2050年走向淨零家園

2050淨零碳排
以科技力擘畫臺灣的低碳轉型

根據世界經濟論壇發布的《全球風險報告》，全球十大風險中，半數與氣候變遷有關。工研院日前舉辦「極端氣候下的新常態－以新興科技達成淨零碳排的機會與挑戰論壇」，攜手產官學研宣示朝「2050淨零碳排」努力，透過新興科技共創永續共生的未來。

國際能源總署（IEA）日前發表最新全球能源報告（Global Energy Review 2021），預估2021年全球能源相關碳排量將出現史上次高年增幅，達4.8%，幾乎抵銷2020年因疫情而減少的碳排量。主要原因是各國振興計畫與疫苗普及，可望帶動經濟復甦，連帶推升能源需求。

2021年經濟復甦　碳排也增加

IEA估算，今年全球能源使用量將年增4.6%，重返疫前高峰。這個現象在新興市場尤其明顯，全球近7成能源需求增量，來自開發中國家，光是中國就占了全球用電增量的一半。好消息是，全球再生能源占比持續上升，今年可達發電量的3成，主力來自太陽光電及風力發電，各成長17%～18%。

全球碳排重返上升軌道，眼看巴黎氣候協定正負1.5度的溫控建議即將失守，世界各地極端氣候頻仍，危機如此迫切，人類該如何因應？工研院舉辦「極端氣候下的新常態－以新興科技達成淨零碳排的機會與挑戰論壇」，從供給、使用、製造、環境等面向來探討，邀請產官學研專家同台座談，分享最新減碳趨勢，並為臺灣達成「2050淨零碳排」，提出可能路徑與解法。

減碳有賴科技力　國際路徑在地化

世界經濟論壇直指，科技創新是實現淨零碳排的重要關鍵。工研院作為產業科技研發機構，率先成立「淨零永續策略辦公室」，工研院副院長，同時身兼淨零永續策略辦公室主任的彭裕民，援引英國、日本減碳政策，從中盤點出臺灣已有基礎或極具潛力的新興科技，透過加強研發，引導產業綠色轉型。

彭裕民說明，英國政府將淨零碳排視為「綠色工業革命」，訂出10項子計畫，其中零碳排車輛、先進離岸風電、綠色運輸、碳捕存再利用、低碳氫能、綠色建築等項目，是臺灣已具基礎可導入的領域；日本的「2050綠色成長策略」，則鎖定發展節能半導體、次世代太陽能、碳回收、氫能、離岸風力、資源循環回收、電動車及蓄電池等技術，也屬於臺灣具競爭力的項目。

「上述領域，有許多創新科技尚在研發中，這正是臺灣的機會與優勢所在；我們可以參考國際的減碳路徑，用在地化的型態來完成，」彭裕民說。

除了科技力，臺灣如何透過政策引導，帶動能源部門、產業，乃至一般大眾一起投入？座談中也請到經濟部能源局、台灣電力公司、台灣綠電應用協會、循環台灣基金會分別就各自領域提出看法。

碳關稅箭在弦上　政策配套蓄勢待發

經濟部能源局主任秘書翁素真指出，2050淨零排碳預期將成為今年底COP26之倡議主軸，而依過往經驗各國減碳承諾只有加碼、再加碼；歐盟與美國官方將規劃近年實施碳境調整機制（俗稱碳關稅）；此外，民間方面，全球企業倡導國際綠色供應鏈、RE100、EP100、EV100等倡議，可預見淨零技術競爭與需求會愈來愈迫切，我國製造業以出口為導向，更須應積極因應，以維持產業國際供應鏈競爭力及地位。

從政府角度來看，翁素真認為，「要達成2050淨零碳排是需要系統性的翻轉，以及全方位與不同層次的策略作法。政府不僅考慮長期願景規劃，也須兼顧短期的過渡政策與配套，才可回應產業更短期、更迫切性之產業國際競爭力需求。」

「以臺灣的產業為例，面對歐盟的碳邊境調整稅，政府準備工作，包括碳管理機制、碳足跡的認可，這些認證能量到位之後，產品出口才有機會爭取貿易協商空間。此外，彈性提供企業取得充足的綠電、降低產品碳足跡，也是政府的責任，企業本身也要主動積極透過各式減碳路徑，才有機會維持國際競爭力，」翁素真說明。

能源供給端減碳　台電多管齊下

企業營運少不了電，能源產業不論在全球或臺灣，都是碳排大宗。台灣電力公司董事長楊偉甫表示，台電每月盤點碳排量行之有年，未來從發電廠到輸配電系統，都要達到零碳排，可採取的減碳路徑包括綠色能源、技術創新與智慧調度等。

他也舉例，台電投入碳捕存技術，捕捉下來的碳可用來養藻，再放回海洋，完成循環經濟的周期；台電也與業界合作開發儲能方案，並在金門打造智慧電網，24小時監控再生能源的發電狀況，以便未來再生能源大量併網時，可達成精準預測，進行最妥善的電力調度。

「當科技的創新出現時，我們就能發展獨特的強項，這波從能源轉型走向淨零碳排的路上，也是另一個契機的開始，」楊偉甫說。

政策引導、技術培植　助製造端淨零達標

因應供應鏈採用綠電的趨勢，台灣綠電應用協會積極打造綠電交易平台，作為該協會首屆理事長，友嘉集團總裁朱志洋呼籲，「臺灣要在全民共識下達成2050淨零碳排，政府是最重要的平台之一，須以明確政策引導企業與消費者，」例如獎勵減碳製程設備更新、提供投資抵減、鼓勵金融體系對淨零碳排進行中長期的資金挹注。

朱志洋補充，關鍵技術的培植也不可忽視，淨零倡議帶來電動車、太陽光電、風能等新商機，但上述產業關鍵零組件仍須從國外引進，若政府能鼓勵相關研發，不僅有助達成淨零目標，也可帶動產業價值再提升。

「公協會是凝聚產業共識的重要力量，可號召業界一同為綠電及減碳努力，」朱志洋說，臺灣綠電應用協會邀請國內工商團體共商綠電產業發展，包括工總、商總等主要公協會，對綠電及淨零碳排均表示高度支持，反映業界對淨零趨勢已有共識。朱志洋指出，「媒體的角色也至為關鍵，應持續宣揚淨零碳排的重要性，帶動產業加速達標。」

原創思維　從使用端降低需求

從使用端減碳是最有效，卻也最需要投入心力長期教育的。循環台灣基金會董事長黃育徵指出，臺灣年碳排量約3億噸，若要在2050年歸零，需先了解食衣住行育樂、公共建設等各部門的碳排，分別制定減碳計畫；其次，針對關鍵產業，則訂定供應鏈的整體排放目標，例如資通訊或紡織業，從原物料、製程、運籌到雲端平台，整體碳排放量是多少？減碳路徑為何？運用科學數據，確實落實減碳。

「我們必須以原創思維，從使用端降低需求，並建立環境使命感，」黃育徵語重心長的表示，未來30年全球人口將翻倍、對資源的需求更龐大；過程中，臺灣若能打造原創模式，便有機會領導全球。舉例來說，節能設備不賣只租，既可減少客戶的資本支出，還能催生與產品擁有權脫勾的原創商業模式，擺脫既往的物質流產業，走向服務型與知識型產業。黃育徵建議，公部門及國營事業可導入「循環採購」概念，做民間示範，此模式未來還能輸出到其他國家，讓世界看到不一樣的臺灣。

工研院技術創新　淨零超前部署

為達2050淨零目標，工研院提出三大策略建議。工研院綠能與環境研究所副所長萬皓鵬表示，考量國內外2050淨零碳排需求，淨零排放目標，應以產業發展為主，設定符合各產業需求目標。他並提出三大發展策略，提供政府或產業參考。

首先是調整能源結構、提升綠能占比：電氣化、低碳能源為重點。在2050淨零碳排情境下，重新擘劃能源結構；二是持續創新技術、引導產業轉型，如：工研院與業界合作的「穿隧氧化鈍化接觸太陽電池」，效率達23.5%，可在較少土地下，獲得更多電力；三是淨零碳排的超前部署：工研院成立淨零永續策略辦公室，預想2050的社會情境，根據未來需求發展創新技術。例如去年結合跨域研發能量，投入氫經濟及氫能源規劃，為未來的綠能社會再添生力軍。

最後，萬皓鵬並提到，經濟部與工研院於臺南沙崙設置的綠能科技示範場域，就是以綠色能源發展為核心，鏈結國際領先技術，進行創新技術驗證及試量產。包括結合綠能、儲能之區域能源管理及電力調度、高值化綠能產品試量產製程、零耗能建築技術等平台，以協助產業綠能轉型。

綜觀各方建言，工研院院長劉文雄以邁向淨零碳排三大重點做出結論：一是需要創新科技，「不能以今天的科技來解決明天的問題」；二是從日常生活到產業營運，都必須減少需求才能降低碳排，既有的做法必須徹底改變；第三是達成「2050淨零碳排」有賴每個人、每個部門、每個國家的投入，沒有人能置身事外。

前瞻技術推動循環經濟

廢液晶玻璃助電鍍業高值化

淋漓盡致的物盡其用！工研院將廢棄液晶面板中的玻璃，進行奈米化處理，變身為重金屬吸附材，估計每年可讓30萬公噸以上的電鍍製程水重複再利用、減少三分之一重金屬的產生，開拓1.2億元以上的循環經濟價值，是科技落實於產業，兼顧經濟及環境的最佳典範。

走進位於彰濱工業區的吉祥電鍍公司，廢水處理場域宛如高科技廠房一般乾淨，一座座比人還高的金屬過濾桶，串連成廢水處理系統，不論是鍍鎳、鍍銅、鍍鉻……各種電鍍製程所產生的重金屬廢水，只要流經這套系統，就能完全去除，獲得潔淨的再生水，重返工廠循環使用。

這個場景大大的顛覆了電鍍產業的高汙染形象。以往電鍍產業被視為高汙染產業，廢水處理必須加入化學藥劑，產生大量重金屬汙泥，需加以燒結才能去除其中的銅、鉻、鎳等重金屬，不僅處理成本高，對環境也可能造成極大風險，因此政府主管機關與業者一直在尋找高效能、低成本、低汙染的水處理技術。工研院獨門研發的「LCD玻璃奈米孔洞材料」，讓廢棄的面板玻璃華麗變身，成為能夠吸附重金屬的奈米材料。

廢面板玻璃變身　吸附重金屬

早在5、6年前，工研院便與彰濱工業區的電鍍業者合作試行，歷經多年的努力，已發展出最具效率、可商轉的重金屬廢水處理系統，於1年多前正式導入彰濱工業區，以實際成果證明這項技術的循環效益，日前在環保署的推動下，工研院與彰濱工業區、表面處理公會等產研單位，一同宣布這個獨步全球的傲人成果。

環保署資源回收管理基金管理會執行秘書顏旭明表示，2013年環保署便與工研院合作開發「廢液晶面板再利用處理系統」，這項技術先將液晶從廢棄LCD面板中取出，回歸面板製造；如今又替面板玻璃找到高值化應用—將電鍍廢水轉為潔淨工業用水，「透過創新科技賦予廢棄品新生命，每年節省不少水資源及汙水處理費用，也因此讓資源的循環更徹底，扭轉電鍍產業形象，讓業者營運更環保永續。」

奈米過濾　電鍍廢水轉為潔淨水

帶領團隊，研發這項技術的工研院材料與化工研究所組長洪煥毅指出，「LCD玻璃奈米孔洞材料」將電鍍廢水轉化為乾淨的再生水，其原理是將面板玻璃加以奈米孔洞化，表面積膨脹50到100萬倍，使得1公克的玻璃攤開後的表面積，便足以形成半個籃球場的大小，吸附力極強。

LCD面板採用的是硼矽玻璃，因為熔點高，難以與其他玻璃一起回收，過去難以循環利用。學理上來說，玻璃並無法吸附重金屬，但工研院研發精密熱處理技術將LCD玻璃改質，並在其上製造出無數個奈米大小且具有吸附重金屬能力的孔洞，再優化其組成結構，就能用來過濾重金屬廢水。

例如，此次應用於彰濱工業區吉祥電鍍廠的廢水處理系統，當製程水進入系統時，水中的銅、鎳、鉻就會停留在吸附材料的孔洞內，只剩下潔淨水通過，再回歸到電鍍製程重複使用。一旦吸附材料飽和，可將金屬脫附分離，加以回收使用；或者已吸附金屬的孔洞材料可轉做其他應用，例如吸水抗菌材料等等。

廢液晶面板再利用處理系統也在2017年獲得「全球百大科技研發獎」（R&D 100 Awards）及「綠色科技特殊貢獻獎」，透過創新科技，解決全球廢棄面板無法妥善去化的問題。當今人類生活中，處處是液晶面板的應用，從電視、筆電、手機、廣告看板等，無所不在；臺灣是全球面板前三大生產國，如何面對每年逾8,000噸廢液晶面板的產出，便成了工研院積極投入的重大課題。

國際大獎肯定　經業界驗證成功商轉

面板的組成要件，以液晶、玻璃及重金屬銦等3項對環境的危害最大。以往廢棄面板多採掩埋、燃燒或者打碎製成陶瓷磚瓦用之胚土粒料。然而，液晶被封存且附著於兩片玻璃基板內，玻璃基板難以與液晶分離再利用。另一方面，液晶是由苯環、環己烷、鹵素等有毒物質構成，能滲入土壤、地下水，甚至經由燃燒飄散至空氣中，是極為嚴重的汙染源之一。

工研院投入10年時間開發出的「廢液晶面板再利用處理系統」，針對液晶、玻璃、銦各自提出解決之道。首先是液晶及銦，藉由分離、萃取、純化等多道程序，成功回歸面板製程再利用，多項相關技術已技轉給國內面板大廠群創。

此次環保署、工研院、彰濱工業區共同發表的重金屬廢水處理成果，則是「廢液晶面板再利用處理系統」之下，專門針對面板玻璃再利用所開發出來的「LCD玻璃奈米孔洞材料」，每公斤材料可處理5噸的電鍍廢水，吸附前為白色，吸附後隨不同金屬呈現不同顏色，且可多次重覆使用。

彰濱工業區導入　產值估1.2億元

環保署資源回收管理基金管理會組長李志怡指出，將「LCD玻璃奈米孔洞材料」應用在電鍍過程中進行重金屬廢水的分流處理，每日廢水處理量可達50公噸，重金屬去除率達99.9%，且符合放流水的環保標準。未來擴大應用於彰濱工業區，每年不僅能去化100噸的廢棄面板，更可減少約6,000萬元的廢水處理費用。

導入此技術與未導入的電鍍廠相比，節水量達30公噸，重金屬汙泥量可減少三分之一，若以彰濱金屬表面專區一期與二期兩個廠區合併計算，未來可望開拓1.2億元以上的產值。李志怡表示，「這是臺灣開創循環經濟的重要里程碑，不僅水資源達成再利用、面板玻璃也達成回收高值化；以廢棄物處理廢棄物，充份體現循環經濟的精神。」

吉祥電鍍公司董事長林振東談起導入此項技術的契機，「數年前，我向產業公會求救，提出電鍍製程的廢水處理困境，得到工研院的全力奧援，」他回憶，當時工研院大隊人馬來到廠內，共同研究如何將「LCD玻璃奈米孔洞材料」導入廢水處理。最初先小規模試行，一開始每10分鐘就必須清理濾水系統、後來慢慢進展至1小時、1天甚至1週。「研發團隊千里迢迢地將廢水運回新竹研究，能有今天有這樣的成果，我十分感謝工研院團隊，如今開發出的第五代技術，處理電鍍廢水既輕鬆又環保。」

電鍍業者省水兼省成本

林振東指出，採用這項技術，與過去相比，可減少3到5成的用水量，且不必再加入化學劑、沒有汙泥產生。以往1公斤的汙泥處理費將近20元，且傳統汙水處理設備動輒千萬元，相關的感測器和加料機都須定期修理或汰換。林振東說，各種費用換算下來，至少節省了70%至80%成本，最重要的是替電鍍業者解決了最頭痛的廢水及汙泥問題；「這不止是雙贏、而是業者、政府、環境的多贏，我希望可以大力推廣，惠及其他業者。」

對彰濱工業區而言，此項技術也是兼顧經濟發展與環境永續的解決方案。工業局工業區環境保護中心副執行長洪清水點出，工業區環保中心的本職，以往以資產管理及技術提升為主，近年則擴大至永續發展。彰濱工業區的金屬表面專區，每年產生汙泥量高達3,000噸，處理費用將近6,000萬元，是令工業區環保中心頗為困擾的環境與經濟效益問題。

洪清水表示，在得知環保署與工研院合作的「LCD玻璃奈米孔洞材料」技術後，工業區環保中心即促請彰濱工業區服務中心與工研院、環保署三方簽定合作備忘錄，正式於彰濱工業區的金屬表面專區試行，透過廠商的源頭管制，減少汙泥的產出量。「如今驗證有了成果，未來希望持續推廣，若電鍍專區的其他廠商也加以採用，其經濟與環保效益將不可限量。」

顏旭明補充，在水資源愈來愈稀缺的時代，環保署與工研院合作開發的「LCD玻璃奈米孔洞材料」，能節省大量用水，同時也將面板廢棄物高值化、再利用。「未來將持續與工研院攜手，透過科技創新，在各個領域落實循環經濟，打造兼顧經濟與環境的零廢棄時代，達成真正的綠色家園。」

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