World Smart Energy Week 2013東京現場直擊系列報導二

刊登日期:2013/3/1
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孫文檠/呂學隆/蔡麗端/黃裕豪/曾寶貞東京報導

2月28日,東京晴天。陽光普照帶來了更多看展人潮;早上九點鐘不到,一波波的人群即從臨海線、海鷗號湧出,擠入Big Sight國際展覽會場。位於西館一樓的Battery Japan報到櫃台前,一早就擠滿了等待註冊進場的人潮。


圖一、Battery Japan報到櫃台前,一早就擠滿了等待註冊進場的人潮

二次電池展國際材料廠商雲集
國際二次電池展會現場的參展人數較前日明顯增加,在會場也可見眾多日韓等國電池產業廠商的身影,其中不乏技術研發主管與經營高層等,另外也可見到來自中國大陸、歐美等國的廠商參觀,廠商的曝光機會與交流活動也越趨熱絡。

在電池產業當中,材料技術的影響力與重要性向來最受關注,作為國際主要展會的東京國際二次電池展也成為各家材料廠商參展交流的主要舞台之一。如以正極材料而言,包括Dow Energy Material、BASF等均參與此項展會,在Dow的展場上展出了磷酸鋰鐵錳(LMFP)產品,標榜較磷酸鋰鐵具有更高的能量密度,且在安全性與加工性能上能夠與磷酸鋰鐵相提並論。目前此種添加錳金屬的磷酸鋰鐵錳正極材料體系已經成為包括台灣廠商在內的國際磷酸鋰鐵廠商研究的重點,在日本也有若干廠商投入開發。


圖二、Dow於會場展出之新型磷酸鋰鐵錳正極材料產品之性能表現

近年動向積極的國際主要電池材料大廠BASF公司,則是在展場上同時展出其正極材料與電解液相關產品。在正極材料部分,主要展出「HED-NCMs」正極材料Li1+x(Ni, Co, Mn)1-xO2產品,包括「NCM-111」(後方數字表金屬間組成比例)、「NCM-424」、「NCM-523」等;在磷酸鋰鐵部分,則是標榜較高的能量密度和安全性。BASF在技術上主要的合作開發、專利來源為美國Argonne國家實驗室,在訪問過程中廠商提到,另有包括「NCM-622」、「NCM-811」等提高鎳金屬比例的其他組合也正試圖量產中。


圖三、BASF在展場提出的正極材料產品規格

在鋰電池電解液部分,則有包括BASF、東莞杉杉等廠商展出。BASF主要強調多樣化的溶液配方調配經驗,並且可以彈性化因應顧客需求生產,如在最小訂購量部分,在配方調整完成後,可以僅出貨1公噸來配合電池廠商的需求;東莞杉杉則是在現場向參觀者介紹該公司的高電壓型電解液(4.4V適用)、阻燃性電解液以及特別針對軟包裝電池使用的防脹氣產生電解液配方。

在電池用負極材料與相關碳材料部分,宇部興產(Ube Industries)展出其碳系負極材料新產品「AMC」系列,台灣廠商中鋼碳素化學則針對市場需求提出高能量密度之新負極材料「CS-350」系列,也在會場吸引包括日韓大廠等佇足討論;其他如日本黑鉛、MD Nanotech等廠商,則展出導電碳黑以及CNT(Carbon Nanotube)等產品。


圖四、台灣中鋼碳素化學展場一角

作為產品毛利與生產附加價值最高的材料,隔離膜仍然為本次展會中廠商展出重點,包括Celgard、Ube-Maxell、Toray BSF,韓國廠商CS Tech與台灣廠商前瞻能源科技等均有展出。Celgard以現有產品體系作為展場呈現內容;Ube-Maxell 則是展出結合Ube技術之PP/PE/PP多層隔離膜作為基礎,再藉由Maxell之薄膜塗佈技術在多層膜上塗佈無機材料的新產品;Toray以其「SETELA」系列隔離膜展出;台灣廠商前瞻能源科技則由PE材料技術切入成功量產,成為展場上跨足隔離膜產品之唯一台灣廠商。


圖五、Ube-Maxell展會現場之塗佈層隔離膜與簡要結構

影響電池性能高低,最主要的因素仍然在材料技術之上,因此長久以來材料都是廠商的研發重點。展會上也不乏日韓等國的科研人員穿梭其中。而因應近年消費性電子產品市場需求,在軟包裝電池相關厚度降低、減少脹氣等材料體系技術、高電壓/高能量密度正負極材料等議題,都是展場上討論的重要核心。另外,展會上也傳出國際智慧型手機領導大廠準備在3月發表的智慧型手機產品中,將在電池負極材料部分,導入碳負極石墨材料中混入一定比例的矽材料以提升電容量的做法,此可視為下游市場需求引導材料技術研發方向的另一明證,此新的方向也在本次展會中逐漸醞釀發酵當中。

台灣廠商於Battery Japan 2013主動出擊
今年,來自台灣的參觀者和參展廠商似乎出奇踴躍,從機場到展場可謂”滿耳鄉音”,到處都可聽到國台語夾雜的聲音。台灣廠商在這波能源熱潮中充分發揮衝衝衝的主動出擊精神,卯足勁在東京開疆闢土。

由工研院聯合台灣電池協會(TBA)、台灣電動車研發聯盟(TARC),邀集能元、有量、中碳、尚志、鐵研和喬信等6家廠商組成的台灣電池館在展場一隅積極拓展、搶攻商機!這六家公司展出了由工研院材化所研發的高安全性STOBA電池相關產品及材料。其中,國內最大電池製造廠能元公司主要生產18650用於儲能系統,;26700用於電動車;103450用於電動工具。此次展出320V/4.5KWh 及320V/4.5KWh用於儲能系統,目前結合日本廠商參與日本政府計畫,正順利進行中。有量公司在材料方面選擇鋰鎳鈷錳氧及鋰鈷與鋰錳及磷酸鋰鐵材料。產品以電池芯為主,應用於動力車輛、行動電源及儲電系統。新開發產品規格朝向3.7V 20 Ah及3.7V 10.2Ah,儲電系統以磷酸鋰鐵為主。鐵研的材料選擇以鋰鎳鈷錳氧及鋰鎳鈷為主力,材料技術朝向利於加工研發。另外,尚志公司展示出高安全磷酸鋰鐵電池正極材料,擁有高安全性、高電容量、高循環壽命和高倍率放電。工研院則在現場展出應用高濃度甲醇燃料膜電極組(MEA) 及被動式甲醇燃料電化學模組開發的燃料電池可攜式燃料電池充電器原型。


圖六、工研院展出的可攜式燃料電池充電器原型

另外,由電電公會號召國內10 家電芯、電池組、充電器等相關廠商,包括昇陽國際、維洋、長泓、前瞻能源、佐茂、承德、錸諾紡能源、新銳動能、勗連和銓泰等所組成的台灣館也在展場成功吸引了相當多的人潮駐足。其中,國內磷酸鐵鋰電芯大廠昇陽國際半導體於2011年透過工研院轉介,與日本SmartEnex公司合作開發的能源儲存系統 ESS,也於本次展會中首次亮相,據云洽問度相當踴躍。該儲能系統係由昇陽國際半導體規劃,採用國內知名電力設備廠台達電的充電器、明緯的變流器,以及見智科技的電源管理模組組合而成。透過日本九州日東電機負責系統整合,整合過程中BMS專業廠見智科技提供了重要的技術支援。據云該儲能系統採用的昇陽15安時磷酸鐵鋰電芯及2kWh電池組為國內第一個取得日本S-Mark認證的電池芯以及電池模組。


圖七、台灣館會場一隅


圖八、昇陽國際展示的「能源儲存系統 ESS」

另外,前瞻能源主要生產隔離膜,公司產品材質主要為PE與PP,生產多層隔離膜是其公司主要特色。業者表示電動車的發展動向為其業務推展之重要影響因素。長泓能源以方形鋁箔袋電池芯製造為主,材料選擇氧化鋰鐵磷,源自台塑公司。應用於動力及儲電系統。業者目前產品規格單一,強調標準化生產,確保品質。承德科技的產品為電池充放電機。至於首次參展的銓泰環境能源公司則主要展出小型電池充電器,具發明及新型專利。末來產品開發方向將朝向戶外行動電源-太陽能發展。

除了上述兩大區塊外,還有長利公司以日商SANKO名義參展,材料選擇磷酸鋰鐵,產品以電池芯及模組為主,應用於動力車輛、行動電源、啟動電池及儲電系統,朝向取代工業用電池。另一家國內知名材料廠宏瀨科技則以生產磷酸鋰鐵及磷酸鋰鐵錳為主,可針對客戶需求提供設計。

台灣廠商於PV EXPO 2013大放異彩
近來太陽光電市場最受矚目的大事,就是德國政府對於太陽光電補助政策中,大砍太陽光電系統補助。另一方面,日本受到311海嘯影響,政府更加重視能源產業,因此於2012年7月,啟動大型地面太陽光電系統補助。由於這兩國政策的修訂,讓整個PV市場有向亞洲轉移的趨勢。因此,即使今年市況尚未明朗,但依然湧入許多廠商來參加PV EXPO 2013,利用此次展覽會彼此交換相關意見,並且開拓日本市場的商機。
台灣在外貿協會帶領下,共有17家國內廠商參與,包含昇陽光電、富陽光電、永光化學、長生能源及頂晶科技等公司。其中長生能源公司展出Day4 60MC-I智慧型太陽能模組,具有電池至模組的功率損失極低、大幅降低外在環境對發電的影響、防止受潮、鹽霧及有害氣體對發電的影響等功能。另外,頂晶與愛能公司共同展出國內自主化研發之輕量型BIPV建材型太陽能發電模組。


圖九、長生能源展出Day4 60MC-I智慧型太陽能模組


圖十、愛能公司展出BIPV建材型太陽能發電模組

昇陽光電及新能光電為相同母公司的企業,因此,選在同一展示區展出具公司特色的產品。其中,昇陽光電展示彩虹太陽電池模組(Rainbow module ),共有六種顏色。根據昇陽所述,此彩色模組相較於國內其他業者具有較佳之顏色均勻度,目前主推日本屋瓦市場;新能光電則展出CIGS模組。根據新能光電所述,會場所展示之CIGS模組的面積為1.4×1.1m2,是目前全世界最大面積者,轉換效率為10.7~11%。


圖十一、昇陽光電展示的Rainbow Module

除了上述幾家太陽光電模組封裝公司外,另外還有知光能源在此次會場亦展示建築整合一體模組以及客製化鋁框及背板顏色模組;全能科技展示雙面矽晶太陽電池模組;富陽光電則展示圖案化非晶矽薄膜太陽電池模組,客戶可依自型設計圖型應用於模組上,達到發電及美觀效果。法隆企業則展示PV系統組裝應用之鋁支架,相較於傳統鐵支架,重量減輕許多。


圖十二、富陽光電展示的圖案化非晶矽薄膜太陽電池模組

在系統零組件方面,此次展覽亦有數家廠商參展。原創能源此次展出微型逆變器(i-Marco inverter),產品特色為一對一搭配個別太陽能模組,提高系統5~25%輸出功率,增加了住宅屋頂使用面積,完成可靠性及智慧化便捷操作工藝。


圖十三、原創能源展示微型逆變器並且現場解說

九豪精密展示集電器、連接器以及各種樣式之連接頭,另外還展示自行開發之模組結合客戶需求之屋瓦設計樣品;貿聯國際則展示智慧型集電器、防水連接器及各樣式線材等產品;新望公司展示的三相逆變器除了具有高轉換效率和可靠度外,標準配備還有乙太網路和Web Server,用戶可遠端操作,另外還可客製化選配無線Wi-Fi連結。

從基調演講看全球氫能與燃料電池發展
國際氫能燃料電池展覽會今天進入眾所矚目之重頭戲-基調演講,由於歷屆來基調演講皆邀請全球氫能與燃料電池技術領先國家,演講其國家對綠色能源政策、執行規劃、技術進展及推動策略,而且僅邀請VIP之參觀者聆聽,而本屆一如往昔,早在數週前基調演講即已全部預約額滿,不少人與之失之交臂而感嘆不已。本屆基調演講主題為各國氫能與燃料電池之政策、今後展望與策略,邀請日本經濟產業省資源能源廳燃料電池推進室長小見山康二(Yasuji Komiyama)、美國能源部(DOE)能源效率與再生能源之氫能與燃料電池計畫主管Dr. Sunita Satyapal以及德國NOW GmbHN ational Organizatigenn Hydrogen and Fuel Cell Technology 之 Managing Director Dr. Klaus Bonhoff演講說明日本、美國及德國對氫能與燃料電池之政策與推動策略。

日本METI之小見山室長在演說中表示,因應CO2減量、潔淨能源、多樣化能源以強化能源安全性及智能社區(Smart community)之能源來源需求,發展氫能已成為日本重要之能源政策之一,並希望藉由氫能技術之建立能開創新產業(與汽車、電氣機器、材料、化學、石油、氣體及電力高度關聯性之新產業),增加就業計畫,及對能源與環境制約議題之創新發明。METI早在1981年月光計畫即開始投入燃料電池研究,1990年代日本各大車廠即已開始展開燃料電池車之研發,直至2000年左右各車廠公開其第一代燃料電池原型車,2002年Toyata與Honda向政府公開其燃料電池車,並透過JHFC(Japan Hydrogen & Fuel Cell)第一期計畫展開燃料電池車及加氫站之驗證研究,2005~2008 MET率先全球展開定置型燃料電池大規模驗證計畫(四年共投入3,307部),2008年訂出2015年燃料電池車商業化之情境思維,多年來METI與NEDO並積極投入相關資源,邁向2015年燃料電池車商業化目標,而2009領先全球開始商業化銷售住宅型燃料電池,至今已銷售42,487部ENE FARM。

小見山室長說明日本燃料電池主要分為兩個方向:(一)定置型燃料電池:又分為住宅型燃料電池與商業用途之燃料電池,(二)燃料電池車:除了發展燃料電池車外,並同步開發氫能技術(包含產氫、純化及儲氫),建置加氫站以及制訂氫能相關法規。因311東北大地震及福島核電廠輻射汙染事件後,廢核而產生缺電危機,使住宅型燃料電池逐漸被消費者接受而提升其銷售量,METI希望2015年住宅型燃料電池ENE FARM之售價能降到70~80萬日圓/部,屆時METI補助政策也將終止,而2020~2030ENE FARM之售價能降到50~60萬日圓/部,銷售量僅可達普及化之目標 (如下圖所示) 。


圖十四、日本燃料電池主要發展方向

而商用燃料電池則以數十瓦以上之高瓦數燃料電池為目標,主要是開發固態氧化物燃料電池(SOFC)於商業化之應用。依據NEDO估算,以50KW電力電費為11~17日圓/kWh,而汽油引擎發電機之發電成本約為21日圓/kWh(其效率約為30%),至於SOFC5之發電成本約為13日圓/度(效率50%),因此日本政府積極投入商用燃料電池驗證,期望成為分散式電源之一環(如下圖所示)。


圖十五、商用燃料電池發展規劃

而有關燃料電池車之推動策略,日本政府認為導入燃料電池車之決定性關鍵是建設氫氣站之基礎設施(chicken before the egg),因此2011年1月三大車廠與10家能源公司共同發表聲明 : (1)燃料電池車將於2015年正式導入市場,(2)在2015年之前將於四大主要城市(東京大都會區、Tyukyo、關西及北九州)及其周邊建置100座加氫站,如下圖所示。


圖十六、日本加氫站設置規劃

因此,2013年將投入45.9億日圓作為氫氣供應建設之補助款,20億日圓於氫能技術研究計畫,29.4億日圓投入大型儲氫罐之測試技術,而METI、MLIT及消防部門也將積極再審查2010年12月簡化之相關法規(共16條),並結合產官學研之力量投入氫氣與燃料電池評價設施及平價技術建立研究,如下圖所示。


圖十七、日本燃料電池車重新審查之16項相關法規



圖十八、日本將投入氫氣與燃料電池評價設施及平價技術建立

顯示日本政府推動氫能經濟及燃料電池車產業化之決心,在此筆者也深深期待2015年日本能正式將燃料車導入市場,此舉將會改寫燃油汽車及電動車之歷史。更多講座精彩內容將於後續持續報導,敬請期待。

以上是材料世界網/工業材料雜誌編輯群:孫文檠/呂學隆/蔡麗端/黃裕豪/曾寶貞寄自東京World Smart Energy Week 2013現場的Live 報導。

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