太陽能應用實例大公開，帶你從原理、優點、應用認識太陽能
2021-01-06
覺得太陽能申請流程太複雜？太陽能申請流程圖＋詳細流程分解，五分鐘就能搞懂！
2021-03-31
本篇文章會帶大家認識台灣的太陽能產業鍊，並且從全球太陽能產業趨勢了解太陽能產業目前面對的困境，再從全球觀點回到台灣，看看台灣目前的發展優勢以及困境。隨著2020年結束，今年最大的話題不外乎就是新冠肺炎疫情以及年尾的美國大選，文中也會討論這兩個事件對太陽能產業的影響。
台灣太陽能產業鍊
1.台灣主流：矽晶圓太陽能板
太陽能板可以大致分為薄膜太陽能板以及矽晶圓太陽能板，台灣的太陽能產業至2020為止仍以矽晶圓太陽能板為主流，市場占比近9成。
薄膜太陽能板具有美觀、可彎曲、在弱光環境可發電的特性，雖然電池轉換效率較矽晶圓低且目前市佔僅一成，但若成本下降，部分專家仍看好其未來發展。
2.產業鍊模式：垂直分工
台灣太陽能產業鍊呈現「上中下游」的垂直分工，產業鍊之間關係緊密。太陽能產業上下游分別有不同專業：
上游：矽晶圓、多晶矽材（將原料提煉加工成矽晶圓）
目前全球矽材領導廠商主要為保利協鑫GCL、大全（中國）、OCI（南韓）、Wacker（德國）、emlock、REC Silicon（美國）、Tokuyama（日本）等，這些廠商約佔七成以上全球產值。
中游：太陽光電模組、太陽能電池
中游包含太陽能電池製造以及太陽能模組製造（將太陽能電池相互拼接，封在模組中）。
全球矽晶太陽能電池以中國為龍頭，佔七成以上，台灣位居第二，全球佔比一成。剩下佔比中較高的包含日本、韓國及馬來西亞等。
太陽能產業中游是台灣在全球市場上最具競爭力的部分，國內廠商產業佈局也大多在太陽能產業中游，主要廠商包括茂迪、新日光、昱晶、昇陽科、太極、益通、元晶等。
下游：發電系統設備、安裝、太陽能電廠
中游模組廠商完成太陽能模組建置，太陽能產業下游系統商會在合適的地點將模組安裝成太陽能發電系統。
目前各國的太陽能產業下游仍有一大部分是靠各國政府的躉購機制（FIT）為收入來源，也有自發自用、綠電認購等趨勢，目前發展來說，太陽能產業下游受政策因素影響大。
全球太陽能產業趨勢
全球太陽能產業現況
近年全球皆重視環保議題，各國政府、企業也都大力推動綠能，如RE100就大力推動企業使用綠電，Apple、Google等國際企業皆為其會員（關於RE100，可以參考綠電認購文章）。
除了全球性質的RE100以外，各國也有自己的綠能進程：
歐洲
- 德國：1986車諾比核災事件過後，計劃在2022年成為非核國家，因此致力於再生能源發展。德國是全球太陽能裝置密度最高的國家，至2019年為止，2019年底太陽能裝置容量近50GW。
- 冰島：全球唯一100%由再生能源發電的國家，因其具有豐富的地熱以及水力資源，若擴大產能，也可能變成能源出口國。
美國
-
美國天然資源豐富（如煤、石油、天然氣等），因此川普著重石化產業發展，且在2017年退出《巴黎協議》，造成世界譁然。雖然白宮政策如此，但各州仍然有自己的綠能進程，許多企業也都自發參與RE100，或是購買綠電，可以看見綠能議題在美國仍然盛行。
亞洲
- 日本：由於2011年有福島核災的經歷，日本在核災後有去核的政策，但在2018年，日本改而使用「更加安全穩定的核能」，而非直接屏棄核能。雖然現階段日本仍然十分仰賴天然氣與煤，但日本也正致力於提高再生能源占比，設下了2030年時能達到再生能源18%的能源結構的目標，其具體方案為於 2030 年整備出「相當於 10 座核電廠發電量（1,000 萬 KW）的離岸風力發電設備」。
- 中國：根據中國國家能源局統計數據顯示，2019年，中國新增光伏發電裝機3011萬千瓦，累計裝機容量已增長至20430萬千瓦。
2020年9月，中國國家主席習近平在聯合國大會上承諾中國將在2060年實現碳中和，消息一出，中國再生能源行業的股票出現暴漲，可見中國政府也致力於推動綠能。綜觀而言，中國不論是在太陽能產業的需求或是供應上表現都十分強勁。
太陽能產業面臨挑戰
a.中國廠商投入生產
中國近年來大力發展太陽能的上中游產業，由於太陽能技術要求較半導體產業低，是一資本密集產業，「價格」對於競爭影響大，因此中國大舉進入市場造成明顯衝擊。
以中游的太陽能電池市場為例，中國廠商佔了全球市場的六成產能，且由於政府補助以及產量大，價格也較低，常削價競爭，造成許多廠商競爭失利，如台灣的益通光能就在2020年下市。
b.歐美築起太陽能產業貿易壁壘
眾所週知，歐美國家本身的太陽能需求高，且綠能發展、技術都十分先進，但缺點在於成本較高。中國太陽能產業於2008年崛起後，許多歐洲國家如德國、義大利的太陽能產業先驅者都被中國壓制發展，最後黯然退出市場。
因此，歐洲於2009開始採行對於國內太陽能產業的保護主義，美國也在2011年起開始反中國傾銷，對中國課徵高額關稅，連帶台灣太陽能廠商被波及。
c.全球太陽能產業補貼政策變動
太陽能產業十分依賴政府政策，隨著不同政府掌權，若對綠能政策或太陽能政策有所修改，其補貼的提升或下降對各國太陽能發展都會有所影響。
如德國便逐步減少FIT補貼，幾乎將FIT推入歷史。而台灣現況也是正推動綠電認購以及再生能源憑證（TREC），台電躉購費率也正逐年下降中。
d.矽晶圓廠商簽訂高價原料長期合約
2006年台灣太陽能產業蒸蒸日上，因此許多企業簽訂高價的矽晶圓長期合約以確保原料來源穩定。
然而2008年後由於矽晶圓市場供過於求，矽晶圓價格下跌，而當初簽訂高價合約的廠商仍在合約期間，因此成本負擔加重，如中美晶與Hemlock公司的長期合約就是一例。
在2008年的狀況過後，目前太陽能產業都是以現貨報價為交易方式。
台灣太陽能產業現況
目前在太陽能產業的優勢
a.太陽能發電效能高
台灣生產太陽能電池技術受到國際認可，電池轉換效率高，因此在中游的太陽能電池輸出上具有優勢地位。
b.關稅較中國低
中國的太陽能產品因歐美貿易壁壘的關係被課徵高稅收，雖然台灣也被提高稅率，但由於台灣廠商被課徵的稅比中國低，因此也有部分廠商獲得轉單效益。
c.RE100使企業重視綠電：需求量看好
2017年Google也在台灣購買綠電，而2020年，台積電更因購買在地綠電、承諾100%使用綠電受到RE100認可，成為全球第一家加入RE100的半導體企業。
由上可知，因RE100的推動，跨國企業的供應鏈都受到綠能壓力，而這些企業對於綠電需求量大增，將促使代工業興盛的台灣在地綠電發展。
d.政府補助
由於政府積極發展太陽能，除了台電躉購的補助以外，自發自用太陽能光電也有有補助（各縣市補助歡迎參考太陽光電單一服務窗口）。
雖然政府的補助在全球常是推動太陽能的主力，但各國政府也漸漸有退出太陽能產業補助，將綠電市場交給自由交易市場的情況，如德國即為一例。台灣在2020開始綠電認購，也漸漸走上綠電自由交易市場的道路。
台灣太陽能產業面臨挑戰：土地不足、產業鍊轉移
1.土地不足
一般來說，太陽能分為兩種：屋頂型太陽能以及地面型太陽能。目前台灣較為良好的屋頂都已經開發（如廠房、學校等），而地面型太陽能又要面臨土地整合問題，對廠商來說並不容易取得土地。
政府雖然推行漁電共生，但目前漁民意願並不高，且使用農地種電也產生了許多爭議。考慮到北部許多地區光照性不強以及氣候問題，並不是整個台灣都適合發展太陽能，更使能利用的土地縮小了不少。
因此，在地狹人稠的台灣，缺少能架設太陽能設備的土地可以說是目前太陽能產業進程一大窒礙，政府如何改善此一現狀，將會影響到未來台灣的太陽能發展。
.
2.產業鍊轉移
太陽能產業中上游由於中國加入競爭、貿易壁壘等問題遇到困境，然而此時下游廠商卻可以透過較低的價格購入太陽能板，因此面對太陽能產業下游廠商反而更躍躍欲試。
另外台灣太陽能產業有垂直整合的狀況，部份中游廠商企圖向上游發展以確保材料貨源，另外也有廠商向下游發展，自行操作太陽能系統業務，如台灣的中美晶太陽能電廠
。而新日光、昱晶、昇陽科三家上市公司更宣布合併，成立聯合再生能源，大力發展下游垂直整合，可見上下游整合發展是目前台灣太陽能產業一大趨勢。
2020「疫情」與「美國大選」對太陽能產業影響
01.疫情後的太陽能產業
新冠肺炎對許多產業造成影響，太陽能產業也同樣由於資金斷鏈、供應鏈廠商停擺、需求下降而受到衝擊。
2020年初開始，疫情的起源地中國封城，對供應鏈造成影響，雖然大約3月中國就恢復生產，然而義大利、德國、美國等疫情卻接連失控，封城、產業停擺不但造成供應鏈問題，整體綠能需求、資金投注、併網工程等也都在一二季受到影響。
雖然在五月過後許多國家都恢復供應鏈生產，大部分國家的大型太陽能工程在疫情期間也都持續進行，然而隨著疫情發展，太陽能產業市場價格仍然較為波動，許多廠商都仍然在觀望。
另外關於綠能趨勢變化，綠能趨勢（Energy Trend）都有定期報導以及分析，關注綠能趨勢的讀者都可以定期上去看看喔！
02.拜登當選後的美國太陽能產業
川普著重於傳統石化能源發展以及貿易保護並不是新聞。2020年美國總統大選由拜登當選，相較於川普政策，拜登當選對於綠能產業的發展更加友善。
拜登於選前就有提出關於綠能的政策，如提供再生能源稅收減免的計畫。能源研究機構 Rethink Energy Research認為 ，拜登當選會使美國太陽能裝置量大幅增加，2030 年裝置量預計能累計達 450GW 以上。
2020後，台灣太陽能產業前景
國內市場的部分，在電業法修法後，2020年05月台灣開始綠電認購，全台五個太陽光電廠轉供90.4MW的綠電到客戶手中，開啟綠電交易市場。
而對外貿易的部分，政府成立「系統整合推動辦公室」鼓勵廠商輸出我國太陽能系統，幫助台灣的太陽能產業上下游整合並向外輸出，增加在國際上的競爭力。
國際太陽能產業市場的技術差異越來越小，反而受價格以及政策影響較大，因此在太陽能產業的發展上，關注各國太陽能產業經濟發展、各國政策轉變至關重要。
