发展绿色科技 将地球碳足迹降至最低

温室效应带来的气候变迁和环境风险,导致许多灾害与生命财产受创。(彰化县政府提供/吴建辉彰化传真)

为了达到净零目标,全球必须共同合作,在不同层面上进行努力,包括:能源供应、需求使用、低碳制造和环境永续性等。这四个面向彼此相互关联,形成综合性的解决方案,能将地球的碳足迹降至最低。

首先,我们来看能源供应。传统的能源供应方式-石油、煤炭和天然气,是导致全球温度上升的主要原因之一。因此,为了达成净零排放,我们需要重塑能源结构,让可再生能源,如风能、太阳能和水能,成为主流。这将需要在技术上取得突破,提高能源转换和储存效率,并研发能够应对不稳定天气和供应波动的策略,此外也需尽可能延长发电设备的寿命。

随着全球对于净零的追求,太阳能电厂在台湾的需求量大幅提升,尤其沿海的盐滩和水域已成为重要的建置基地。然而,由于台湾的沿海地区腐蚀环境严苛,太阳能支架的耐用年限成为必须考虑的关键因素。为了解决此一问题,工研院投入开发「高耐候太阳能支架防腐蚀涂料」技术。

该技术不仅适用于沿海腐蚀环境,且符合ISO 12944-6的15~25年高耐久(High Durability)等级,能大幅降低太阳能支架20年使用期间的腐蚀维运频率。值得一提的,工研院已与国内上市公司桦晟集团合作,规划将在最严苛的环境下建立首座示范案场,目标是将此技术输出海外,引领太阳能产业朝高值化发展。

其次,需求使用是另一个重要面向,这意味着要通过提高能效、转变消费模式,以及鼓励更为环保的生活方式来实现净零,且需进一步运用循环经济方式减少废弃物的产生。工研院开发的芭乐叶萃取技术,做了很好的示范。

彰化县社头乡被称为「芭乐的宝地」,因修剪大量枝叶,常以焚烧方式处理。工研院发现,这些被弃置的枝叶含有抗氧化成分-多酚,数量是蔓越莓的30倍。于是,工研院运用专业技术,开发出具有抑菌、除臭、洁净等功效的纯天然浓缩洗衣精,降低了芭乐叶的废弃和碳排量,并创造出新的循环经济模式。

再来看低碳制造,这是净零的重要关键之一,透过改变生产过程及使用再生材料,企业可以大幅度减少碳排放。例如,针对产业大量采用的聚酯材料,工研院与新光合成纤维股份公司共同合作开发聚酯织物的化学回收技术。

透过开发创新的化学回收方法,可以将含有高染料的废聚酯纺织品解聚和纯化,转化为可再利用的聚酯原料。借由低能耗的制程技术开发,再生聚酯材料碳排放量相较传统石化聚酯新料降低约30%;与传统纺织品以焚烧处理的碳排放量相比,其整体减碳效益估计最高可达60%。

全球许多企业致力于提升再生聚酯材料比例,如可口可乐、百事可乐和雀巢等,甚至希望在2030年达到90%的使用比例。台湾是全球再生聚酯材料的重要供应国,借由化学回收聚酯技术开发,补强物理回收技术不易施行的区块,将有助提升我国聚酯产业的竞争优势。

最后,在环境永续性方面,这涉及到保护生态系统、促进生物多样性、以及适应和抵抗气候变化等问题。例如,植树造林可以吸收更多的二氧化碳,并维护土壤健康,同样的,谨慎处理废水及废弃物污染,亦是保护环境生态的重要途径。

工研院联合环保署成功研发的「LCD玻璃奈米孔洞材料」,能够将面板玻璃废弃物转化为可吸附重金属废水的创新材料,为循环经济的典范。液晶面板的材质中,液晶仅占0.1%,而剩余的99%以上是玻璃,如何提升这些大量玻璃的利用价值是研究重点。过去的处理方式多为用做胚土或混凝土添加物,利用价值不高。为此,工研院不断尝试找寻玻璃的新生命。

工研院研发团队对于LCD玻璃材料进行解析后,研发一种全新的材料建构技术,可以在此种高硬度且耐化极佳的LCD玻璃上,转换出具有大量奈米孔洞结构的材料,并且具有出色的离子吸附机制,可以用于处理国内产业制造产生的重金属废水,其效能比传统的吸附剂效果提高了5到10倍以上。产业排出的重金属废水经过玻璃奈米孔洞材料吸附后,金属离子会完全被吸附在材料上,这些水就可以回到制程中重复再使用,吸附后的金属也可以脱附后再利用。

此项创新研究解决了面板玻璃废弃物的问题,为其赋予了新的价值,并提供了一种更有效、更经济的重金属废水处理方法,展现出双重环保概念的重要性。协助业界实现净零,工研院积极擘划「2030技术策略与蓝图」,在永续环境应用领域致力发展绿色科技,不仅提供产业创新解决方案,也抢先布局我国净零转型竞争力。(摘自《工业技术与资讯》)