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2024年亞太地區能源技術發展

陳霈、古慧雯/ 發布日期:2024/09/03/ 瀏覽次數:311

一、前言

Frost & Sullivan評估了亞太地區的電力和能源市場,主力聚焦於發電,但亦涵蓋電網、儲能、氫及化石燃料在趨勢中的角色。Frost & Sullivan預測2024年亞太地區的能源發展將呈現多樣化趨勢,煤炭、天然氣、太陽能與風力發電產能皆大幅成長,並促進電網基礎設施的投資。以下說明亞太地區的電力與能源市場發展趨勢。

二、亞太地區重要發展趨勢

(一)深具企圖心的目標引領再生能源進步:2023年再生能源占總發電量的19.8%,高於2022年的19.4%。多數亞太地區國家設定了針對2030年和2040年太陽能和風力發電的發展目標。新加坡的太陽能發展迅速,越南的需求減弱後,菲律賓將成為下一個太陽能新興市場。越南、日本、韓國和台灣將在2023 年至2030 年間增加約46.2 GW的離岸風力發電裝置容量。Frost & Sullivan預測2030年APAC裝置離岸風力發電容量將達37 GW。然而,須先著手處理複雜的監管環境和供應鏈瓶頸,否則2030年離岸風力發電目標可能會推遲至2040年。

(二)日韓重新投入核電發展:日本計畫在2023年啟用及延長現有核反應爐設施壽命,並開發新一代創新反應爐。韓國預計於2033年啟動小型模組化核子反應爐(small modular reactors, SMR)營運計畫。台灣是唯一逐步淘汰核能的亞洲國家,將於2024~2025年關閉最後的反應爐。東協國家(The Association of Southeast Asian Nations, ASEAN)則多處於核能發展的初期階段,印尼規劃在2045年建設首座核電廠。
(三)永續熱能解決方案(Thermal Solutions)的成長:亞太地區推動潔淨煤炭(clean coal)以促進永續熱能減少碳排放,策略包括:生質燃煤發電;加裝碳捕獲、利用與封存(Carbon Capture Utilisation and Storage, CCUS)設備;以氫或氨作為燃料與煤炭混燒。韓國和日本推動生質混燒(biomass cofiring),印尼則是進行生質混燒比例試驗,並擴大應用至所有煤炭計畫。亞太地區僅有少數碳捕獲和封存的營運計畫,主要集中在澳洲和日本;氫在印尼、新加坡等地將規劃用於發電;氨混燒在日本和東南亞試驗,技術尚處於起步階段。

(四)微電網將成為主流:微電網將有效推進再生能源和儲能的整合,主要應用於社區和偏遠島嶼。再者,亞太地區的發展因地而異:日本和台灣重視災害應對和電網韌性提升;泰國和越南的商業和工業客戶則關注環保和永續發展。印尼和菲律賓政府支持偏遠地區電氣化,台灣規劃投資微電網來強化電力基礎設施。澳洲則推動社區微電網,尤其在偏遠地區,整合分散式能源供應電力。

(五)氫短期成長緩慢:2033年後市場將以綠氫為主;日本和韓國投資於氫氣生產,但仍需進口;馬來西亞砂勞越能源公司(Sarawak Energy Berhad)將在2028年開始向韓國出口氫氣;印尼將在2025年啟動綠氫前導計畫;澳洲規劃在2030年前能具備出口大量綠氫和藍氫的產能,同時降低運輸成本以促進氫能貿易。

(六)以儲能提升電網韌性和整合再生能源:隨著更多國家承諾實現碳中和,擴大發展再生能源的同時,對先進電網和儲能系統的需求也隨之增加,如需求響應(demand response, DR)、屋頂式太陽能的備用能源、公用事業規模的再生能源併網,以確保電網的穩定性和韌性。Frost & Sullivan預估在2024至2035年間亞太地區對公用事業規模之儲能系統的需求將增加82.4 GW容量,其中超過80%來自韓國和澳洲。澳洲截至2024年初統計,正在建置之電池儲能系統的容量超過7GW/15GWh;日本的電網規模之電池儲能系統則尚在前導計畫階段;南韓計畫到2030年佈局3.7 GW的儲能系統;越南快速成長的再生電力需求使其成為最具潛力的儲能市場。

 

三、2024年能源領域新興技術在亞太地區的發展潛力

Frost & Sullivan評選出2024至2028年對社會影響重大的50大新興技術,以下摘錄能源領域新興技術在亞太地區的發展潛力。

(一) 次世代磷酸鋰鐵(lithium iron phosphate, LFP)電池

次世代磷酸鋰鐵電池由鋰、鐵、磷酸鹽等陰極材料和碳基陽極組成,不需要鈷和鎳等稀有金屬材料,且較現有鋰離子電池具備更高的安全特性和成本效益,在儲能應用領域極具發展潛力。在市場方面,無論在銷售量還是市場占有率,中國在全球次世代磷酸鋰鐵電池市場上佔據領先地位,知名製造商如CATL、比亞迪(BYD)。

(二) 粉紅氫(Pink Hydrogen)

透過核子反應爐電解水產生的潔淨氫能稱為粉紅氫。目前已有超過20個國家,承諾至2050年擴增核能產能,並推動粉紅氫生產。粉紅氫生產在亞太地區主要由日本和中國領導,如日本於2022年宣布利用高溫核子反應爐中進行氫生產示範;中國則計畫利用600 MW超高溫氣冷核子反應爐生產氫氣。

(三) 加熱製程電氣化(Process Heat Electrification)

加熱製程電氣化技術指的是將工業製程所需熱能從傳統的化石燃料驅動方式轉向直接使用電力(直接電氣化)或利用電力生產低碳合成燃料(間接電氣化),以減少溫室氣體排放。澳洲再生能源署(Australian Renewable Energy Agency, ARENA)在2023年至2024年編列2.63億美元於工業轉型潮(Industrial Transformation Stream, ITS)計畫,通過整合能源效率、電氣化和太陽熱能系統來實現低排放金屬的生產。此外,日本也投入155億美元的綠色創新基金,推動工業先進綠色技術的研發。

(四)小型模組化核子反應爐(small modular reactor, SMR)

小型模組化核子反應爐(SMR)是一種模組化的核分裂反應爐,典型容量小於300MW(涵蓋容量小於50MW的微型核子反應爐)。SMR在設計、安全性、建造和運營成本方面較傳統核子反應爐更具優勢,並且能更靈活應用。亞太地區主要由中國和韓國領導。2023年韓國宣布成立SMR聯盟,整合公私部門的資源,促進國內SMR生態系統發展;同年,中國啟動全球首座第四代SMR,容量為200 MW的高溫氣冷核子反應爐,並由中國核工業集團和清華大學共同營運。

(五)鈉離子電池(Sodium-ion batteries, SIB)

鈉離子電池類似鋰離子電池,以儲量豐富的鈉金屬作為電荷載體,藉由鈉離子的移動,進行電化學反應。中國為鈉離子電池的主要市場。中國國內對儲能和電動車的龐大需求,促使大型電池製造商,如CATL、比亞迪和中科海鈉科技HiNa Battery Technology,加速擴展GWh規模的SIB產能。

(六) 串聯型太陽能電池(Tandem solar cells)

串聯型太陽能電池透過堆疊多個不同半導體材料製成的太陽能電池,可更有效地吸收和利用太陽光譜中的各種波長,以提高轉換效率。亞太地區的國家制定了雄心勃勃的太陽能部署目標,預計將推動串聯型太陽能電池的創新。印度和日本預計到2030年將太陽能發電容量增加到超過100 GW。近年來,日本夏普公司與新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)合作開發出效率高達33.7%的矽-串聯型太陽能電池。

 

四、結論與展望

亞太地區高度重視能源安全,儘管脫碳策略積極,但大多數國家難以落實。再生能源成長穩定。然而,在這十年從化石燃料轉向清潔能源的成長幅度將逐漸趨緩。Frost & Sullivan進一步預測,各國屋頂太陽能均將顯著成長;公用事業規模(Utility-scale)的太陽能、陸上風電和離岸風電在部分東亞國家、澳洲和越南將有較高成長率。電池儲能系統(battery energy storage systems, BESS)是現代能源系統靈活性和韌性的關鍵,而擁有支持性政策和先進市場設計的國家將取得先機。氫被視為加速實現淨零能源轉型的最具前景的技術,澳洲在氫出口方面領先,日韓則在建立氫供應鏈上力求發展機會。煤炭仍是多數國家的主要能源;天然氣的未來充滿挑戰亦將有所成長,政策改革和價格調整成為關鍵。

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