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工研院以绿能创新技术 携手产业航向绿金新蓝海
 

【CTIMES/SmartAuto 报导】   2018年11月30日 星期五

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全球绿能科技产业迅速成长,彭博财经指出,预估从现在到2050年,再生能源总投资金额将达11.5兆美元。为接轨国际绿能趋势、促成电力永续,并达成2025年再生能源发电量占比达到20%的目标;工研院「电网管理与现代化策略办公室」除呼吁电网管理,更展示五项以绿能科技促成电力永续的关键技术。

工研院在六甲院区建置旗舰级的微电网系统测试场域
工研院在六甲院区建置旗舰级的微电网系统测试场域

成果包括:一年省下155万电费的微电网测试系统场域、让废弃物变黄金的沼气发电、低碳节能且智慧化的绿色工务所、国内唯一智慧自动化氢燃料电池产线,以及全球第一颗可商品化的铝电池等五项创新技术,希??能以创新绿能科技驱动经济发展,航向新蓝海。这些成果除了荣获全球百大科技研发以及爱迪生奖肯定外,并实际与大厂顺德、大同、中油、以及环保署合作,促成投资应用与增加就业机会等,以协助台湾能源转型。

工研院院长刘文雄表示,推动能源转型、迈向低碳能源社会,已成为国际主流趋势,为因应能源转型带来的挑战,积极推动电力系统升级,维持电力品质及供电稳定度就非常迫切,因为电力的稳定是台湾经济发展与民生需求的基石。

因此,面对能源转型所涉及的议题,如:再生能源的引进与整合、电网现代化、推动需求面管理、电业自由化等,就需要大家建立「人人关心、人人有责」的认知,共同担起电力永续发展的责任。此次展现的技术亮点及成果也显示,工研院也以绿能技术能量,引领台湾在能源转型的关键时刻,向新一波绿能经济推进的决心。

工研院绿能所所长胡耀祖则说明,为因应绿色经济时代,工研院在2017年底,率先进驻国内首座绿能科技试验场域━━沙仑智慧绿能科学城之绿能科技示范场域,以「创能」、「储能」、「节能」、「系统整合」四大主轴,以绿能关键技术串联产学研资源,并藉示范场域协助业界验证技术,打造绿能创新产业生态系。

目前已锁定超过10项最具商业化潜能,且可??快速产业化的绿能技术进行量产化建置,包括染料敏化电池、铝电池、太阳光电多元应用示范系统、节能元件示范生产技术平台等,进驻绿能科技示范场域。以坚实的研发能量,驱动产业转型升级,达成能源永续目标的同时,也促进经济发展。

此次展出的关键技术或研发成果包括以下五项:

微电网系统测试场域兼具储能与能源管理 年省155万元电费

工研院在六甲院区建置旗舰级的微电网系统测试场域,面积仅半个足球场大,却为工研院六甲院区一年省下百万电费,节能效益相当可观。工研院六甲院区的微电网系统测试场域,年发电量约517,632度电,占前一年负载用电量的28%,若以一度电3元计算,一年能为六甲院区省下155万元。

这套微电网系统测试场域,不只是太阳能板,还包含储能设施,以及能源管理系统,技术关键就在於如何智慧调控能源配置。

以六甲院区为例,假日无人上班但太阳能板持续发电,透过能源管理系统智慧化管理,藉由预测及预先排程方式,调节储能设施让太阳能电力储存下来,并在适当时间进行放电,可以增加每日300度电的利用;平时的工作日每到中午时段为用电高峰,太阳能同时发挥效益,此时利用能源管理系统进行负载管理,便能减少尖峰时段使用台电电力约50kW。

这套技术吸引帛琉总统亲自远道前来观摩,目前已与亿鸿、大同、中油、裕隆、广隆等厂商合作,协助解决未来将要面对的再生能源储能问题。

乾式厌氧拨酵技术废物炼金术 落实循环经济愿景

沼气来自於厌氧微生物分解有机物,主要以甲??气为主,若没有经过收集、处理,不但有臭味还可能危害人体,甲??更是比二氧化碳更严重的温室效应气体。台湾可利用的沼气来源,主要包含畜牧业废弃物、厨馀与农业废弃物等,工研院的乾式厌氧拨酵技术,能将厨馀等废弃物转化成能源,宛如废物炼金术。

此技术除针对含水率较低的厨馀、果菜等转化产生沼气外,若再结合发电机或燃料电池进行沼气发电,是典型的循环经济成功范例。此外,产生沼气也将产出品质较隹的沼渣、沼液,成为农作物的有机肥料。

目前这项技术全球都在积极推展中,在欧洲除了发电利用,更有多国用纯化沼气发电的便便公车。在台湾,目前此技术主要协助传统堆肥场升级成能源中心,让堆肥场的禽畜粪、果菜废弃物除了能维持原本的有机肥料生产,更可大幅降低恶臭问题和生产绿能。

为了鼓励沼气发电,目前经济部、环保署和农委会均对沼气发电进行不同之奖励补助,以经济部再生能源发展条例而言,沼气发电趸购费率连年提高,目前为每度5.0161元。在政府的奖励政策之下,加上工研院开发高效率之关键技术,对有机废弃物点石成金,不但解决环保问题,更提供绿能新选项。

绿色工务所低碳节能的智慧生活体验场域

沙仑智慧绿能科学城中之绿能科技示范场域的绿色工务所,以工研院长期研发的绿能科技实际投入建置,并使用洁净能源,进行智慧电力调度,提供了民众智慧绿色生活之体验场域以及绿能产品验证平台。

现场展示多项产品技术包含:智慧舒适环控风扇、智慧LED照明情境、采直流供电的灯具与风扇、外转子吊扇、节能整合窗、铜电极太阳能模组、智慧能源管理系统等。举例说明:外转子吊扇之技术特点为以外转子无刷直流马达,结合驱动控制器、晶片模组等技术,开发具有高效率、低转速的DC变频吊扇。

此款高效率DC变频吊扇比起传统AC吊扇,除了使用上的舒适度外,更可节电约50%。目前已与国内风扇系统厂商,如嘉隆实业、钧泰工业、宏锌、立??科技公司技术合作。此外节能窗,可同时提供遮阳、导光、通风、视觉等多种功能,除了可协助照明与空调节能,另搭配被动式通风扇,可改善室内空气品质;此为清展科技公司开发,工研院推广。还有在同一个空间中使用者可以依个人需求调节的智慧LED照明。

透过智慧无线装置WiFi以及APP就可自行调整光线亮度及色温,是便利又具人性化的设计,此技术整合了LED节能灯具、智慧电源以及情境控制APP,效率比传统照明节能60%以上。目前已与乔奇股份有限公司合作产品开发。

氢燃料电池技术结合国内大厂 成立国内唯一智慧自动化产线

手机不断讯竟然得依靠氢燃料电池!电信基地台若因台风或天灾断电,手机将因没讯号而完全通讯中断,此时就得靠基地台的备用电力,过去业者使用铅酸电池或是柴油发电机供电,电池因寿命较低得定期更换,造成维运管理困扰;也因柴油发电机的味道与噪音影响民众。氢燃料电池并非生活中常用如锂电池之充电电池,而是电化学的发电机,与传统的柴油发电机30%发电效率相比,其发电效率可达40%以上,如回收其热能再使用,效率更达90%以上。氢燃料电池建置成本虽较高,且对环境友善、低噪音,因此成备用电力较隹选择。

氢燃料电池因其发电效率高且低污染特性成为新兴能源宠儿,在经济部能源局支持下,工研院与国内氢燃料电池制程技术的三大关键厂商禾新、扬志及碳能,共组产业研发联盟,建立一条从设计到组装全国产化的燃料电池组试量产线,也是全台湾唯一智慧自动化的生产线,藉由工研院的关键技术转移,协助产业从传统金属冲压厂商,升级为绿能科技厂,厚植进军国际能源市场的本钱。

可高速充放铝电池技术━━连获两国际大奖 十年产值上看百亿

工研院研发出突破性可高速充放铝电池,2016年获全球百大科技奖,2017年再度赢得爱迪生奖殊荣,并吸引如Discovery等国际媒体报导,这项关键技术的创新之处在於,打破了过去铝电池放电电压低、寿命极短的缺点,并生产出全球第一颗可商品化的铝电池。

工研院的铝电池技术,以石墨为正极,铝做负极,电解液为不可燃性质的离子液体,并具有五大优势,包含长寿命、低成本、高安全性、环境友善、可高效率快速充放电。特别在民生用途上,许多电池因材质与结构问题有爆炸危险,但工研院的铝电池材质无毒、安全且经破坏穿刺亦不会有爆炸反应。

目前工研院成功降低铝电池制作成本,并在实验室试量产,短期目标是取代铅酸电池,中期则布局於储能市场,目前已规划於沙仑绿能科技示范场域及高铁台南站之间示范10台电动自行车载具,该自行车只需充电12分钟就可以跑15-20公里。未来铝电池技术将应用於汽机车电瓶电动市场、电动机车或自行车电池以及稳定再生能源之储能设备,此三项应用市场估计十年内国内产值上看百亿元,潜力无限,可??再创台湾绿能产业之新里程碑。

關鍵字: 微电网系统  乾式厌氧拨酵技术  低碳节能  氢燃料电池  工研院 
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