隨著美、歐、加、日、韓等上百個國家表態支持氣候政策及允諾大幅降低二氧化碳排放量,淨零碳排已成為全球最關注的重要行動。工研院今(22)日領先宣布全院將在2050年達到二氧化碳淨零排放的目標,更成立「淨零永續策略辦公室」作為推動零碳排平台,運用跨領域整合產業的創新研究和科技研發,規劃出臺灣2050淨零碳排策略藍圖,協助臺灣產業朝向淨零永續發展,提升全球競爭力,掌握全球零碳排放的新商機。
工研院院長劉文雄表示,各國政府及企業已有一系列二氧化碳零排放作法,如128個國家已宣示加入2050年淨零碳排目標,蘋果、微軟等宣布建立碳中和或負排碳的供應鏈與產品。臺灣以出口為導向,這些趨勢將對產業產生二個重大影響:一是碳關稅將對臺灣的出口(間接出口)產業,甚至整體經濟造成衝擊,二是國際大廠減排要求將主導臺灣在國際供應鏈的競爭力。面對未來可能的碳關稅貿易障礙,及國際大廠的嚴格綠色供應鏈要求,工研院成立淨零永續策略辦公室,作為協助臺灣推動二氧化碳零排放起點,連結產、官、學、研各界相關領域專家,推動跨域整合型淨零碳排產業創新研究,規劃出臺灣2050淨零排放策略,發展創新低碳科技協助臺灣產業轉型升級、零碳結構與生態鏈,並強化國際連結,掌握再生能源、循環經濟、綠色運輸、環境保護等新興產業機會,搶占國際市場先機,創造新的經濟成長動能。
工研院副院長彭裕民指出,將整合院內跨領域團隊,成立淨零永續策略辦公室,並帶頭宣布在2050年達到淨零碳排放的目標,將創新科技應用在院區內,展現減碳的決心,以四大主軸著手進行,首先,電力供應零碳排:將積極佈建再生能源發電,建立次世代再生能源發電,再配合虛擬電廠調度,以整合院內外多樣化的零碳電力資源,提供院區整體電力需求;第二,低碳/零碳製造生產:實驗室廠房製程中無二氧化碳排放,循環利用製程氣體及物料,低碳排的尾氣及污水處理;第三,消費及使用端行為改變:深度建築節能及公務車、鍋爐全面電氣化,達到院區零化石燃料,並推動共享平台以提高資源利用率;第四,二氧化碳捕捉與再利用:導入先進負碳排技術,直接空氣碳捕捉及將二氧化碳製成綠色碳氫化合物,以求工研院整體2050年達到二氧化碳淨零排放的目標。
全世界要在2050年達到淨零碳排是非常挑戰性的目標,彭裕民表示,臺灣要邁向零碳排的願景,更需要各界共同攜手參與。工研院提出三個建議作法,首先,從科技研發預先規劃或產業發展預測來看,2050年距離現今尚有30年,中間產生的變數及影響很多,不確定性大,因此,工研院將採用科學化方法與工具,推演出臺灣2050淨零排放可能路徑供各界參考,第二,能源燃料燃燒佔臺灣溫室氣體排放量9成以上,因此,使用低碳或無二氧化碳排放的電力發電是臺灣達成2050淨零排放重要基石,工研院將啟動2050年淨零碳排的能源供需情境評析,協助政府從低碳、無碳著手,大幅提高能源效率與擴大再生能源,並建立電力承載順序(Loading Order),達成零碳電力目標;第三,工研院持續以科技研發及產業合作加速循環經濟的推動,逐步替換現有的生產消費模式,建立創新的商業模式,引領產業綠色轉型。
工研院也展出18項低碳循環技術的階段性成果,分別從供給、使用、製造及環境四個面向切入,能資源供給面,具有光電轉換效率高、投報率高、短期回收三大優勢的穿隧氧化鈍化接觸太陽電池(TOPCon Solar Cell)已試量產成功,電池轉換效率達23.5%,模組功率達360W,成果領先全球,並已於沙崙綠能科技示範場域進行驗證;此外,整合多元資源,建立虛擬電廠(VPP)試範系統,將以工研院新竹中興院區為調度中心,連結臺南六甲、沙崙綠能科技示範場域與其他分散式資源,提供電網運轉調節能力,帶動國內低碳能源產業新契機。需求使用面,運用創新技術將食品業生產的副產品循環再利用,如豆渣變成高價值的豆腐砂,協助桃園豆腐公會廠家開發豆渣應用技術與整合規劃服務,或是將檸檬皮渣開發成牛隻的青貯飼料,提高產品的附加價值與產值。此外,也要積極佈建節能技術及改變使用者行為,透過共享平台將資源達到最大化應用,發揮節能減碳及共享經濟的效益。
在產業製造面,工研院研發的高效能易拆解太陽光電模組,從製造源頭端導入循環永續概念,運用熱塑性材料提供熱拆解過程中晶片的應力保護,提高原熱固材料良好的機械特性,新一代太陽能光電模組在壽命終了後,材料可分離回收,成為具有價值的高品質再生原料;加成法微細電子線路綠色製造技術,可製作電路線寬僅3µm,同時降低能源使用量達80%以上,讓電路生產達到「線路細微化」與「製造綠色化」的新境界;永續碳管理技術是一種產品的碳足跡評估應用系統,並結合產業資料庫及碳足跡盤查、計算與分析,有利於產業鏈了解產品或服務整個生命週期的碳排放量。在環境面上,二氧化碳捕獲技術,以高效能吸收劑捕獲二氧化碳,並可整合工廠餘熱和太陽能,有效將二氧化碳分離與純化,協助產業減少碳排放。高效率水處理循環技術整合物化、生物、脫鹽等處理技術,進行民生及工業廢水處理,已為全臺超萬上百家業者服務,提供高品質再生水資源。
淨零碳排創新技術
供給面 |
穿隧氧化鈍化接觸太陽電池 翻轉太陽能產業 |
- 具有光電轉換效率高、投報率高、短期回收三大優勢。無須採用雷射開孔、網印對準、局部摻雜等精密複雜工藝,光電轉換效率比目前PERC型高效率電池多1%,節省10%以上太陽能電廠用地面積、電廠投報率增3%、及縮短能源回收期(EPBT)優勢,成為有利降低碳排之再生能源方案。
- 已於沙崙綠能科技示範場域進行高效率太陽能電池技術的測試驗證,試量產線之電池轉換效率達23.5%,模組功率達360W,成果全球領先;初估20MW之電池及模組每年產值上看臺幣3億元。
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整合多元資源虛擬電廠技術 穩定綠能發電與活絡分散式能源參與電力市場 |
- 透過雲端技術整合、管理與控制多元分散式資源,可轉移彈性負載用電時段,或利用儲能系統調節再生能源發電,協助電網平衡電力供需,穩定綠能發電,協助實現淨零碳排目標。
- 整合多元資源,建構虛擬電廠(VPP)驗證平台,以工研院中興院區為調度中心,連結六甲、沙崙綠能科技示範場域與其他分散式資源,開發多元資源協同調度的關鍵技術,並進行實場驗證。將與業界伙伴共同投入輔助服務,活絡電力市場。
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使用面 |
發酵與菌種馴化技術 檸檬皮渣化作綠金再利用 |
- 協助廠商處理每年超過6,000噸的檸檬皮渣廢棄物。以生態材料高值化加工技術衍生出的青貯處理技術,開發出低成本反芻動物飼料,可提升牛隻採食量及健康,提高檸檬渣的高附加價值。
- 所產出檸檬青貯飼料可於常溫儲放,以節能製程、減少運輸、及有助於畜牧業減少溫室氣體排放,另外搭配完整循環經濟,確保具有時效足夠的固碳效果,可提供國內相關產業需求低碳物料,協助國內相關產業開拓淨零排放經濟的利基市場。
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豆腐砂應用技術 |
- 臺灣每年會產出約40萬噸的豆渣,去化豆渣成了業者很大的負擔。本技術有效協助去化巨量豆渣問題,提供國內產業降低碳排放解決方案。建立對製作豆腐後產出的生鮮豆渣,再運用於符合豆腐貓砂原料所需要求,從配方設計、到性能測試打造豆腐砂。
- 目前協助桃園豆腐公會廠家開發豆渣應用技術與整合規劃服務,期望能結合循環經濟議題,將原需耗費成本清運之豆渣廢棄物進行高值化應用,如有效轉化為高附加價值之豆腐砂,希能提升相關產業附加價值。
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製造面 |
高效能易拆解太陽光電模組 製造源頭端導入循環永續概念 |
- 以易拆解思維進行模組材料的設計變更,以熱塑性材料提供熱拆解過程中晶片的應力保護,加上複合的原熱固材料提高良好的機械特性,達到易拆解的功能,模組在壽命終了後,可以將材料分離回收,成為具有價值的高品質再生原料。
- 新模組具備高耐候性如耐高溫高濕環境、耐UV等特性,熱塑性材料具備耐水解、低吸濕與高阻抗等本質特性,可有效提升模組的壽命。模組及TPE熱塑複合彈性封裝材料已經通過嚴苛的高濕度與高壓水煮測試;長時間高功率UV耐候測試達60KWh以上。
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加成法微細電子線路綠色製造 生產節能效益提升 |
- 整合開發轉印設備、超快雷射加工模具平台及金屬化設備,促使印刷線寬達到5 μm (最小線寬3 μm),電路生產節能效益87.7%、節水效益92.2%及減廢效益87.2%,達到製造綠色化及線路細微化目標。
- 目前已協助國內廠商成立「加成式精密印刷電子製造」新創事業處,創造年產值1.2億元。此外幫助國內電路板廠商建立全球首創之「卷對卷全加成微細線寬軟板生產線」,預計帶動年產值達新台幣15億元。
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環境面 |
廢棄也能變綠金 二氧化碳捕獲技術 |
- 透過場域驗證優化操作參數並搭配高效能吸收劑之應用,使捕獲二氧化碳之再生能耗小於3GJ/tCO2以下。捕獲的二氧化碳可轉化成甲烷、甲醇、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二烷基酯(DRC)等化學品。
- 可提供國內石化業、鋼鐵業、電業等產業降低碳排放的解決方案,協助國內業者可切入碳循環再利用的商機,開拓淨零碳排經濟的利基市場。
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高效率水處理循環利用技術 每一滴水都不浪費 |
- 建構工業及生活廢水再生最適化處理單元與流程,整合物化、生物、脫鹽等處理技術,提供高品質再生水資源,關鍵技術包含多孔性生物擔體(BioNET)、流體化床結晶(FBC)、厭氧流體化床(AFB)電透析(ED)以滿足傳產與高科技廠生產用水需求。
- 目前應用於高雄進行東港溪原水前處理,每日可處理30萬噸;另協助桃園進行民生污水處理,平均每日可處理五萬噸污水;也協助建置南科再生水廠,供半導體廠商製程用水使用,預計可提供每日約兩萬噸再生水,讓水質淨化與水回收再升級。
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