World Smart Energy Week 2014東京現場直擊系列報導一

刊登日期:2014/2/27
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孫文檠/呂學隆/黃裕豪/曾寶貞寄自東京

2月26日,東京豔陽高照、和煦如春,如果不是在前往有明國際展覽會場的路邊還留有些許殘雪,很難想像就在十天前此地才剛下過一場打破45年來紀錄的大雪。2014年 World Smart Energy Week就在天時、地利均佳的情況下,在Big Sight 8萬平方米的東西展覽會場隆重開展了。


圖一、2014年 World Smart Energy Week在來自各國的52位大使及業、學界領袖共同剪綵下揭開序幕
 

10年前首開風氣之先,在日本國內企劃能源大展的第一人---Reed Exhibitions公司石積社長在開幕致詞時表示,2014年的 World Smart Energy Week將有來自超過30個國家的1,600家廠商在此地展出最新的各項產品與技術。預計會有8萬名業內人士蒞會看展,可望創造1,600億商機。從各櫃台前擠滿報到的人潮可看出,這場匯聚風能、太陽能、電池等八大展會同步登場的能源界年度盛事,勢將帶來新一波能源話題,掀起一場綠色風潮。材料世界網/工業材料雜誌編輯群將依往例,在現場為國內讀者提供最即時的第一手現場資訊。關心太陽光電、二次電池、儲能與燃料電池等能源議題的朋友,敬請鎖定材料世界網自2/27日起一連三天特別企劃發送的電子報和工業材料雜誌的特別報導。


圖二、排隊報到,等待進場的人潮

第7屆國際太陽光電展(PV-EXPO 2014)現場直擊
第7屆國際太陽光電展(PV-EXPO 2014)今年主要參展的日本廠商包括Sharp、Kyocera、Kaneka及Solar Frontier等傳統大廠。Hanwha Q cells、LG及Hyundai等則是展會亮眼的韓國廠商。中國大陸方面,包含江西賽維、英利及天合等大廠也都在現場設攤展出。而在台灣廠商方面,由於去年下半年起整個PV市場市況逐漸回溫,因此今年有不少大廠前來參展,如茂迪、昱晶、益通、友達、太極及馗鼎等廠,顯見今年的PV市場仍相當令人期待。本次太陽電池展展出的主要重點包含矽晶太陽電池/模組、薄膜太陽電池/模組(a-Si、CIGS及DSSC等)以及建材一體設計等,各家業者皆盡可能的展示該公司之特色展品。

今年在展場中最受矚目的就是日本Sharp公司在展場中展示目前可量產製程,最高轉換效率達24.9%的六吋方單晶矽,所展示的次世代高效率結晶矽太陽電池技術其電池結構是結合美國Sunpower公司的IBC(Interdigitated Back Contact)結構,以及日本Panasonic公司的HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)結構,其中包含電池受光面無電極技術、銅電極技術、表面鈍化技術及N型矽材技術等四項技術。


圖三、Sharp公司展示量產轉換效率世界紀錄太陽電池

此外,Sharp公司也展示多項產品,包含已經在日本尾上島燈台運行31年(1978年~2009年)的單晶矽太陽電池,還有1976年就開始在宇宙運行的人造衛星用單晶矽太陽電池,這些太陽電池在展場上以實體發電方式展示,展現出矽晶太陽電池具有長效發電的優勢。另外還有高透光太陽光電模組、高效率染料敏化太陽電池等產品展示,都相當吸引參觀者的目光。


圖四、Sharp公司在攤位展示已工作31年之矽晶太陽電池

日本Kyocera公司除了展示18.6%高效率多晶矽太陽電池外,另外對於該公司太陽電池模組進行相較於其他業者更嚴苛之測試,例如目前一般進行高溫高濕、熱風循環、結露凍結及bypass diode等測試,皆是一模組一測試等形式,而Kyocera公司則採用全世界首例最嚴苛的一模組四測試。因此Kyocera也為全球首家同時保證模組機械部分15年、天然災害15年、發電20年的公司。


圖五、Kyocera公司為全球首家做長期連續試驗之PV業者

韓國的Hanwha Q Cells公司此次展出過去德國Q cells公司所研發的Q.ANTUM 太陽電池模組。Q.ANTUM 太陽電池為一PREC(Passivated Emitter, Rear Cell)結構太陽電池,與其他競爭業者的最大差異在於Q.ANTUM太陽電池的背面鈍化層在低照度條件下,仍具有極優異之表面鈍化能力。此次Hanwha Q cells公司特別展示在日本十個城市進行模組發電驗證。驗證結果是Hanwha Q cells公司所開發的多晶矽太陽電池模組相較於其他業者所生產的多晶矽太陽電池模組在相同地點及相同時間條件下(30°,South,Root-parallel),所得的平均瓦數高出5.2%。而Q.ANTUM 太陽電池模組又高於Hanwha Q Cells公司所開發的多晶矽太陽電池模組1.5%,顯示出Q.ANTUM 太陽電池模組具有低照度條件下,高發電量的優勢。

第5 屆國際二次電池展(Battery Japan 2014)現場直擊
對於全球電池產業來說,開年的重要活動之一,就是2月底在東京舉辦的國際二次電池展,展會已成為觀察產業年度景氣發展的風向球,是產業重要廠商齊聚一堂,會面討論本年度各項合作與技術開發的重要機會,因此已成為產業廠商年度重點參與的活動。以2014年的參展廠商來說,由材料製造前驅物、電池材料、電池芯到下游組裝,乃至於製造設備、測試設備等,均有眾多廠商參與展出。國內廠商主要由工研院聯合台灣電池協會(TBA)及台灣電動車研發聯盟(TARC)組成台灣電池館展區,主要展示經濟部技術處支持之STOBA電池產業化研發成果及廠商的鋰電池相關成果,參與廠商除工研院之外,還有國內正極材料量產公司鐵研科技、能元科技、有量科技、中鋼碳素、前瞻能源科技、維大能源、維洋科技、喬信科技等公司。另外由台灣電機電子公會(TEEMA)組團參展的則有深耕電池測試業30年的承德科技、戶外耐候型防水連接器專業供應商勗連科技、和鋰鐵電池專業廠昇陽國際半導體及蘭陽能源等多個攤位。

工研院這回首次將開發成功的電動重型機車運至國外參展,現場吸引不少人潮圍觀(圖六)。台灣館STOBA電池專區結合能元、有量及喬信等台灣電池廠,展示STOBA技術及產業化產品應用,以具創新安全的鋰電池技術,吸引日本電池製造廠、備用電源製造商、車廠等參觀及洽談。


圖六、工研院首次在國外展出與廠商合作開發的電動重型車,現場吸引不少人潮圍觀

鐵研科技則展示全球最高容量185mAh/g鎳鈷酸鋰二元材料及高性價比的鋰鎳鈷錳三元材料。根據鐵研科技現場人員表示,該公司的產品以鋰鎳氧化物及鋰鎳鈷錳氧化物及其前驅物為主軸。鋰鎳氧化物技術係與工研院合作技轉,後續改善製程參數,使其具有穩定的材料品質及大量生產的能力。由於全球對電動車市場有所期待,因此國際電動車廠在材料選用上有別於現有3C電池材料的思考,鋰鎳氧化物正極材料被寄予厚望,因此鐵研科技投入相當多的研發能量在改善鋰鎳氧化物粉體的特性。如提昇單位克電容量與粉體密度,並降低材料表面鋰鹽雜質等,使漿料製作過程品質穩定。預期導入電動車、手工具等產品。銷售市場則以中國大陸及日本為主要目標。


圖七、鐵研科技展示強調高容量的二元正極材料


圖八、鐵研科技展場攤位

承德科技是一家擁有30年豐富經驗的電池測試、品管、檢查、生產用設備及應用軟體研發、製造及銷售之專業廠商。該公司的發展方向由設備銷售走向整體解決方案提供與專業服務。該公司的產品主要為二次電池充放電機測試與生產設備,基於節能需求及降低成本考量,本年度由技術長周志勳博士主導開發出符合國際綠能潮流之ECO Series充放電系統平台(SEMTest)。有別於市場現有設備,承德科技SEMTest系統可將放電製程的電能提供其他通道之充電製程運用,其回收之能源效率高達92%以上。該公司可為客戶提供彈性客製化之各式充放電規格(2V-600V,1A-4000A),適用於能量型及動力型鋰電池及鉛酸電池各項生產、檢測與分析之各式需求。未來的產品發展則亦將投入新世代的穿戴式裝置微型電池檢測與儲能應用等相關產品之設備與系統研發。主要客戶遍布台灣、大陸、日本、東南亞及韓國。


圖九、承德科技展示的MCL實驗室適用高精度充放電測試設備
 

圖十、承德科技展示攤位

勗連科技是全球知名的戶外抗候型防水連接器專業供應商,多年來在國內外擁有相當亮眼的實績。根據該公司林培裕總經理表示,該公司的產品非常適合應用在特殊需求的利基市場,可以在極端嚴苛的環境下仍具有極佳品質。連接器材質包括金屬、不銹鋼和塑膠,重點訴求在耐候防水、防塵、防酸鹼,產品均通過國際TUV NORD之ISO9001和ISO14001之品質認證。勗連的產品線完整,多年來在各項戶外網通設備、戶外LED照明、戶外監視系統等市場應用廣泛,這回在現場展出的I/O系列連接器具有IP67、IP68等級的耐候品質,非常適合應用在如智能電網設備、電動車電池等綠能產品上。未來,在穿戴式等新產品的應用市場,勗連公司也充滿信心,躍躍欲試。該公司具有自行研發的能力,可依照客戶需求,提供從產品設計、模治具開發到生產製造等全方位解決方案。


圖十一、勗連科技展出的防水型連接器


圖十二、勗連科技參展現場

至於今年在整體展會較為獨特的電池應用趨勢與技術內容觀察,則介紹如下。
1. 動力電池:電動車解決方案仍為重點、新增諸多不同運輸工具應用展品
在Battery Japan 2014展會中,電動車輛用動力電池成為一重要焦點,展會首次將不同電動運輸工具搬到會場展出,如下圖的三菱汽車「Outlander」PHEV也在會場展出。該車型特長為使用100V之AC電源,1500W電池輸出功率,於2013年推出後,全年銷售數量超過3千5百輛,由日本動力電池廠商Lithium Energy Japan(LEJ)供應電池模組。


圖十三、三菱汽車展出之「Outlander」PHEV

日本因地狹人稠,在都會區通勤車輛上有部分市場區隔採用輕型車輛技術,此種產品多以1~2人座搭配較小的置物空間,取其整車體積與空間小和靈活機動性高的特點,如下圖的PUES EV公司展出的「OMV-01」,整車長僅2.55公尺,電池容量有2.2kWh與4.4kWh可選擇,最高行駛時速45公里,符合日本國內的輕型自動車交通規範下,單次充電行駛距離約35公里,若是以10公里內來回通勤的都市通勤用途來說已可滿足所需。


圖十四、PUES EV展出之「OMV-01」輕型電動車

同款輕型電動車產品也有Honda展出之超小型電動車「MC-β」,在2014年1月也正式在東京發表,車長僅2490mm,採1+1前後座設計,能夠提供兩名成年人足夠的乘坐空間,最高行駛時速70公里,最大續航里程80km,在支援快速充電下,以100V電壓充電約需7小時,但若以200V電壓充電則可在3小時內完成,已在熊本縣、琦玉縣及宮古島等地展開一系列的測試。


圖十五、Honda展出之超小型電動車「MC-β」

展會上展出的其他車輛電池技術種類眾多,包括輕型電動二輪/三輪車也在數家日本、台灣、中國大陸廠商展位上展出,如下圖E Minimo展出之產品標榜100%在日本當地採購零組件與生產,另外,電動二輪車目前市場規模最大的中國大陸,在參展的中國大陸廠商中,也有多家業者展出搭配各式電動自行車用鋰電池、鉛酸電池等技術,相對來說,因技術門檻較電動車低,成為電池廠商主要的動力電池技術練兵之地。另外,也有若干如香港中聚電池、古河電池等廠商展出以鋰離子電池、鎳氫電池技術為主軸的電動巴士應用方案,其中,中聚電池所使用的40Ah、60Ah方形鋰電池,目前已經廣泛運用在台灣、中國大陸、歐洲等地電動巴士。另外,古河電池也與日本下游巴士生產業者合作,在日本千葉縣等地推廣電動巴士。


圖十六、E Minimo展出之電動二輪/三輪車

2. 軟包裝電池廠商參展數目與相關產品急增;開始聚焦特殊化電池設計
相較於上屆展會,2014年的參展廠商展出的軟包裝電池產品無論在廠商數目或展出產品種類上均較往年顯著增加,從極小型的鋰高分子電池技術到單顆電池芯容量200Ah(韓系廠商Kokam展出)都能吸引觀展者的目光,應用範圍也不限於一般消費性電子產品,而廣及智慧型手表、動力電池、行動電源。包含日本BMO、韓國RouteJD、台灣威力能源、原瑞等廠商都有差異化的產品展出。如以下圖FDK展出的薄型電池為例,厚度不到1mm,且具備可彎折之特性,在會場上也展示該電池技術搭配OLED可彎折螢幕供電。


圖十七、日商FDK展出之薄型電池技術

另外,韓國廠商RouteJD,則展出曲面電池、不規則型態如半月型等封裝電池產品,標榜可視客戶需求專門設計,並已進入量產階段,目前已經有穿戴式裝置、行動電源等應用已經出貨至下游客戶端。同樣的曲面電池尚有日本Seiko Instrument Inc.(SII)、代理商BMO展出,由於晚近LG電子與Samsung相繼在2014年提出曲面電池概念,並標榜藉由曲面設計,除了可讓原先型態方正的鋰電池進一步提高設計彈性,符合穿戴式裝置人體工學設計的要求以外,還可以藉由電池內部極板收邊的設計將相同體積的鋰電池能量密度提高6%,此種特殊型態的軟包裝電池技術,是在眾多軟包裝鋰電池供應廠商當中有利差異化經營的一大特點。加上2014年穿戴式裝置的熱潮在年初CES展會、目前同時於西班牙舉辦之MWC大展上都是電子產品年度首要焦點,預料此種電池技術也會在2014年成為各家廠商積極投入的兵家必爭之地。


圖十八、韓國廠商RouteJD展出之各項曲面/不規則外型電池產品

3. 展會走向可見電池應用越趨多元,技術提升與創新設計共進
以展會第一天的觀感來說,二次電池廠商除了在原先的消費性電子產品、動力電池與儲能應用上持續積極展出新產品外,在若干潛力應用市場,如穿戴式裝置、行動電源,手持裝置相關週邊(如將薄型電池內建入智慧型手機/平板電腦用保護皮套、背殼等延長使用續航力)、電動三輪車、再生能源搭配等應用上都展出不同風貌的新產品應用,大致也十分符合下游應用市場的需求與規模發展特性,而這些新應用的展出背後也需要更創新的電池設計與不同思維,搭配更新的電池生產、材料技術等變化,這部分將於明天的報導中做更深入的介紹。

集結最新能源相關產品與技術於一堂的World Smart Energy Week 2014正在日本東京展出,更多相關現場實況將陸續在材料世界網刊出。掌握最新市場脈動,敬請持續鎖定材料世界網的系列報導。以上是材料世界網/工業材料雜誌編輯群:孫文檠/呂學隆/黃裕豪/曾寶貞來自東京World Smart Energy Week 2014現場的Live 報導。

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