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：
- 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。
- 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。
- 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]
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」
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：
- 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。
- 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。
- 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。
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]
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領域 |
重要技術課題 |
內容 |
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能源轉換和供給部門 |
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高效率電力供給 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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再生能源的有效利用 |
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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。 |
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高效率供熱 |
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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。 |
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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。 |
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熱能的有效利用 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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工業部門 |
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製程的節能化 |
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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。 |
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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。 |
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熱利用製程的高效率化技術。熱泵技術、電加熱方式等。 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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住商部門 |
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ZEB/ZEH和 LCCM住宅
ZEB: net Zero Energy Building
ZEH: net Zero Energy House
LCCM: Life Cycle Carbon Minus |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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節能型資訊設備和系統 |
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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)。 |
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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。 |
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運輸部門 |
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次世代汽車 |
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有助於提高內燃引擎汽車/混合動力車能源效率的技術。 |
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有助於提高PHEV/BEV能源效率的技術。 |
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有助於提高FCEV能源效率的技術。 |
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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。 |
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重型車輛的PHEV/BEV/FCEV化，有助於提高能源效率的技術。 |
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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。 |
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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。 |
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ITS·智慧物流 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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跨部門 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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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。 |
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