節能減碳的四個策略方程式 – i創科技

節能減碳的四個策略方程式


節能減碳意識高漲,國際組織與世界各國政府都力推節能政策,值此推動綠色環保的關鍵時刻,臺灣政府也積極推動能源轉型政策。其中,工研院作為扮演國家技術創新與產業推動的重要角色,依循節能減碳的四個策略方程式,為相關產業的全球布局給予強大助力。

自工業發展以來,地球環境受到很大的威脅,尤其近30 年來,世界各地因為氣候異常造成的災害頻傳,節能減碳議題受到更大的重視。聯合國早於1997 年代就達成共識,訂立《京都議定書》,如今為追求更大的節能減碳力量,《巴黎協定》再提出控制全球氣溫於2100 年上升不超過攝氏二度的長期目標,為世界各國推動節能減碳,帶來更大的推力。

工研院綠能與環境研究所所長胡耀祖指出,面對節能減碳的大浪潮,臺灣也必須加快腳步落實推動節能減碳,以因應能源環境的快速變遷與挑戰,朝向綠色國家邁進。「節能減碳有很多做法,大抵上可以從四個層面來看,第一,促進潔淨再生能源的發展,第二、提升耗能設備/產品的能源效率,第三、節能相關的智慧系統整合,第四、人們行為的改變以降低需求及減少浪費。

胡耀祖表示,依循節能減碳的四個策略方程式,工研院作為扮演國家技術創新與產業推動的重要單位,一直在技術創新、設備開發與節能減碳應用上,已有許多貢獻,更協助國內相關產業發展節能軟硬體產品與系統服務,助力臺灣邁向綠色國家的同時,也協助國內節能相關產業布局全球市場。

首部曲》加速國內再生能源產業發展

胡耀祖首先提到,碳排放量的減少,首要任務就是減少使用「煤、石油、天然氣」等高碳排放能源,轉而提高太陽能、風力發電等潔淨再生能源的使用率,由於過去天然能源使用成本較高,難以普及,因此創新研發技術以降低建置與使用成本,至關重要。

對此,我國政府過去以「能源國家型計畫」,每年編列十餘億元經費投入節能相關研發,鼓勵產業界參與合作;此外,能源局也編列業界能源科技專案經費,協助業界落實能源科技研發之產業化應用;2016 年新政府上任之後,進一步訂出2025 年國內發電量要有20%來自再生能源的目標,以期減少對石化燃料的依賴,同時帶動國內綠能產業的發展。

「以2015 年再生能源發電量占比大約5%來看,我們還有很長的路要走。」胡耀祖認為,要實現2025 年再生能源發電量占總發電量20%的目標,是很大的挑戰,包括綠能應用場域的建置、電網基礎設施的擴充更新、儲能技術的成熟,都是重要任務。

針對各項挑戰,工研院匯集能源領域各類專業人才,為我國政府能源政策制定、規範研擬、技術開發與產業推動上,提供協助與創新技術能量,例如,目前政府正如火如荼啟動建構的「綠能科學城」,工研院作為國內能源技術創新的重要推手,在此計畫中也扮演重要角色,攜手各界共同打造國內創新綠色產業生態系。

二部曲》提升耗能產品的能源效率

由於再生能源的發展還有許多層面需要突破,因此提高耗能產品能源效率,成為現階段推動減碳最重要的手段。胡耀祖表示,針對冷氣機、冰箱、照明設備等耗能產品進行能源效率提升,可大幅降低耗能與碳排放,以冷氣機為例,30 年前全臺冷氣機使用量為600 萬台,如今已經提高到1,600 萬台,夏季時,空調耗電幾乎佔了總尖峰用電的三分之一以上,因此冷氣機效率的提升,對於降低尖峰負載用電有絕對的幫助。

「不論是冷氣機每單位耗電可以提供的冷卻能力增加,或照明燈具每單位耗電可以提供的流明數(lm/W)提升,對於減碳都有很大的幫助。」胡耀祖指出,有鑑於此,過去十幾年來工研院攜手國內產業界,在耗能設備的能源效率提升上有許多具體作為。

舉例來說,工研院分別與國內東元、良峰、禾聯、峻菱、盟昆與大同等公司,合作開發DC 變頻空調機,性能平均比國家能效標準提升10 ∼ 15%。同時,也與瑞智、新唐、廣閎等公司合作開發相關的變頻壓縮機、驅控器及驅控晶片IC 等關鍵零組件,為我國變頻空調產業建立良好基礎的產業供應鏈,促成空調產業保有整機產品內銷市場,也協助我國廠商突圍空調相關產品外銷的困境,部分關鍵零組件更在全球市場發光發熱。此外,工研院的永磁無刷馬達與無感測專用驅控器,突破日本技術的壟斷,協助國內電/吊扇、天吊車等產業,開創DC 變頻智能化的節能效益產品,性能提升20%∼70%,目前已技轉給嘉隆、誠岱二公司,實質促成廠商投產且商品系列化,並行銷至國內外市場。

工研院日前發表連鎖服務業智慧節能成果,啟動連鎖新商機,整合永、瑞智、南亞以及台灣日立等節能設備廠商,為華南銀行及千葉餐飲集團等連鎖服務業者提供節能整體解決方案,預計年省近5 ∼ 20%電力。(圖片來源:工業技術與資訊)

此外,「無油渦卷空氣壓縮機」技術也成功協助國內產業開發無油化的渦卷空氣壓縮機商品,性能比傳統提升10%∼ 20%,不但使送氣品質無污染、振動噪音降低了10 分貝,並實際促成國內兩家最大的空壓機製造商復盛與漢鐘,順利投產並銷售到國際市場。

在大型中央空調領域,工研院開發的「500 冷凍噸級R-134a 二級壓縮離心式壓縮機與冰水機」,能源效率比國際標準高出10%,為市場上同級產品中效率最高的機種。胡耀祖強調,此技術使臺灣成為繼美、日之後,全球第三個擁有「單級/二級壓縮離心式壓縮機與冰水機」製造能力的國家,目前廠商之相關產品已經行銷到中東、東南亞、印度、中國大陸等國家,落實建構我國新產業供應鏈與商業模型的目標。

磁浮冰水機在中央空調扮演關鍵角色,可減少馬達耗電及達成智慧控制,有效提高中央空調效率,減低使用電量。(圖片來源:工業技術與資訊)

三部曲》智慧系統整合與最佳化控制

針對設備進行效能提升之外,透過智慧控制系統達到最佳化能源管理,也是目前全球實現節能減碳的重要手段。胡耀祖強調,通過智慧系統讓冰水機、冰水泵、冷卻水塔、送風機等各類設備產品彼此之間進行整合,達到最佳化節能,應用上已經非常成熟,尤其近年來在物聯網(IoT)科技與應用愈來愈成熟之下,包括「建築能源管理」與「家庭能源管理」的智慧化系統發展更是迅速,不管是工業、商業或家庭,許多場域都已經開始透過感測網路進行系統智慧化控制,提升能源管理系統效能。

在以智慧系統實現減碳的作為上,工研院自2011年起, 即大力推動「綠色低碳院區計畫」(GreenCampus),讓院內相關技術有示範驗證的機會,已成功展現良好的成果,除了為工研院院區帶來節能減碳效益,也成為國內智慧能源管理系統的重要能量。

胡耀祖接著解釋,Green Campus 計畫主要透過改造老舊建築與基礎設施,同時運用工研院發展的各種節能科技,包括智慧照明、磁浮冰水機、中央空調智慧化控制、建築能源管理系統(iBEMS)、節能日光反射塗料、節能貼膜等等,大幅降低能源消耗,成為國內產業建置節能智慧系統的典範,目前也已獲得產業青睞,將Green Campus 的節能應用,推廣至國內超出百棟商辦大樓,包括台電大樓、慈濟醫院、TVBS 內湖大樓、智易科技大樓、華南銀行、竹科生活館等。

此外,工研院的商店節能管理系統技術,有效節省店鋪耗能,目前已在近3,000 家全家便利商店實行,平均節省電費可達8%。目前更提升系統功能,以智慧化的方式降低便利商店等服務業的人力需求,提高生產力。

TVBS 內湖大樓透過工研院協助,建置智慧節能管理系統。(圖片來源:工業技術與資訊)

四部曲》讓節能變成習慣,減少浪費

一個國家要達到節能減碳的使命,必須讓每個人都落實節能減碳的作為,因此如何改變人們使用各種耗能設備的習慣,減少需求與浪費,改變民眾看待使用電力的心態(Mindset),是非常重要的層面。

「節能減碳必須積沙才能成塔,因此不管個人或企業,都要把節能思維內化成為DNA。」胡耀祖指出,就個人而言,隨手關燈、穿著涼爽衣物、提高空調設定溫度,都是落實節能減碳的做法;對產業界而言,除對員工宣導節能意識、執行節能相關規範之外,產業界更要有遠見,不要用一至二年的時間,就想讓節能相關投資獲得回收,把時間拉長到五至七年,評估是否建置節能系統與採購新設備,才能真正落實節能。

創新技術 為產業貢獻心力

在各層面協助我國落實節能減碳與推動相關產業發展之際,工研院在智慧節能的系統創新、耗能設備的技術提升,建立強大的研發實力,成為綠色產業發展與企業節能減碳的最佳推手。

「工研院的創新能量,為未來臺灣綠色能源的向上躍升帶來動能。」胡耀祖指出,工研院的綠色科技都是臺灣綠能產業的未來種子,目前已經有多項產品實際導入產業應用,對國內綠能產業發展帶來具體貢獻,並且將協助臺灣在國際舞台競爭上嶄露頭角。

展望未來,工研院將持續以技術與系統創新,輔以整合各方資源的思維,為國內節能減碳相關技術與產業的發展,創造更大的能量,胡耀祖也建議產業界,臺灣要贏得大眾型小家電產品的機會較小,可以鎖定少量多樣的高效率利基型產品,配合政府政策、善用工研院的創新資源,發展具備競爭優勢的產品,再積極搶進全球市場,「相信在各界攜手努力之下,臺灣絕對有很大的機會,贏占綠色環保商機。」

(本文經工業技術與資訊授權,轉載自308期封面故事「加速節能產業 贏占綠色商機」)

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