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資料時間:2019/7/18     提供者 : 林祥輝  
 

日本公告2019年度「戰略的節能技術創新計畫」第2次公開募集,將優先支援新「節能技術戰略」中的39項重要技術


摘要

日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)為建立節能型經濟社會和加強產業競爭力,於2019年7月18日公告2019年度「戰略的節能技術創新計畫」第2次公開募集計畫,將支援有望實現高節能效果的技術研究與開發,募集時間自2019年7月18日至8月23日[1]。

 

「戰略的節能技術創新計畫」將優先支援2019年7月18日修訂的「節能技術戰略」的「重要技術」[2, 3]。該計畫設定「基本方案」和「主題設定型業者合作方案」等2個方案,如表1所示。

 

基本方案:因應各種技術的開發風險和成熟度不同,設計出技術開發的3個階段:

  1. 育成研發階段:提出解決問題的具體方法和釐清商業化的前景等,制定開發和引進方案之節能技術開發。被定位為實用化開發和實證開發前的先期研究,因此必須組合實用化開發和實證開發階段,提出計畫申請案。技術開發費的上限為每件每年2,000萬日元(約新台幣580萬元)。NEDO補助2/3以內,計畫期限2年以內。
  2. 實用化開發階段:利用企業和大學所擁有的技術和專業知識(know how),進行節能技術開發。原則上,在開發結束後3年內實現商業化。技術開發費用的上限為每件每年3億日元(約新台幣8,700萬元),NEDO補助2/3或1/2以內,計畫期限3年以內。如果與其他階段組合,計畫期限可能為1年。若是3年計畫,將在第2年結束前進行審查,決定計畫是否繼續執行。
  3. 實證開發階段:克服阻礙商業化的因素,並取得有助於實現穩定商業化的實證數據等之節能技術開發。原則上,在開發結束後要求儘快實現商業化。技術開發費用的上限為每件每年10億日元(約新台幣2.9億元),NEDO補助1/2或1/3以內,計畫期限3年以內。如果與其他階段組合,計畫期限可能為1年。若是3年計畫,將在第2年結束時進行審查,決定計畫是否繼續執行。

 

 

主題設定型業者合作方案:可解決業界的共通課題和不同行業課題的創新技術開發,以及有關新技術統一評估方法的開發。由多家業者設定相互合作的主題(技術開發課題),通過技術開發和成果推廣,擴大節能成效。原則上,在開發結束後需要在3年內實現商業化。技術開發費用的上限為每件每年10億日元(約新台幣2.9億元),NEDO補助2/3以內,計畫期限5年以內。4年以上的計畫,將在第3年結束前進行審查,決定計畫是否繼續執行。

 

主題設定型業者合作方案的節能技術開發項目有(1)高效率空調技術;(2)節能型零組件、材料製造程序;(3)物流機能的效率化;(4)能源管理系統和相關設備、物聯網(IoT)/人工智慧(AI)/大數據/資通訊技術(ICT)應用、整合控制技術等相關的創新技術開發。

 

表1、日本2019年度第2次「戰略的節能技術創新計畫」的補助要點[1]

日本2019年度第2次「戰略的節能技術創新計畫」的補助要點(詳如上文所述)

 

基本方案的申請可以提出組合各階段的計畫。在階段轉換時,將進行審查,對於預期可實現高節能效果的技術開發計畫,提供無縫接軌的支援。有以下6類的組合計畫:(圖1)

A類:「育成研發」+「實用化開發」+「實證開發」

B類:「育成研發」+「實用化開發」

C類:「育成研發」+「實證開發」

D類:「實用化開發」+「實證開發」

E類:「實用化開發」

F類:「實證開發」

日本「戰略節能技術創新計畫」基本方案(詳如上文所述)

圖1、「戰略節能技術創新計畫」基本方案[4]

 

 


評析

日本經濟產業省資源能源廳和新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)依據「第5次能源基本計畫」,為有效促進節能技術的研發和推廣,實現徹底節能的社會,經過專家檢討未來有重大節能潛力的技術後,於2019年7月18日修訂「節能技術戰略2016」的「重要技術」[2, 3] 。

 

節能技術戰略的第一版為「節能技術戰略2007」,之後陸續修改,作為促進2030年節能技術開發的路線圖。「節能技術戰略2016」針對能源轉換和供給、工業、住商、運輸、跨部門等,選定14項節能重要技術[5]。

 

本次修訂針對「節能技術戰略2016」的14項重要技術再細分化,並追加以下的重要技術,修訂後合計共有39項重要技術,如圖2所示。主要新增「廢熱利用」、「數位化技術的利用」、「再生能源的主力電源化」等3類的重要技術,如下:

  1. 促進廢熱利用和熱系統的脫碳化,追加將廢熱高效率轉換為電力的技術、高效率用電加熱的技術,包括:廢熱的高效率電力轉換、熱能的循環利用、高效率電力加熱(感應加熱、雷射加熱、熱泵加熱)等。
  2. 基於使用數位化技術的新商業模式的出現,以及近年來資訊量迅速增加,追加第4次產業革命相關技術,包括:節能型數據中心(次世代處理器:類神經、量子計算)、交通流量控制系統(汽車共用、共乘等)、智慧物流系統(區塊鏈運用)等。
  3. 基於再生能源主力電源化的方針,追加電力供需的調整力和預備力(彈性)的相關技術,包括:確保彈性的系統端、商業用和工業用高效率發電、電力的供需調整(能源儲存、高性能蓄電池)等。

 

有關39項重要技術的技術概要、要解決的功能和課題、技術開發動向、政策和技術開發目標等詳細說明,可參考「補足資料」[6]。附表一摘要說明這39項重要技術。

日本節能技術戰略中選定的重要技術(詳如上文所述)

圖2、節能技術戰略中選定的重要技術[2,3]

 

日本參考「節能技術戰略2016」[5],於2018年修訂節約能源法,推動多家業者共同合作推動節能計畫之認定,這反映在「戰略的節能技術創新計畫」增設「主題設定型業者合作方案」的節能技術開發,擴大節能的成效。此外,為進一步強化節能措施,因應技術發展,善用符合時代潮流的節能手法,追加節能技術戰略的重要技術,包括廢熱利用、數位化技術的利用、再生能源的主力電源化等3類,共有39項重要技術,其中有許多值得我國在創新節能技術研究開發上之參考。

 


參考資料

[1] 2019年度「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」に係る第2回公募について,国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO),2019/7/18。

[2] 「省エネルギー技術戦略2016」の「重要技術」を改定しました,經濟產業省,2019/7/18。

[3] 省エネルギー技術戦略の重要技術を改定,国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO),2019/7/18。

[4] 戦略的省エネルギー技術革新プログラム-基本スキーム,国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO),2019/7/18

[5] 日本發表「節能技術戰略2016」,針對能源轉換和供給、工業、住商、運輸、跨部門等5大部門,選定對節能有顯著貢獻的14項重要技術領域,能源知識庫,2016/9/16。

[6] 補足資料,国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO),2019/7/18。

 

 

 


附表一、節能技術戰略中選定的39項重要技術[2, 3]

領域

重要技術課題

內容

能源轉換和供給部門

高效率電力供給

  1. 確保彈性的系統端高效率發電

燃燒天然氣、煤炭等,推動燃氣輪機和蒸汽輪機,轉換為電力的系統端高效率技術。

再生能源大量引進下,為確保調整力和預備力(彈性)之發電機啟動計畫和輸出控制技術等。

  1. 確保彈性的商業用和工業用高效率發電

做為系統供需調整力和預備力(彈性),可經濟自立的商業用和工業用高效率發電技術。

燃氣引擎、燃氣輪機、固體氧化物燃料電池(SOFC)等。

  1. 高效率輸電

高效率輸送電力的技術。

高壓直流輸電(HVDC)、超高壓輸電(UHV)、超電導輸電、離岸輸電、動態提高輸電線路輸送容量(Dynamic Line Rating, DLR)等。

  1. 高效率電力轉換

降低電力轉換時能源損失的技術。

高效率電力電子技術在變壓器,斷路器等中的應用、直流供電系統等。

  1. 次世代配電

支援大量引進再生能源,以及引進純電動車(BEV)、插電式混和動力車(PHEV)等,同時將電壓等控制在適當範圍內之配電端技術和系統。

再生能源的有效利用

  1. 電力的供需調整

可以調整和優化整個能源系統的電力供需,並減少能源損失的技術。

調整電力供給端的能源儲存和轉換技術、調整電力需求端的需量反應、優化電力供需的能源管理系統等。

高效率供熱

  1. 區域供熱

在某一區域高效率供熱的技術和系統。

透過導管等進行線上熱輸送、利用蓄熱技術進行比較長距離的離線熱輸送。

  1. 高效率加熱

減少化石燃料使用量的高效率加熱技術。

電加熱、燃燒加熱、蒸汽加熱等。

熱能的有效利用

  1. 熱能的循環利用

有助於循環利用排放到環境中的熱能的技術,主要是在工業部門。

壓縮式、吸收式、吸附式熱泵,蒸汽回收再生壓縮(Vapor Re-Compression, VRC)等。

  1. 廢熱的高效率電力轉換

將廢熱轉換為電力的技術。

熱電轉換模組、史特林(Stirling)發電、有機朗肯循環(ORC)系統等。

  1. 支持熱能系統的基礎技術

可以有效率地減少、回收和再利用熱能,並減少能源損失的通用基礎技術。

熱電轉換技術、隔熱技術、熱交換技術、蓄熱技術等。

工業部門

製程的節能化

  1. 創新的化學品製程

減少能源使用量,同時考慮到燃料、熱、電力等的有效使用,旨在儘量降低能源損失的化學品製程。

薄膜分離、人工光合成、非食用生物質利用、流動精密合成等。

  1. 創新的煉鋼製程

煉鋼製程的節能和減少CO2 排放的技術,主要是提高高爐的能源效率。氫氣還原等製程技術、焦鐵(ferro-coke)技術等。

  1. 熱利用製程

熱利用製程的高效率化技術。熱泵技術、電加熱方式等。

  1. 加工技術

提升生產加工的通用基礎技術,實現節能的技術。

利用雷射和3D列印的產品加工技術、永磁同步馬達等動力技術等。

  1. 利用物聯網IoT、人工智慧AI的節能製程

監控工廠生產線的運轉狀況和能源消費狀況,進行優化控制的技術。傳感器技術、整合控制技術等。

  1. 創新的半導體製程

因應多樣產品製造的生產系統的效率化,減少半導體製程能源消費的技術。

住商部門

ZEB/ZEH和 LCCM住宅

 

ZEB: net Zero Energy Building

 

ZEH: net Zero Energy House

 

LCCM: Life Cycle Carbon Minus

  1. 高性能外牆技術

有助於提高住宅和建築物外牆性能的技術。

降低負荷技術、自然能源利用技術、可動百葉窗,可變性能玻璃、節能改造技術等。

  1. 高效率空調技術

實現住宅和建築物中使用高效率空調的技術。

高效率熱源設備、冷媒輸送、外部空氣處理等、生命週期維修技術、未利用熱的利用技術等。

  1. 高效率熱水供給技術

實現住宅和建築物中使用高效率熱水供給的技術。

高效率熱源設備、設備易於維修的設計、生命週期維修技術、未利用熱的利用技術等。

  1. 高效率照明技術

提高 LED 照明和有機 EL 照明等照明設備效率的技術。

提高照明系統效率的相關技術,例如採光、作業環境照明、傳感器等,控制技術,以及與日光連動的優化技術。

  1. 同時實現舒適性、生產率和節能的新系統和評估技術

改善人類生活品質的系統和評估技術,如生活方便和工作方便。還包括用於取得相關環境和人類數據的物聯網IoT、傳感器技術等。

  1. ZEB/ZEH/LCCM住宅的設計、評估和運用技術,創新的能源管理技術(xEMS)

用於評估設計時、規格變更時的技術。用於取得、累積、整合和優化整個住宅、建築、社區、區域和都市系統數據的技術。

節能型資訊設備和系統

  1. 節能型數據中心

節能型數據中心的組成:ICT 設備(伺服器、儲存器等)、附帶設備(空調、電源等)、裝置(處理器等)等節能型設備,操作管理技術(虛擬化技術等)。

  1. 節能型區域網和終端

區域網和終端節能型資訊處理技術,資訊通信設備。

藉由邊界(edge)/霧(fog)計算等減少延遲,以減輕數據中心負載的技術,降低顯示器和PC等設備功耗的技術。

運輸部門

次世代汽車

  1. 內燃引擎汽車/混合動力車的性能改進技術

有助於提高內燃引擎汽車/混合動力車能源效率的技術。

  1. 插電式混合動力車(PHEV)/純電動車(BEV)的性能改進技術

有助於提高PHEV/BEV能源效率的技術。

  1. 燃料電池車(FCEV)的性能改進技術

有助於提高FCEV能源效率的技術。

  1. 內燃引擎汽車/混合動力車(重型車輛)的性能改進技術

有助於提高內燃引擎汽車/混合動力車(重型車輛)能源效率的技術。

技術涵蓋長距離行駛、車輛重量重,以及使用時間長。

  1. PHEV/BEV/FCEV(重型車輛)的性能改進技術

重型車輛的PHEV/BEV/FCEV化,有助於提高能源效率的技術。

  1. 車輛輕量化技術

減輕車輛重量的技術,車重對車輛的能源效率有極大的影響。適用於所有車輛。

  1. 次世代汽車基礎設施

基礎設施相關的技術開發,將有助於次世代汽車的普及。

PHEV/BEV的充電站和行駛期間的給電技術、FCEV加氫站有關的技術等。

ITS·智慧物流

  1. 自動駕駛系統

通過車載傳感器識別周圍環境,並控制車輛,實現高率效行駛的系統。

通過與先頭車協調,在短車距間列隊行駛,降低後續車輛的空氣阻力,實現節能的系統。

  1. 交通流量控制系統

在智慧交通系統(Intelligent Transport Systems, ITS)中,使用車聯網(Vehicle to Everything,V2X)和車輛資訊及通訊系統(Vehicle Information and Communication System, VICS)技術的交通流量控制,減少交通擁塞,實現節能的系統。

  1. 智慧物流系統

透過通訊技術,提供貨物、運輸公司、物流節點、貨物裝卸設備、倉庫等保管設備的資訊,整合協作和控制的系統和組件等相關的技術。

跨部門

 

  1. 創新的能源管理技術

設備使用、需求端能源消費的整合,優化控制的技術。

HEMS、 BEMS、 FEMS、CEMS、GEMS等住宅、建築、工廠、社區、電網之能源管理系統。

  1. 高效率熱泵

將熱量從低溫部分移動到高溫部分的技術。

高效率空調技術,高效率熱水供給技術,利用地中熱、河川熱、污水熱、工廠餘熱等未利用熱,熱能的循環利用,供熱設備的電氣化,需求端的供需、頻率調整等。

  1. 電力電子技術

整合電力、電子和控制等工程技術的電力轉換和電力開關相關的技術領域。

將電力從直流轉換為交流,或從交流轉換為直流,以及改變頻率和電壓的技術,為能源、工業、運輸等通用的基礎技術。

  1. 複合材料和陶瓷製造技術

有助於提高碳纖維和纖維素奈米纖維(Cellulose Nanofiber,CNF)等複合材料和陶瓷的製造,降低能源消費的技術。

 


關鍵字標籤 節能 節能技術戰略 創新技術



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