工研院以永續環境科技打造產業新願景

2020年臺灣創新技術博覽會26日即將落幕,工研院突破競爭、邁向高值化,在「永續發展館」展出多項綠能科技及循環經濟技術,並以「突破競爭、邁向高值化」為創新研發主軸,助產業提升成長動能。歡迎對永續發展議題有興趣的民眾及廠商把握機會到永續發展館-「能源館」、「循環經濟」專區參觀。

2020年全球頻創史上高溫,疫情與極端氣候相繼帶來巨大挑戰,提醒人類在追求科技與經濟發展的同時,兼顧與大自然共存共榮的重要性,臺灣是以出口為導向之國家,產品競爭力成為重要關鍵。

工研院在「永續發展館」節能科技領域,展出了技術全國產化的磁浮離心壓縮機。由於臺灣氣候炎熱使得空調用電占比較高,尤其冰水機又占了中央空調總耗電量50%,對尖峰與全年度用電量影響甚鉅。在經濟部能源局支持下,工研院打造高效率磁浮離心式冰水機,能源效率比國際競爭標竿商品高出10%,為市場上同級產品中效率之冠的機種。其無油、靜音、低振動、遠端監控、重量輕、體積⼩的六大優點,全年省電效率較傳統冰水機提升3至4成,以一台製冷能力為200RT的離心式冰水機為例,每台每年的節電量約可達3.3萬度。

工研院綠能與環境研究所所長王人謙表示,過去磁浮離心式壓縮機核心技術掌握於歐洲大廠手中,如今透過成功研製出全球第⼀款全自主技術單級磁浮離心式壓縮機,未來可望攜手合作廠商,進軍氣候相近的新南向市場,搶攻70億冰水機商機。

在「永續發展館」循環經濟專區,則有全臺首度曝光AI物料辨識技術,「電腦不只會撿花生,也能識別再利用資源!」工研院首創的「循環材料驗證與媒合平台」在經濟部工業局支持下,透過物質流分析與大數據技術精準評估、有效媒合物料,將負價值的廢棄物或工業副產品,翻轉為正價值循環物料。並結合AI人工智慧、物聯網及區塊鏈,進行智慧化物流運送管理,讓再利用資源可被完整的追蹤驗證,不論是移動動線、影像、重量等紀錄完全透明呈現於雲端並以區塊鏈保存。循環材料驗證與媒合平台讓資源物盡其用同時讓循環產業化、產業循環化,打通臺灣循環經濟的任督二脈,串聯臺灣資源利用與經濟發展,朝向永續前行。

為資源物盡其用,同時讓循環產業化,在經濟部技術處支持下,工研院研發的「易拆解太陽光電模組循環新設計」,著眼從太陽能模組製造端,就導入易拆解的新材料與新結構設計,讓廢棄太陽能板可完整拆解,大幅提高太陽能循環利用價值,提升臺灣太陽能產業競爭力。

工研院材料與化工研究所所長李宗銘表示,易拆解太陽光電模組循環新設計技術已進行試量產,在成功商業化後,可望讓廢棄太陽能板提取高純度銀、矽晶片與玻璃板,廢棄物的含金量翻倍,預計回收資源化效益將可從6億元增加為12億元以上,有助臺灣太陽能模組產業闖出藍海市場。

工研院「2030技術策略與藍圖」,提出未來10年「永續環境」應用領域的技術發展重點,運用材料化工、機械設備、綠能環保產業既有的技術,結合IT優勢並導入AI人工智慧及感測技術,開發符合生態共生的綠能科技及可循環再利用之新材料、攜手產業跨業合作,形成具全球競爭力的產業生態系,開創低碳永續的下一個10年。

亮點展示技術:
全國產化磁浮離心式壓縮機搶攻新南向70億冰水機大餅

在經濟部能源局支持下,工研院成功研製全球第⼀款全自主技術「單級磁浮離心式壓縮機」,技術與製程全國產化,且能源效率較國際標竿高出10%,為市場上同級產品效率之冠。在AI人工智慧化、雲端監控化、小型化趨勢下,工研院更攜手產業合作打造高效率磁浮離心式壓縮機與冰水機,具無油、靜音、低振噪、遠端智慧診斷、重量輕、體積⼩等六大優勢,全年省電效率較傳統冰水機提升3至4成。

工研院成功研製全球第⼀款「單級磁浮離心式壓縮機」,能源效率較國際標竿高出10%。圖/工研院提供
工研院成功研製全球第⼀款「單級磁浮離心式壓縮機」,能源效率較國際標竿高出10%。圖/工研院提供

「易拆解太陽能模組技術」回收效益翻倍

太陽能模組廢棄問題已成為近期國際環保與循環經濟重要議題,在經濟部技術處支持下,工研院新型的「易拆解太陽能模組技術」重新設計(Redesign)導入耐候、熱可塑模組材料,開發易拆解新型模組,並獲得專利,除增加原有發電效率,在汰役廢棄後,可完整分離玻璃與電池片,提取高純度銀、矽晶片與玻璃板,大幅提高太陽能循環利用價值,提升臺灣太陽能產業競爭力。

工研院研發的「易拆解太陽光電模組循環新設計」,提高太陽能循環利用價值,提升臺灣太陽能產業競爭力。 圖/工研院提供
工研院研發的「易拆解太陽光電模組循環新設計」,提高太陽能循環利用價值,提升臺灣太陽能產業競爭力。 圖/工研院提供

「循環材料驗證與媒合平台」 AI物料辨識吸睛

在經濟部工業局支持下,工研院首創之「循環材料驗證與媒合平台」,透過高科技驗證管理技術讓資源物料產品化、標準化,同時以區塊鏈與AI人工智慧,進行智慧化物流管理,當物料出廠時會經由驗證及AI辨識確認,能夠快速有效地確認物料正確性,而後再將所有資訊結合區塊鏈完整被記載以供出廠端及再利用端相互確認,並確保再利用物料被運送到對的地方!

「再生循環海洋廢塑膠材料技術」海洋垃圾變黃金

保麗龍目前被大量應用於海洋漁業,但廢棄後密度低、體積龐大,難以清理回收再利用、殘餘價值低,故不易進行循環再生,在經濟部工業局支持下,工研院透過海廢保麗龍再生處理技術,將回收海廢塑料經過高效減容、純化、配方改質後增加材料剛性與韌性,成功開發環保高耐衝擊聚苯乙烯複材,可製成如3C、電子產品外殼或工業應用,符合循環經濟高值化產品需求,打造綠色產業鏈。

「高選擇率與滲透率之濾氫薄膜」 提升半導體產業經濟效益

工研院成功開發「高選擇率與滲透率之濾氫薄膜」,以多孔陶瓷材料取代部份鈀金屬,其材料價格僅為鈀金屬之1/200。膜材具有「篩分隔離」與「質傳過濾」之獨特微觀多層次分離功能,除維持高氫氣滲透量外,並可達電子業需求的氫氣純度,薄膜製造成本降低50%以上。未來不僅可用於石化燃料重組產氫之純化,還能協助半導體等產業以低成本將製程餘氫純化後循環利用,開啟環保綠色製程並落實低碳家園之願景。

「二氧化碳捕集製程技術」低碳環保新商機

二氧化碳是造成溫室效應最主要供貢獻者,但由循環經濟角度來看,二氧化碳未來也可成為有機材料的新碳源。在經濟部技術處支持下,工研院研發高效率二氧化碳捕集製程技術,運用高效能之複合型吸收劑及低能耗整合製程技術,結合電廠建立一年捕獲10噸二氧化碳的場域驗證系統,系統持續運轉超過5仟小時,系統能耗與二氧化碳品質與國際並駕齊驅,捕集之二氧化碳純度達99.9%,可作為乾冰與電子級二氧化碳原料;未來可整合氫化製程,將二氧化碳轉化成甲烷及甲醇等化工原料或潔淨燃料,協助國內業者建立減碳技術,開拓我國新碳源材料產業市場機會。


「高耐候工程材料製造技術」關鍵材料創造新價值

現今太電模組中邊框部分的材料以鋁為主,而鋁應用於高鹽份濱海場域將產生耐久腐蝕性問題。工研院在經濟部技術處支持下,利用臺灣高強度尼龍材料為主,開發可兼具耐候防蝕之工程塑膠,並結合新設計雙玻璃模組框架(Redesign),佈局相關專利,可提升臺灣太陽能模組於濱海場域市場競爭力及太陽能電池綠能產業建置新發展。