這是我們經營的Know how。」從企業內部管理、生產製程到工廠設備，林書鴻每天都在想著有沒有更好的改善措施。他經常在一大早睡醒、晨泳後，想到改善方法，「但沒有永遠最好的方法，想這些革新有『促瞇』（趣味）啦！」
　
《鼓勵中小企業增加管理創新》
今日要掌握全球市場，企業面臨的挑戰越來越多，像長春人造就遇到了全球石化業市場陷入殺低價格的紅海市場。林書鴻強調，為了掙脫紅海市場的糾纏，就必須開發獨家新產品另闢藍海市場，平衡紅海市場的收入。
　
他進一步表示，由於企業經營的風險與威脅不斷湧出，如果能從核心領域增加一些管理創新的功能，或許企業遇到的危機就可以轉為契機。

林書鴻以過來經驗提醒想打破傳統轉型升級的台灣中小企業，首先務必要專注本業的發展，整和企業內部資源，開發出具有獨特優勢的產品或服務，創造可觀的利潤和商機；再者，強化產品與製程創新，發展量少、質精、多樣的利基型商品；設法降低營運成本，對不賺錢或不具未來貢獻價值的商品、部門或關係企業，做出適當明快的處置。
　
此外，建立人才培訓的學習管道，訓練員工擁有持續學習與更新的能力；推動企業組織再造，運用管理技術與內控技巧，不斷更新組織架構、調整經營策略、改善作業流程，保持企業競爭力；充分利用資訊科技的效能，打造掌握未來市場的競爭力。
　
去年，國內多數石化大廠受到全球景氣不佳的衝擊，獲利創新低，但長春人造以深耕特用化學品市場的堅強實力，仍獲每股純益六．四七元。
　
將高值化的商品留在台灣生產，如此專注在自己的優勢，長春人造長期投入研發，占住一塊利基市場，已形成競爭對手難以進入的障礙。