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Taiwan's green energy ind alex tong itri 2012 10 31
 

Taiwan's green energy ind alex tong itri 2012 10 31

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台灣綠能產業現狀 與對外商機

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    Taiwan's green energy ind alex tong itri 2012 10 31 Taiwan's green energy ind alex tong itri 2012 10 31 Presentation Transcript

    • 台比綠能科技與商機研討會 Taiwans Green Energy Industry  – Status,  Strength and Opportunities Alex Tong 童遷祥 Vice President and General Director Green Energy and Environment Research Laboratories Industrial Technology Research Institute October 31, 2012Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 1
    • Industrial Technology Research Institute  (ITRI)  A non‐profit R&D institution  founded in 1973.  A multidisciplinary research  center with six core  laboratories, eight  focus/linkage centers,  several leading labs and  various business  development units.   Playing a vital role in  transforming Taiwan’s  economy from a labor‐ intensive industry to a high‐ tech industry. Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 2
    • ITRI Contributes to Industry Greatly Unlike any U.S. agency, ITRI has the sole mission of developing technology for commercialization purposes. In 2004, it had a budget of $579 million, had spun off more than 100 companies, and had sent 17,000 of its former employees (trained in science and technology) into the Taiwanese workforce.” (from p. 7 of the PCAST report) ITRI and Fraunhofer are the only two R&D institutes high-lighted in the report!!!Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 3
    • Outline  Challenges and Targets of Green Energy   Current Status of Green Energy Industry  Opportunities for CooperationCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 4
    • Challenges and Targets of Green EnergyCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 5
    • Grand Challenges for Taiwan Adverse Impacts on Taiwan   99% energy supply  relies on imports  65% food importation  Water resource  shortage  Serious climate change  threats  Disaster mitigation  Low carbon society  Temperature rise in Taiwan was  planning in urgent  1.43°C in the last century, almost  twice the global average (about 0.6°C) need  Source: Environmental Protection Administration,Taiwan,2009 Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 6
    • CO2 Emissions in Taiwan  Taiwan released 240 million tons of CO2 in 2009   CO2 emission has grown 1.2% annually since year 2000, slower than  annual  economic growth rate of 3.1%  Taiwan ranks #6 globally by IMD in terms of green tech competitiveness CO2 Emission and GDP of Taiwan (2009) CO2 Intensity in Taiwan (2009) unit:kg CO2/1000 NTDunit:1000 Ton CO2 unit:million NTD300,000 15,000,000 CO2 Intensity CO2 Emission GDP 22.0250,000 12,500,000 20.0 18.0200,000 10,000,000 16.0 14.0150,000 7,500,000 12.0100,000 5,000,000 10.0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Source:Bureau of Energy, Monthly Energy Statistic 2010.Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 7
    • Green New Deal in Taiwan  Consensus on a low carbon society  CO2 emission reduction to the 2000 level  by 2025, and to  half of the 2000 level by 2050  Promotion of low carbon policy measures   Enhance reduction measures (e.g. increase of energy  efficiency and saving) in industrial, residential &  commercial and transportation sectors  Initiate the “National Energy  R&D Program” to explore new  technologies and innovations  Launch “Green Energy Industry Program” for  implementation and value creation  Promulgate Renewable Energy Development Act in July  2009Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 8
    • Dawning Green Energy Industry Program Five Strategies 2015 Target Value 1. Technology Breakthrough 37.4 billion USD 2. Critical Investment 3. Environment Infrastructure 4. Export Markets Expansion 2011 Production Value 5. Domestic Market Growth 13.4 billion USD Main Industry 2009 Production Value PV, LED‐lighting 6.5 billion USD Next Wave  • World’s top two players • Expand domestic  industry demonstration 2008 Production Value Wind, Electric Vehicle, EICT 4.7 billion USD Potential  • Accelerate to become a trillion dollar industry • Low‐carbon society demo site Industry Biomass,  Hydrogen & Fuel Cell • Strengthen research and development • Enhance pre‐production and system verification Source: BOE (2012/01)Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 9
    • Current Status of Green Energy IndustryCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 10
    • Potential Green Energy Industries in Taiwan Renewable Energy  Energy Conservation  Industry Industry  PV  LED Lighting   Wind Power  Smart Green Building  Bio‐energy  EV / LEV  CCS  Smart Grids  Energy Storage System   Energy‐saving Services  H2 & Fuel cellCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 11
    • Taiwan’s Solar Photovoltaic Industry  Taiwan ranks #2 in PV cell production with 4.3GW production and 12%  growth rate in 2011  BOE launched the “Million Rooftop PVs Promotion Office” in March to  increase domestic PV market  Taiwan has a complete PV industry supply chain. Developing high‐efficiency, low‐cost technology is the key strategy to  Increase our competitiveness  6 12 54 17 100 Companies Companies Companies Companies Companies Source:GEL, ITRI (2012/4)Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 12
    • Cost‐performance Leader in PV industry  Non vacuum, printed CIGS Solar Cell <USD 0.4/Wp  Easy for composition control  Low equipment investment  95% (non‐vacuum) vs 30% (vacuum)  materials utilization  Leading non‐vacuum process and efficiency  Printed CIGS + Cd‐free buffer  14.2 % efficiency (5cm*5cm)  Flexible module Completed! Completed! Developing! Printed CIGS Cd‐free In (Ga)‐freeCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 13
    • Taiwan’s Wind Power Industry  Accumulated installation of  onshore wind power system in Taiwan has reached  563.75MW  between 2000~2011.   Total output values of wind power products in 2011 came to around NTD 6.6 billion  with 80% went to components, 15% to materials and 5% to the remaining systems.  BOE launched the “Thousand Wind Turbines Promotion Office” in March to increase  domestic wind power market  The large scale development of offshore wind power is the global trend . Wind Power Industry Chain Accumulated Installation  (MW) Equipment      Service System  600 (55) (23) (6) 500 400 Material Wind Farm  Maintenance 300 operation 200 Component/ Wind simulation  Sub‐system and assessment 100 0 Turbine  2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 system Source:GEL, ITRI (2012/3)Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 14
    • Offshore Wind Power Potential in Taiwan  Shallow water (5‐20 m)  Area : 177,920 ha  Capacity : 9 GW – 2.7GW in Phase 1 (~30%) 9GW  Medium deep water (20‐50m)  Area : 654,700 ha  Capacity : 48 GW – 6.3GW in Phase 2 (~13%)  Deep water (50‐100 m)  Area : 1,195,400 ha  Capacity : 90 GW – 12GW optional (~13%) Source: ITRI/GEL(2011/04) ※Estimated within 12 mile with a wind farm layout in 4D×10D(D: Rotor dia.,100m), turbine size is 3MW.Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 15
    • Current R&D for Offshore Wind Technology challenge:  cost of energy ≦NTD 4/kWh  Lower initial capital cost  Lighter tower head mass   Novel drive‐train design : HTSG + Direct  drive   Hybrid blade : carbon/glass fiber hybrid  design for typhoon resistant   Lower O&M cost  Higher  reliability and availability  Intelligent maintenance : fault  prognosis, health monitoring,  Source: USDOE (Department of Energy) “A National Offshore Wind Strategy: Creating an Offshore  preventive maintenance Wind Energy Industry in the United States. February 2011”  Typhoon resistant design : typhoon  load‐spectrum, fatigue‐resistant blade Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 16
    • Why Bio‐Butanol? World Leading 3rd Generation Biofuel Technology  Global bio‐ethanol production: 86.5 billion liter (2010); 134  billion liter (2020)*  Superior fuel properties to ethanol  Compared to ethanol, butanol with higher energy content, less  evaporative, less corrosive, higher hydrophobic  Challenges  Low productivity of bio‐butanol and fossil butanol is not  sustainable Ethanol Butanol Gasoline Molecular formula C2H5OH C4H9OH ‐‐‐ Heating Value (kcal/L) 5,600 6,600 7,700 Air to fuel ratio 9 11‐12 12‐15 Rvp (psi@100 F) 2 0.33 4.5 * Source: OECD and FAO Secretariats, 2011Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 17
    • ITRI’s Bio‐butanol Technology Innovative pathway results in 50% increase in feedstock utilization  Ethanol is called “Half‐ Innovative Traditional Traditional Pathway Butanol Pathway Ethanol Pathway Burn Fuel” since 1/3 of  Glucose feedstock carbons turn  Pyruvate to CO2 during  C6H12O6 H2 C6H12O6 2 CO2 fermentation Acetate Acetyl-CoA Ethanol 2 CO2  ITRI’s Carbon Loss‐Free  Acetoacetyl-CoA Acetone Pathway (game‐changer) CO2 1.5 Butanol 2 Ethanol  Theoretical carbon  Butyrate Butryl-CoA Butanol yield is 100% (50%  C6 → 1.5 C4 C6 → C4 + 2 CO2 C6 → 2 C2 + 2 CO2 higher carbon  utilization) Carbon Yield (%) Theoretical Microorganism  Provides butanol ‐ a  Current maximum superior fuel ITRI’s Process 83 100 Acclimatized Bacteria Literature* 45-57 66.7 GMO (E. coli) Ethanol Process 64 66.7 YeastCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 18
    • Bio‐butanol Business Model Creating advantages of carbon credit business by Innovative technology  Advantages of Industrial Production  Current experimental results indicated a carbon yield of 83%, improves the  feedstock utilization significantly   Existing ethanol process can be switched to the new process by minor  modification Business Model Technology Overseas Licensed Investment Production ITRI Joint Venture Major Alcohol Company Royalty Producers Local (Carbon credit or (ITRI DNA) Overseas JV Butanol) Industry Capital New Butanol Facilities Benefit  Based on a penetration rate of existing ethanol production of 3% per annum  and take over 30% share of new installed capacity, the income in 2025 will  be 2.88 billion liters of gasoline equivalent, ~15% of transportation fuel in  TaiwanCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 19
    • Carbon Storage Potential in Taiwan Taoyuan Saline Aquifer Estimated CO2 storage capacity in  YHS Gas Field (CPC) the western part of Taiwan TCS Gas Field (CPC) CB Industrial Park (TPC)  Onshore oil and gas structures: 2,800  Potential demonstration sites for CO2 storage Mtons  Coastal and offshore deep saline  aquifers: 9,000 ~ 68,000 Mtons Most power plants and industrial parks are  located in the western part of Taiwan, where  suitable enhanced gas recovery (EGR),  sedimentary basins and rock formations for CO2 storage are abundant.Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 20
    • Carbon Capture Business Model  ‐ Calcium looping by Cement Industry  Leading business model for scale‐up and commercialization  Innovative business model and  benefit  Engaging cement industry (1.9 MW  pilot) for synergy  Zero adsorbent cost and low  storage energy consumption in carbon  capture reduce the capture cost  form US$ 45 to US$ 26 /t CO2  28 Mts CO2 reduction potential in 2025   Target Market ITRI  Core technology IP  Patented technology of low‐energy  BP Power plant calcium looping cycle for post‐ Power  Industry Cement  Engineering  Cement industry Company combustion carbon capture Industry Petrochemical,  Steel industry  Advanced oxy‐fuel calcination  technology CCS Business ModelCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 21
    • Advanced R&D on CCS Seeking Leading‐edge Technologies   Metal‐Organic Framework (MOF) as absorbent  MOF synthesis and microstructure control  MOF characterization and performance evaluation  600 kW MOF‐based test bed setup   CO2 reuse  CO2 as feedstock for fertilizer and chemicals  CO2 as feedstock for electric fuel synthesis  CO2 sequestration  Earthquake‐caused leakage prevention  Aquifer for CO2 sequestration MOF: Metal‐organic FrameworksCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 22
    • Taiwan’s LED Lighting Industry  The world’s third largest packaging revenue, the second largest value of  the production  The production value of Taiwan’s LED industry was NTD 134.6 billion  (US$ 4.5 billion) in 2011, and expected to reach NTD 200 billion this year  (US$ 6.7 billion) , about a 50 percent increase   LED lighting is likely to account for 30 percent of the global market by  2015, and LED light sources and fixture costs are the key. HB LED Component supply  LED Lighting Industry Chain  Korea Taiwan/ others in  North America  Japan China Asia /Europe Around 40 Around 90 Around 600 Companies Companies Companies Source: SEMI TaiwanCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 23
    • Technologies for Smart Green Building Integration of Insulation,  High efficiency PV lighting, and HVAC Grid connectivity Smart Energy Management Smart Meter Energy Storage S/W & Tools for System Simulation Wireless  Low E Facilities &  LED Lighting System Monitoring Management System Integration  PlatformCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 24
    • Opportunities for CooperationCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 25
    • Cooperation between Taiwan and Europe Taiwan’s Strength Europe’s Strength  Dynamic small‐and‐ medium enterprises  European Union (EU) ‐ Unity and diversity  Strong high‐tech  industries &   Institutes and  broadband  universities for  penetration innovation leadership  Well‐developed PV   Large system  and LED manufactures integration  experiences Leverage both strengths to create a win‐win situationCopyright 2012 ITRI 工業技術研究院 26
    • Business Opportunities – PV Taiwan          Europe  Taiwan’s PV industry has reached scale of economics  Excellent manufacturing capability and high product quality  Complete up‐, mid‐ and downstream PV industry supply chain  Governments policy in promoting PV industries  Proposed Cooperation Model  Technology Transfer Non‐vacuum Cd‐free CIGS technology  Products/process High‐efficiency solar module, system  co‐production Saddle‐shaped solar‐panel roof of 2009 World Games Stadium, Kaohsiung, Taiwan (1000kW)Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 27
    • Existing Cooperation Programs  The Energy Research Centre of the Netherlands (ECN),  Netherlands   Wind Power, Carbon Capture and Storage (CCS), Bio‐energy  Dutch Organization for Applied Scientific Research (TNO),  Netherlands   Carbon Capture and Storage (CCS)  Interuniversity Microelectronics Centre (IMEC), Belgium  Photovoltaics (PV)Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 28
    • Thank  you 圖片來源:http://www.flickr.com/photos/hanksun88/6608214497/Copyright 2012 ITRI 工業技術研究院 29