發(fā)展永續(xù)綠色經(jīng)濟 工研院從水泥、電業(yè)做起

工研院研發(fā)「鈣迴路捕獲二氧化碳技術」,協(xié)助水泥業(yè)者達成減碳目標。圖/工研院提供

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工研院開發(fā)「穿隧氧化鈍化接觸太陽電池」,具光電轉換效率高、投報率高、短期回收三大優(yōu)勢。圖/工研院提供
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工研院開發(fā)「高效能易拆解太陽光電模組」,可有效減廢與提高汰役太陽能板循環(huán)價值。圖/工研院提供

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美國總統(tǒng)拜登在今年1月時簽署行政命令,將氣候議題列為外交和國安首要任務,同時並帶領美國重返巴黎協(xié)定,打破川普時代的單邊主義,展現(xiàn)在全球極端氣候肆虐下,「淨零碳排」已是戰(zhàn)略目標,綠能永續(xù)更成為國家競爭力的象徵。工研院院長劉文雄表示,2050年淨零碳排是創(chuàng)新科技很好的商機,因為「我們不可能用現(xiàn)在的科技,解決30年後的問題」。工研院已率先於3月成立「淨零永續(xù)策略辦公室」,將提出臺灣2050淨零碳排路徑與產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展策略藍圖,以技術科學思維,從能源供給面、需求使用面、產(chǎn)業(yè)製造面及環(huán)境面等四大面向,提出跨領域整合技術解方。

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據(jù)國際能源總署IEA發(fā)布的《2021全球能源評論》報告指出,2021年全球排碳量將上看330億噸,預估激增近5%,創(chuàng)逾10年來最大增幅。另據(jù)IEA數(shù)據(jù)顯示,水泥廠所生產(chǎn)的二氧化碳,占全球人為排放量的7%。為協(xié)助水泥業(yè)者達成減碳目標,工研院研發(fā)「鈣迴路捕獲二氧化碳技術」,以水泥原料作為吸收劑,吸收水泥製程排放的二氧化碳,形成捕捉與釋放迴圈,二氧化碳純度可達99.9%,經(jīng)多次使用後之氧化鈣還可以送回水泥廠作為原料,在減碳之餘也同時考量循環(huán)永續(xù)發(fā)展願景。工研院與臺泥公司正攜手規(guī)劃10MWt(百萬瓦)的新世代鈣迴路示範廠,估計一年可捕獲5.5萬噸二氧化碳,預期額外增加的能耗小於20%,加乘減碳效益,藉此技術以開創(chuàng)與水泥廠互利雙贏的商業(yè)模式。

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欲達成淨零碳排的目標,確切的做法也體現(xiàn)在零碳電力開發(fā)之上,放眼國際,白宮積極要求美國電網(wǎng)在2030年前達成八成電力來自零碳排能源。面對全球零碳排能源的趨勢,電業(yè)在淨零碳排演進上,扮演重要角色。以臺電來說,除了每個月盤點發(fā)電量排放多少碳,找出降低碳排方法,同時也積極跟用電端攜手合作,營造出每個人都是節(jié)能的行動實踐者概念,因為少用一度電,電力事業(yè)就可以少發(fā)一度電,也等於少一份碳排放。

在能源局支持下,工研院開發(fā)「穿隧氧化鈍化接觸太陽電池」,具光電轉換效率高、投報率高、短期回收三大優(yōu)勢,已與太陽能廠茂迪合作,於沙崙綠能科技示範場域進行測試驗證,試量產(chǎn)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(chǎn)值上看臺幣3億元。光電轉換效率比目前鈍化射極和背面(PERC)型高效率電池多1~2%,能節(jié)省10%以上太陽能電廠用地面積,並改善在陰雨天等低照度時的發(fā)電能力與烈日下的高溫衰減達3%,助攻零碳電力的終極目標。

除此之外,太陽能板失效或使用年限到了之後,雖然已有一般廢棄處理機制,但因層間封裝材料以熱固方式緊密結合,難以拆分,導致廢棄處理時,只能以破碎後再簡易分類去化,回收品質與價值大降。為改善此痛點,在經(jīng)濟部技術處科技專案支持下,工研院開發(fā)「高效能易拆解太陽光電模組」,從製造問題源頭端導入重新設計(redesign)循環(huán)永續(xù)概念,以具專利、集合熱固與熱塑優(yōu)點之新型複合封裝膜,在不改變現(xiàn)有模組製造程序下,使易拆解模組不但在正常服役下有優(yōu)異之發(fā)電效能,壽命終了後,利用整合純化與分離技術,更可完整回收玻璃蓋板、矽晶片與高純度銀,不但可有效減廢與提高汰役太陽能板循環(huán)價值,協(xié)助太陽能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造新的經(jīng)濟效益外,更可藉由大量之材料回用,大幅降低太陽能板產(chǎn)品之實質碳排放,使臺灣太陽能板綠上加綠。

面對「淨零碳排」這波新世紀浪潮,工研院期盼用更精進之技術,讓臺灣搭上全球趨勢,發(fā)展永續(xù)綠色經(jīng)濟。(摘錄自《工業(yè)技術與資訊》)

文章轉載於 中時新聞網(wǎng)