一、前言
Frost & Sullivan評選出在未來2025年至2029年間，預計對社會產生重大影響的50項新興技術，範圍涵蓋九大領域：先進製造及自動化、化學品和先進材料、能源和公用事業、環境和永續發展、健康和保健、資通訊技術、醫療設備和成像技術、感測器和儀器、微電子。其中，能源與公用事業領域的發展趨勢主要聚焦於能源生產、儲存以及工業脫碳等創新技術。例如，能在低光照條件下穩定發電的太陽能模組、不依賴稀有金屬且具備高安全性與低成本的新興電池技術，以及可取代化石燃料熱源的工業製程熱電氣化技術（Process Heat Electrification）等，這些技術都將在全球實現能源轉型與碳中和過程中發揮關鍵作用。

Frost & Sullivan評選未來2025年至2029年在能源領域最具發展潛力的新興技術包含磷酸鐵電池(Ferro Phosphate Batteries)、加熱製程電氣化(Process Heat Electrification)、鈉離子電池(Sodium-Ion Batteries)、雙面太陽能板(Albedo-Responsive Solar Panels)。本文針對能源領域的新興技術，分述其定義、技術優勢與挑戰、發展趨勢與代表性案例等(各項新興技術與市場趨勢請參閱圖一)。

二、磷酸鐵電池(Ferro Phosphate Batteries, FPB)
FPB是一種安全又耐用的鋰離子電池（LIB），使用鋰、鐵、磷、錳作為正極材料(如磷酸鋰鐵電池LFP、磷酸鋰錳鐵電池LMFP)，不含稀有金屬，避開了昂貴又具爭議的礦產來源。其結構穩定，不容易因過熱或碰撞而起火，非常適合電動車與儲能設備使用。

(一) 優勢與挑戰
磷酸鐵電池(FPB)在安全性、成本及循環壽命方面具有明顯優勢。相較於鋰離子電池（LIB），如鎳錳鈷（Nickel manganese cobalt, NMC）和鎳鈷鋁氧化物（nickel cobalt aluminum oxide, NCA），FPB具更高的安全性(熱失控溫度超過250°C)以及 更長的循環壽命（超過3,000次）。此外，LFP電池成本更低，電池關鍵材料不依賴鎳、鈷等稀有金屬，可兼具成本效益與供應韌性。然而，其能量密度相對較低，以及低溫環境下的效能表現不佳，可能限制其應用範圍。

 (二) 發展趨勢
在2021年至2023年期間，FPB在全球電動車鋰離子電池的市場占比快速成長(從28%增加至40%)，尤其是新興市場。根據Frost & Sullivan 預計，2025 年至 2029 年期間，FPB年均複合成長率（CAGR）將達 18%。在2022 至 2024 年間全球共申請了 4,633 件 FPB 相關專利，其中中國占比高達62%至63%。專利內聚焦於幾個關鍵方向：包含LMFP材料的開發、電池安全性與熱穩定性的提升、電池再生與回收技術，以及結構優化（如堆疊設計、複合材料應用）。隨著技術持續演進，加入錳元素的 LMFP 在維持 LFP 低成本與高安全性的同時，能量密度提升15%至20%。Frost & Sullivan預估 2027 年LMFP開始進入商業化階段，未來將逐步擴大應用範圍。 

(三) 代表性案例 
中國寧德時代(CATL)是全球FPB主要供應商之一，其產品廣泛應用於特斯拉（Tesla）等國際車廠的大眾電動車型。2023年，CATL推出一款具備超快速充電功能的 LFP 電池，可在15分鐘內完成充電，僅需充電10分鐘即可行駛約400公里，充滿電後續航力達700公里。此外，CATL 也積極拓展全球佈局。2024 年，該公司與歐洲汽車大廠 Stellantis共同宣布，將在西班牙投資超過 45 億美元興建LFP 電池生產基地，預計 2026 年底投產，年產能將達 50 GWh，以滿足歐洲電動車市場需求。

三、加熱製程電氣化(Process Heat Electrification)
工業部門是全球 GHG 排放的重要來源 (佔全球排放量的30%)，主要來自燃料燃燒和加熱過程。加熱製程電氣化技術指的是將工業製程所需熱能從傳統的化石燃料驅動方式轉向直接使用電力（直接電氣化）或利用電力生產低碳合成燃料（間接電氣化），以減少溫室氣體排放。其中直接加熱製程電氣化包含低溫製程技術(工業熱泵、電鍋爐和紫外線感應加熱)及高溫製程技術(如電阻加熱、電弧爐和射頻加熱)。

(一) 優勢與挑戰
直接電氣化透過電力驅動加熱設備提供工業製程所需熱能，較傳統的化石燃料加熱的方式，可有效降低能量轉換損失並提高能源效率。此外，電氣化系統更容易與再生能源整合，並具備回收與再利用廢熱的潛力，對於推動工業脫碳具有顯著助益。然而，電氣化設備初期投入成本較高，尤其在高溫應用方面，將需要政府的資金支持。同時，高溫電氣化技術尚未完全成熟，以及過高的電價，皆將是工業轉型面臨的挑戰。

(二) 發展趨勢
在全球碳中和目標與再生能源成本下降的影響，加熱製程電氣化的應用正快速擴展，尤其在食品加工、紙漿與紡織等低溫熱需求產業。Frost & Sullivan預計，2025年至2029年間全球市場年均複合成長率（CAGR）將達6%。加熱製程電氣化的相關專利申請數量在 2022-2024 年間全球共達14,090 件，且逐年增加。其中，中國占比高達76.3%，為該技術的領導者。專利涵蓋多種不同溫度區間的電加熱技術，包含電漿熔煉、紫外線固化技術（UV curing）、電感應爐（Electric induction furnaces）、微波加熱、電阻式加熱（resistive heating）、熱泵與電弧爐(EAF)等。

未來，隨著再生能源價格持續下降，鋼鐵、水泥等高溫與高碳排產業預期將於 2027 年後逐步導入相關電氣化技術。至2029年以後，氫能與合成燃料等間接電氣化方式也將擴大應用，補足電氣化難以涵蓋的超高溫製程需求，推動產業整體邁向深度減碳與能源轉型。

(三) 代表性案例： 
美國新創公司Antora Energy開發了一種零排放工業熱電解決方案。該技術利用來自太陽能或風力等再生能源的電力，加熱固態碳塊（如石墨或碳磚）並儲存。採用模組化設計，可提供高達400°C的加熱應用，滿足食品飲料、再生燃料、化學品製造、混凝土製造、紙漿和造紙以及採礦和礦物精煉等多個產業加熱需求。該公司已於2024年獲得1.5億美元的投資，將進一步推動熱電池在工業脫碳領域的應用。

四、鈉離子電池(Sodium-ion batteries, SIB)
鈉離子電池類似鋰離子電池，以儲量豐富的鈉金屬作為電荷載體，藉由鈉離子的移動，進行電化學反應。

(一) 優勢與挑戰
鈉金屬資源豐富、分布廣泛，取得成本遠低於鋰金屬，且不依賴稀有金屬，有助降低整體生產成本與供應鏈風險。鈉離子電池相較於鋰離子電池，其熱失控的風險更低，且可適用的工作溫度範圍更廣(在-40℃至80℃之間)，特別適合用於寒冷地區或極端環境。此外，鈉離子電池與鋰離子電池的生產設備與製程具有相容性，可降低產線轉換與技術導入的門檻。然而，受限於目前能量密度相對較低，其應用尚難滿足高續航電動車等高性能需求。未來仍需持續提升能量密度與循環壽命，同時擴大產能佈局，完善原料與製造端的供應鏈體系，才能實現大規模商業化。

(二) 發展趨勢
隨著鋰資源價格波動、能源轉型加速與全球儲能需求快速成長，具備低供應鏈風險、高成本效益與熱穩定性的鈉離子電池成為大型儲能與輕型電動車市場的關鍵技術之一。根據 Frost & Sullivan 預估，2025 年至 2029 年間全球鈉離子電池市場年均複合成長率（CAGR）將達 14.5%。在研發方面，2022年至2024 年間，全球共申請3,131件 SIB 相關專利，中國占比達74.2%，為主要領導者。專利創新主要集中於新型正極材料與添加劑、電解液穩定性與電極塗層優化等方向。隨著能量密度、循環壽命等技術持續提升，預計至2025年 SIB 將進一步擴大生產規模，應用範圍將從基礎儲能擴展至高階電動車、電網備援系統與消費性電子產品。

(三) 代表性案例： 
中國寧德時代(CATL)積極擴大SIB生產規模，2021年發表第一代SIB，能量密度高達 160Wh/kg，且充電15分鐘可達80%電量，至2024年推出第二代SIB。2025年4月該公司發布全球首款實現量產的鈉離子電池Naxtra，能量密度達到175Wh/kg，已接近磷酸鋰鐵 (LFP) 電池性能。該電池充放電循環次數超過1萬次，並突破了極寒環境應用的技術瓶頸，可在-40°C 至 +70°C 下穩定運作，即使-40°C下仍能維持90%的可用電量^[1] 。

五、反射響應型太陽能板(Albedo Responsive Solar Panel)
反射響應型太陽能板屬於雙面（bifacial）太陽能技術，可同時吸收正面直射的陽光與背面反射光，大幅提升發電效率。與傳統單面太陽能板相比，它的背面由玻璃或透明材質製成，能讓反射光穿透並被光電元件吸收。此外，此類太陽能板通常結合先進的太陽能電池技術，包括：鈍化射極與背面電池（Passivated Emitter and Rear Cell, PERC）、穿隧氧化層鈍化接觸（Tunnel Oxide Passivated Contact, TOPCon）、異質接面電池（Heterojunction Technology, HJT）等，進一步優化光的吸收與轉換效率，提升整體發電效能。

(一) 優勢與挑戰
反射響應型太陽能板可比傳統單面太陽能板提升5%至30%發電量。即使在低光源環境（如陰天）表現佳，也可吸收漫射光與地面反射光。該技術通常採用雙玻璃設計，有助於增強耐候性能，並延長使用壽命(約長達30年)。然而，該技術成本較高，對一般家庭用戶接受度較低，且性能優勢面臨安裝環境(如傾斜角度、高度、反射表面材質等)的挑戰。

(二) 發展趨勢
在全球再生能源目標的推動下，雙面太陽能板受到多國政府政策支持與補助。根據 Frost & Sullivan 預估，2025 年至 2029 年間，全球反照率響應型太陽能市場的年均複合成長率（CAGR）將達 15.2%。此外，在 2022 至 2024 年期間，全球共申請 390 項反射響應型太陽能板相關專利，其中美國以 40% 的專利數量居於領先地位。專利主要分布於雙面太陽能電池建模、提高產量的機制、多接面太陽能電池、PV 模型、光能管理系統以及鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite solar cell, PSC)等領域。

隨著技術演進，雙面太陽能模組由鈍化射極與背面電池（Passivated Emitter and Rear Cell, PERC）結構，邁向更高效率與更長壽命的穿隧氧化層鈍化接觸（Tunnel Oxide Passivated Contact, TOPCon）結構，並擴大應用至交通運輸（如電動車充電設施）、工業區域以及高反射率建築表面的建築整合太陽能（Building-integrated photovoltaics, BIPV）等場域，進一步加速該技術的未來發展。

(三) 代表性案例 
美國Tigo Energy Inc.開發模組端電力電子(Module Level Power Electronics, MLPE)技術，可充分提升效能，實現即時能源監測，並確保運作的安全性。其技術在浮動式太陽能電廠中利用高反射率平台來優化光反射，增強雙面模組背面的能量輸出，也提供了快速關斷(rapid shutdown)功能，這使得在不中斷整體運作的情況下，能夠安全地隔離系統的特定部分。

[1] CATL官網。資料來源：https://www.catl.com/en/news/6401.html