一、前言
近年全球能源轉型持續加速，能源科技創新已成為影響產業競爭力、能源安全與供應鏈韌性的關鍵因素。其中，太陽光電與電池技術成長尤為顯著。全球太陽光電投資額已由2015年的1,400億美元增加至2025年的4,400億美元，成長超過三倍；而隨著電動車與儲能市場快速擴張，鋰離子電池亦持續主導能源儲存市場。
在技術發展方面，近年創新重心逐漸由傳統技術優化，轉向高效率與低成本的新世代能源技術。例如鈣鈦礦太陽能電池（perovskite solar cells）於2025年達到33%的轉換效率紀錄，顯示其未來具高度商業化潛力。同時，鈉離子電池、固態電池與液流電池等新型儲能技術亦快速發展，使全球能源技術呈現多元化趨勢。
此外，能源創新已不再僅限於減碳與技術研發，各國政府亦逐漸將其視為攸關能源安全、關鍵礦產供應與產業競爭力的重要戰略。在此趨勢下，電池、電網韌性、核融合、人工智慧（Artificial Intelligence, AI）與關鍵礦產等領域，成為全球能源科技布局重點。
國際能源總署（International Energy Agency, IEA）於2026年發布《能源創新現況2026》（The State of Energy Innovation 2026）報告，針對全球能源技術、創新政策、研發投資與示範應用進行系統性盤點。本文摘錄報告重點，簡述2025年能源科技重要成果、全球能源研發設施與政策發展方向。

二、能源科技重要成果
(一)技術創新
重點介紹2025年在研發或原型設計（技術成熟程度在TRL 6以下）具有重大進展之研究成果（相關技術之TRL如圖一），未來若能成功擴展規模並具備成本競爭力，將有助於解決能源系統面臨的重要挑戰。
1.核融合（Nuclear Fusion）：仿星器運轉時間創新紀錄
仿星器（stellarator）為磁約束核融合（magnetic confinement fusion）的一種替代技術路徑，其特點在於不需要像托克馬克（Tokamak）那樣在電漿內部感應產生環向電流（Plasma Current）來維持磁場構造。2025年，德國馬克斯普朗克電漿物理研究所（Max Planck Institute for Plasma Physics）之Wendelstein 7-X裝置，在高溫與高密度條件下成功維持電漿運行達43秒，並達到該類裝置中最高的三乘積（triple product）指標表現。然而，核融合能源整體仍處於早期發展階段，距離商業化尚有顯著距離。
2.矽晶-鈣鈦礦串聯電池：太陽能轉換效率突破新高
2025年，中國太陽能製造商隆基（LONGi）開發之矽晶—鈣鈦礦（silicon-perovskite）串聯太陽能電池，是全球首個在可大規模量產尺寸下（260.9 平方公分）達到33%的轉換效率，較傳統單晶矽電池提升近20%。此外，其自主研發的混合叉指背接觸式（Hybrid Interdigitated-Back-Contact, HIBC）太陽能模組，獲得美國國家再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory, NREL）的認證，效率突破26.4%。^[1] 太陽能串聯技術有望突破現有矽晶太陽能之理論效率上限，進一步降低發電成本。
3.建築與冷卻系統：首個千瓦級彈性固態冷卻系統
固態冷卻技術為新一代高效率的熱管理解決方案之一。2025年，香港科技大學（Hong Kong University of Science and Technology）成功開發一套冷卻能力約1.3 kW之彈性熱固態冷卻系統（elastocaloric solid-state cooling systems）^[2] ，大幅超越以往通常低於300 W的原型設計，顯示可大規模應用的潛力。該系統利用彈性材料（如形狀記憶合金shape-memory alloys）在應力作用下發生形狀改變時，產生吸熱或放熱的物理現象，並透過高導熱奈米流體進行熱傳。實驗顯示，可將約2.7立方公尺空間降溫約10°C，並可避免使用對環境有害之冷媒，具備提升能源效率之潛力。
4.鋰離子電池：降低關鍵礦物依賴
在電池技術方面，研究人員正致力於降低成本與關鍵礦物供應鏈之風險。2025年，美國通用汽車（General Motors）與韓國LG Energy Solution共同開發富錳正極（manganese-rich cathodes）的鋰離子電池，利用低成本的錳來大幅取代昂貴的鎳和鈷，且維持高性能。該技術採稜柱形電池設計，並已克服過往穩定性問題，其能量密度比現有電動車採用之磷酸鐵鋰 (LFP) 或錳鈷鋁氧化物 (NMCA)電池性能高出33% ^[3]。同時，美國車廠福特（Ford）也表示該技術已達到試驗性（pilot-scale）生產階段。
5.替代電池材料：生質材料製造高品質球形石墨
利用可再生生質能（renewable biomass）製造高品質的球形石墨，為電池級石墨提供了一條成本更低、能耗更少且碳足跡更低的製程路徑。紐西蘭新創公司CarbonScape於2025年宣布，其以生質材料（biomass）製造電池級石墨（battery-grade graphite）之製程，在試驗階段達到約90%的球化（spheroidisation）良率，遠高於傳統天然石墨（通常為30-60%）和合成石墨（最高約80%）的產率。該技術有效改善傳統製程中的材料損耗問題，且可降低能源消耗與碳排放，同時提供多元化供應來源。

(二)新興產品及工業流程
重點介紹2025年技術成熟程度已達TRL7-9階段之商業產品、服務或工業流程（相關技術之TRL如圖一）。
1.新型空調系統：透過分離除濕和製冷功能以儲存熱能
空調技術內建熱能儲存功能正逐漸成為大幅降低電力尖峰需求和增強電網靈活性的有效途徑，美國新創公司Blue Frontier與美國政府實驗室合作開發整合冷卻、除濕和儲能的空調系統。該技術利用液體乾燥劑在空氣冷卻前吸收水分，進而分離製冷和除濕功能，並可在非用電高峰期使用再生乾燥劑，估計可降低每年約45%冷氣用電量。
2.量產超快速充電電動車平台：將充電時間縮短至接近汽油加油的水準
MW級超快速充電技術可消除電動車普及化的市場障礙。2025年3月，中國汽車製造商比亞迪Super-e平台樹立充電速度的新標竿，該公司宣稱該平台可在5分鐘內提供約400公里的續航里程，其關鍵在於採用新一代碳化矽功率晶片、全液冷散熱系統以及可與1MW的充電功率進行匹配的1,000V架構，使充電速度逐步接近傳統燃油車加油時間。
3.新型電網穩定裝置：利用超級電容穩定電壓和頻率
採用超級電容器的電網穩定系統可提供超快速的功率支持，以調節電壓和短期頻率響應，提升再生能源比例提高後的電力系統穩定性。2025年12月，德國設備供應商西門子能源在德國啟動E-STATCOM試點工廠，透過超級電容器提供約200 MW的瞬時實功與300 MVAR(Volt-Ampere Reactive)的虛功支援，以電網控制策略和超級電容器儲能強化電網慣性。同時，總部位於瑞士的全球設備供應商日立能源將與德國輸電系統營運商TransnetBW合作，在德國的Wendlingen和Oberjettingen部署E-STATCOM系統。
4.即時甲烷排放監測設備：無人機+精準排放監測
透過先進的無人機甲烷監測工具，針對大型場所進行快速、精確的排放監測，透過強化洩漏偵測，以減少甲烷排放。法國石油公司TotalEnergies進一步優化其用於環境應用的機載超輕型光譜儀（Airborne Ultralight Spectrometer for Environmental Applications, AUSEA）系統，提升其適用性，並於2025年完成部署。該系統提高無人機的自主性、客製化資料處理和自動化程度，在全球範圍內實現接近即時的甲烷排放監測。
5.鈉離子電池：降低鋰價波動
鈉離子電池可使電池供應鏈更加多元化，降低鋰價波動和關鍵礦產風險帶來的影響，並有助於提升電動車在寒冷氣候下的性能。2025年，中國Hina公司與寧德時代（CATL）推出新一代鈉離子電池產品，其中CATL推出的Naxtra品牌電池比能量約為175Wh/kg，工作溫度範圍為-40°C至70°C。CATL並宣布自2026年起將於乘用車、商用車、儲能與換電系統等領域進行商業部署。同時，比亞迪亦推出搭載鈉離子電池的工業堆高機產品。

三、全球能源研發設施發展
重點介紹2025年研發和測試場址新設施的投資，彙整5個涵蓋不同技術的新基礎設施實際案例，產生可比較的結果，以作為投資者的參考依據。
(一)新型運算和人工智慧研究平台
2025年11月，美國政府宣布啟動「創世紀計畫」（Genesis Mission），旨在建立整合性、人工智慧驅動的科學發現平台。該平台將整合政府擁有的超級電腦數據、國家實驗室數據、自動化實驗資訊和新興量子技術。計畫涵蓋多項能源創新領域，包括加速先進核能（核分裂和核融合）、電網技術、關鍵材料發現、能源相關化學，以及潔淨能源製造等。該平台應用人工智慧工具縮短從假設到驗證結果的時間，以協助研究人員加速能源相關技術領域的創新進度。
(二)新興公共二氧化碳捕獲與利用測試平台
2025年，韓國國家科研機構－韓國化學研究院，斥資1,500萬美元建立測試中心，以驗證碳捕獲、利用與封存（Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS）技術，加速碳管理技術的創新。
(三)氫能技術新型公共研發測試中心
德國氫能創新與技術中心於2025年動工，該中心由德國政府出資約3.1億美元，為公路、海運和航運企業提供市場上未提供的專業測試和認證服務。
(四)新型玻璃熔爐測試中心
Glass Futures公司啟動全球首台多燃料混合熔爐，供應全球玻璃產業創新和測試。該熔爐日處理量能達30噸，比商業規模的熔爐小5~30倍，旨在生產永續的低碳玻璃。
(五)直接空氣捕獲（DAC）創新中心
加拿大新創公司Deep Sky於2025年啟動Project Alpha多技術DAC測試中心，整合不同直接空氣捕獲技術並進行碳封存測試。

四、能源創新政策發展方向
能源創新政策同時涉及能源策略和產業策略，可反映出各國政府如何引導整個能源系統的技術變革，及其與政策目標之間的緊密關連。IEA歸納2025年能源創新政策的重要方向如下：
(一)強化產業競爭力與技術領先
能源創新政策已逐漸與產業政策深度整合，各國政府積極透過補助、稅務優惠、公共採購與示範計畫，培育本土能源科技產業與製造能力。
(二)提升能源供應鏈韌性與關鍵礦產安全
電池、電動車與再生能源的需求，增加鋰（lithium）、鎳（nickel）、鈷（cobalt）與稀土等關鍵礦產的供應風險。各國政策方向包括建立本土供應鏈、擴大回收與循環利用、發展替代材料技術與強化國際合作，以降低對單一來源依賴。
(三)電網韌性與長時間儲能
隨著電力需求的增長與再生能源的普及，電網穩定性與彈性管理的重要性快速成長。未來能源系統將更加依賴數位化與即時控制技術，以因應高比例再生能源所帶來的波動問題。
(四)低排放氫能與碳移除技術
低排放氫能（low-emissions hydrogen）、碳捕捉利用與封存（Carbon Capture, Utilisation and Storage, CCUS）及碳移除（Carbon Dioxide Removal, CDR）等技術，儘管實際進展比預期緩慢，但已逐漸被納入各國長期產業與能源政策。
(五)核融合技術與國際合作
核融合（fusion energy）已逐漸由基礎研究進入示範驗證階段。近年各國政府與民間資本均大幅增加投入，並透過國際合作推動技術發展。
(六)人工智慧加速能源科技創新
AI已快速導入能源研發與系統管理領域。2025年多國政府開始推動AI與能源科技整合。例如美國「創世紀計畫（Genesis Mission）」透過AI整合國家實驗室、超級電腦與量子技術，以加速能源科技研發流程。
(七)政策工具與資金支持
為了解決新創企業與中小企業面臨的複雜申請障礙，各國政府致力於提升政策支持的便利性。