〈工業技術與資訊〉劉文雄：淨零碳排機會與挑戰並存
口述／工研院院長劉文雄 整理／王明德
許多人對「2050 淨零碳排」的第一印象，就是增加營運成本，為企業帶來沉重負擔，工研院院長劉文雄逆向思考，認為伴隨淨零挑戰而來的，將是巨大商機，臺灣企業若能由此角度出發，將有機會延續既有榮景，成為未來數十年的成長動力。
全球經濟高度成長，氣候與環境的改變比我們想像中來得快，根據最新聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）報告指出，如果在 2050 年前，全世界不能達到淨零碳排目標，地球溫度將上升 1.5℃，冰山融化將造成海平面大幅上升，全球諸多島嶼及沿海城市都難以倖免。
政策面、供應鏈邁向碳中和目標
為迎接此嚴峻挑戰，現已有 130 多個國家宣示或規劃相關政策，歐盟更於 7 月 14 日正式公布「碳邊境調整機制」（Carbon Border Adjustment Mechanism；CBAM）；在臺灣，總統蔡英文也於今年的國慶演講中，做出相關政策承諾。
除了各國政界，產業界也意識到淨零的急迫性，如今全球已有超過 300 家企業加入再生能源倡議（RE100），並制定減碳協定。像是蘋果電腦要求供應鏈使用 100% 再生能源，預計在 2030 年對供應鏈和產品實現碳中和；Google 計劃在 2030 年前，全面採用零碳能源；在汽車、食品、民生用品等領域中，也有多家國際大廠制定出明確的策略與作法…… 絕大多數企業都設定在 2030 年實現淨零碳排目標。
IEA 淨零策略一：精進現有技術
國際能源署（IEA）也提出「2050 淨零策略」，鼓勵企業在技術面分成兩階段落實。首先是在 2021 年到 2030 年間，企業可先「精進現有技術」，除了優化現有的再生能源、電氣設備等使用效能，也要改變人類對資源與能源的需求與行為，提高碳捕捉、再利用與封存技術（CCUS）的效率。
再生能源方面，可增加太陽能、風力、潮汐能、地熱能、水力能等潔淨能源的使用量，從供給端推動低碳能源供給，建立電力承載順序。電氣化方面則可善用電動車、電動摩托車、電氣化大眾運輸系統等低碳設備與系統，以減少、轉移、精進的方式，循序漸進完成「運輸電氣化」的目標。
改變需求與行為更是此策略的重點，政府與產業有義務打破不斷購買新物品的線性經濟思維，發展「使用但不擁有」的共享平台。至於碳捕捉、利用與封存技術，可用創新科技改變製程與原物料的燃燒溫度，以減少碳排放比例。
IEA 淨零策略二：創新研發與國際合作
到 2030 年至 2050 年的第二階段，企業可將主力放在「創新技術研發並發展國際合作」，此階段可從「技術面」和「非技術面」發展。在「技術面」，首先可發展已被視為未來潔淨能源的強勢選項「綠色氫能」，同時在產線設計上降低碳排，利用 CCUS 建立健康碳循環，並發展低碳新材料，從能源前端到商品打造全新供應鏈。此外，也可善用「邊際減量成本曲線」（Marginal Abatement Cost Curve；MACC）分析，不斷尋找合乎效益的技術。
至於經貿、法規與國際接軌的「非技術面」，可透過內外兩股力量逐步往淨零碳排目標前進。對內以政策、規範、獎勵為推力，推動再生能源發展、從電動車與充電設備促進電氣化、提升建築能源效率、重新思考對產品規範的意義；對外可制定碳定價、碳權（碳排放額度），因應國際上以「碳」為標的貿易規則，像是由政府訂定國內碳交易或碳費機制，避免企業被重複課稅，或因課徵碳稅而減少國內稅收。
由上述進程回看臺灣，臺灣可以著手發展淨零碳排的領域，包括「製造業減碳」、「節能建築」與「農業廢棄物的減少與處理」，這也是目前臺灣碳排放量的三大區塊。再從產業商機的角度觀察，其實臺灣在 IEA 提出的兩大策略中，皆具備發展良機。
臺灣掌握八大減碳技術商機
在「精進現有技術」階段，臺灣已具備八大優勢技術：
臺灣地狹人稠，因此發展高效率、低成本的太陽光電極為重要，工研院已與業者攜手合作，開發出可提高發電效率的「穿隧氧化鈍化接觸太陽電池」，未來可結合半導體科技，增加光電轉換效率，節省太陽能電廠用地面積、增加投資報酬率。
第二是「交通電氣化」，鼓勵民眾乘載大眾運輸，將有效減少碳排放量。臺灣產官學研可合作發展電氣化的大眾運輸工具，像是工研院與新竹縣政府合作的高鐵自動駕駛接駁車等等，各界也可分析國際廠商需求，深入研發電池、充電站等硬體設備；軟實力方面，可專攻 ICT 系統整合、開創新商業服務模式。
第三是開發「生質塑料」，工研院已開發 100% 由植物原料製成的高阻氣性生質聚酯材料「聚乙烯喃酸酯」（PEF），該材質在氣體阻隔性、耐熱性等都比現行常用的保特瓶材質更佳，製程上也因具有高耐水解性，加工起來更方便，可以製造出更輕、更薄、更結實的飲料包裝瓶，將有效降低 50%～70% 的碳排放量。
第四項是「電動車的共享服務模式」，國內龐大的汽機車數量影響全國碳排量甚大，若能全面電動化，並透過共享平台減少車輛閒置時間、提高周轉率，將對國內實現節能減碳目標大有幫助。
煙道氣主要是石化、鋼鐵、電能等大型製造產線中鍋爐所排放的廢氣，若能導入「CCUS 技術」，其帶來的碳商機將十分可觀。現在工研院已與國內企業合作，以高效能吸收劑捕捉二氧化碳，並將工廠餘熱及太陽能等分離、再生與純化，回收的二氧化碳可製成有價值的碳氫化合物及石化材料，之後進行再循環利用，降低能源消耗。
液晶面板是當今各種電子產品的主要螢幕用材，但液晶隨意棄置會對環境造成衝擊，估計全球每年會廢棄 8 到 10 億片面板，數量相當可觀。透過工研院研發的「廢液晶再利用處理系統」，可將液晶、金屬銦和面板玻璃從各類型廢液晶面板取出、純化並再利用，每日可處理 3 公噸液晶面板，每年處理達千餘公噸。
提升建築能源效率也是各國的減碳重點，位於臺南沙崙的綠能科技示範場域，由工研院攜手多家業者，整合太陽能熱水、熱泵等再生能源與綠建築外殼，搭配 LED 照明、能源管理系統等智慧科技，從住家便可達到低碳能源、智慧節能等目標。
在農漁業的廢棄物處理方面，工研院將廢棄果皮化為「綠金」，開發出以檸檬皮渣為原料的低成本反芻動物飼料，可有效提升牛隻泌乳量和肉質；西海岸邊堆積如山的廢棄蚵殼，透過工研院的技術提煉出碳酸鈣，可適用於建築、紡織、包材等產業，甚至是醫療級藥錠中常見的賦形劑…… 原先棄之如敝屣的廢棄物，一躍成為循環經濟新商機。
新技術與新作為使淨零成真
至於在「創新研發與國際合作」方面，臺灣也可發展以下 4 種新興技術。首先是「綠色氫能」。未來業者可從化石燃料重組、或化石燃料重組結合 CCUS 技術、再生能源等管道取得不同類型的氫氣，應用於燃氣電廠混燒氫氣、燃料電池發電、大型製造業、氫能車等場域。
第二項新技術是「二氧化碳的捕獲再利用」，該技術可將捕獲到的碳加上不同觸媒，轉化成可用的石化原料，目前中油已經著手研發各種觸媒，未來有望成為許多產業的新環保選項。
第三項新技術是「低碳混凝土」，以循環材料作為原料，透過常溫下鹼所激發的無機聚合反應，取代水泥高溫鍛燒製程，預估可減少 9 成以上的碳排放量。
第四項發展「生物與資訊融合的生產系統」，打造以生物為原料生產高性能產品的節能低碳型生物產業，例如建造智慧生物工廠，以生產可再生原材料、低成本節能生產材料和以生物生產高性能產品的新價值開創願景。
除了新技術，臺灣還需建立「零碳新生態系」，運用已建立的碳足跡資料庫與服務平台發掘須減碳項目，再加以改善，並透過邊際減量成本曲線（MACC）持續盤點可執行的節能減碳技術，讓減碳組合與時俱進。此外，臺灣也需要與國際合作發展氫能產業，除了建立長期且穩定的氫氣供給合作模式，開發關鍵技術的同時，也要建立相關法規與標準，逐步完成接收站、高壓／液態儲氫槽、純氫管線／槽車等相關基礎設施。
2050 年淨零碳排，對臺灣而言既是挑戰，也是機會，現在全世界都朝著這項目標前進，臺灣可把握良機，透過「創新低碳科技」願景推動產業轉型升級，並以「國際合作」共創區域新生態鏈，為下一代打造幸福永續的未來。
轉載自《工業技術與資訊》月刊第 357 期 2021 年 11 月號，未經授權不得轉載。
