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產業追蹤/創新科技助陣 找減碳妙方

2021-05-23 00:15經濟日報 工業技術與資訊整理
台泥
  • 再生能源
  • 茂迪

極端氣候頻繁,溫室效應成為全球關切議題,減少碳排、提升能源使用效率是世界各國努力的方向。工研院在「2030技術策略與藍圖」的永續環境中,針對減碳提出鈣迴路及二氧化碳捕獲再利用技術,為水泥廠、石化業、鋼鐵業、電業等產業提供減碳解方,協助台灣邁向淨零碳排願景。

在綠能及再生能源方面,則以兩大太陽能創新科技助陣,提高太陽能發電效率及循環零廢棄,加速零碳電力的終極目標。

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為協助業者降低能資源耗用與溫室氣體排放,在經濟部能源局支持下,工研院與台泥公司合作開發研發鈣迴路二氧化碳捕獲技術,並在台泥和平廠建造全球領先的鈣迴路捕獲二氧化碳試驗廠。以水泥原料為吸收劑,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%,經多次使用後的氧化鈣還可送回水泥廠做為原料,在減碳之餘也同時考量循環永續發展願景。目前試驗廠每年可捕捉數百噸二氧化碳;工研院與台泥正攜手規劃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。

此外,經濟部技術處為協助產業達到低碳生產目標,支持工研院研發低能耗的二氧化碳捕獲再利用技術,以高性能的醇胺類吸收劑吸收煙道氣中的二氧化碳,透過場域驗證優化操作參數,並搭配高效能吸收劑應用,使捕獲二氧化碳之再生能耗趨近國際領先水準,其捕獲二氧化碳純化度高達99.9%,品質可與國際水準並駕齊軀。

捕獲的二氧化碳可轉化成甲烷、甲醇、碳酸二甲酯、碳酸二烷基酯等化學品,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。

在綠能及再生能源方面,考量台灣地狹人稠,強化發電效率成為發展太陽能的技術關鍵。在能源局支持下,工研院開發「穿隧氧化鈍化接觸太陽電池」,其具有光電轉換效率高、投報率高、短期回收等三大優勢,已與太陽能大廠茂迪合作,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(百萬瓦)之電池及模組每年產值上看3億元。

穿隧氧化鈍化接觸太陽電池無須採用雷射開孔、網印對準、局部摻雜等精密複雜工藝,光電轉換效率比目前鈍化射極和背面(PERC)型高效率電池多1%至2%,能節省10%以上太陽能電廠用地面積;且因其電池的元件特性,可改善在陰雨天等低照度時的發電能力與烈日下高溫衰減達3%,適合台灣的氣候環境,成為有利降低碳排之再生能源方案。

針對太陽能板失效或使用年限到的回收處理,工研院觀察到太陽能板採用熱固方式緊密封裝,造成廢棄處理時不易拆解,只能以破碎後再簡易分類去化,回收品質與價值大降。

在技術處科技專案支持下,工研院開發「高效能易拆解太陽光電模組」解決產業痛點。

從製造問題源頭端導入重設計循環永續概念,以具專利、集合熱固與熱塑優點之新型複合封裝膜,在不改變現有模組製造程序下,使易拆解模組不但在正常服役下有優異發電效能,壽命終了後,利用整合純化與分離技術,可完整回收玻璃蓋板、矽晶片與高純度銀,可有效減廢與提高汰役太陽能板循環價值,協助太陽能產業創造新的經濟效益外,更可藉由大量材料回用,大幅降低太陽能板產品實質碳排放,使台灣太陽能板綠上加綠。

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