晴時多雲

《科技與創新》使用面實踐節能減廢

2021/06/25 08:00

「開採、製造、使用、丟棄」是工業革命以來,全球商業發展的法則,用完就丟,丟了再買的線性經濟,讓人類陷入廢棄物爆量、汙染問題難解的泥淖。近年興起的循環經濟思維,運用科技讓用愈多、排愈多的困境中解套;同時也因科技提升能源效率,從源頭帶領臺灣邁向低碳未來。

透過科技節能減廢,是重建健康碳循環的重要途徑。工研院以創新研發,強調從源頭減量與廢棄物再利用,善用每一分資源,把垃圾變「綠金」;同時也運用智慧物聯網技術,進行分散式能源管理,達到最佳化用電的目的,用科技為臺灣構築綠色競爭力。

1. 豆渣回收再利用 化廢棄豆渣為貓砂

臺灣人愛吃豆製品,一年就要進口250萬噸的大豆,在美味的豆漿、豆腐、豆干背後,是每年產生40萬噸的龐大豆渣。豆渣在常溫下放置3天就會腐敗發臭,不僅要耗費成本清運,對環境、空氣也造成汙染。

過去豆渣最常見的處理方式是做堆肥,或轉售給養豬業者做豬飼料,近年受到非洲豬瘟的影響,多數養豬業者不願再收購豆渣作為豬飼料,豆渣傳統去化出路面臨極大考驗。

有鑑於此,工研院投入研究,分析豆渣成份後發現,豆渣本身富含水量,吸水性高,如果要廢物再利用,最大挑戰就在於如何將豆渣乾燥及脫水。透過開發出低成本的乾燥保存技術,成功將原本含水量80%的豆渣降為10%,成為豆渣再製品的基材,初步考量其吸水性的特質,調配製成的「豆腐砂」可直接作為貓砂;如果再添加麵粉等食材原料,還可做成寵物餅乾等產品,深具寵物市場商機。

目前工研院已協助桃園豆腐公會的廠家,開發豆渣應用技術與整合規畫服務,結合循環經濟,將原本需要花錢清運的豆渣廢棄物,有效轉化為具附加價值的貓砂,產業效益約可提升上億元,開創零廢棄物的豆類產業。

豆渣回收再利用,化廢棄豆渣為貓砂。(圖片由工研院提供)

2. 生態材料高值化加工技術 廢棄果皮化綠金

另一個廢棄物問題則發生在國境之南。屏東是臺灣的檸檬大本營,孕育全臺超過7成產量,位於內埔鄉的永大食品生技公司,更是全臺最大的檸檬加工廠,人稱「臺灣檸檬王」的永大食品,最大困擾便是每年超過6,000噸、清運費用高達600萬元的果皮廢棄物。

永大食品曾將果皮開發成為清潔劑、堆肥等產品,但多番嘗試下來,發現經濟效益不高,直到2017年與工研院展開合作,才有了轉機。工研院中分院副執行長李士畦表示,廢棄檸檬皮渣可做出生物炭、醋液等材料,回歸友善耕種用途,透過整合高效率萃取、微生物轉化等技術,還能產出如純露、精油與高價值果膠等材料,甚至衍生出頭皮養護、防蚊液等系列產品。在工研院協助下,雙方更進一步將檸檬果皮開發成牛隻的青貯飼料。

過去的果皮處理方式都有時間保存壓力,但青貯飼料可於常溫貯存半年,更能達成製程節能、減少運輸,並且有助畜牧業減少溫室氣體排放,尤其南部是酪農的聚集地,預估每年可創造6,000萬以上的產值。目前永大食品已投入千萬建置青貯飼料的發酵、保存及包裝設備,希望未來能提升檸檬果皮20%的使用率。

生態材料高值化加工技術,廢棄果皮化綠金。(圖片由工研院提供)

3. 便利商店減排技術 打造智慧節能零售店

減碳不僅從廢棄物著手,「節能」也是重要關鍵。遍布全臺的便利商店,24小時運轉不停,電力支出也很可觀。早在2005年,便利商店業者就與工研院合作開發「智慧節電能源管理系統」,針對便利商店三大耗能設備-冷櫃、照明、空調,加裝網路通訊模組,將設備用電資訊即時傳送給店內的能源管理控制器,並由控制器作系統最佳化之設備節電運轉控制,在不影響舒適度下,針對尖峰與離峰時段進行節電。歷經多年發展與改進,至目前為止,這套能源管理系統已安裝在全臺超出3,000多家便利商店與小型超市,一年可省上近億元電費,成效驚人。

2012年,工研院接受產業界委託,為新竹科學園區科技生活館進行節能總體檢,針對照明、空調及電力資訊系統,朝綠建築的標準重新設計。在替換節能燈具、高效變頻空調主機,並採用能源管理系統排程後,竹科科技生活館在2013年即拿下綠建築銀級標章,隔年又再獲鑽石級標章,短短一年內升級,創下全國首例。

隨著科技演進,節能也愈來愈智慧,近年工研院也進一步將AI運用在能源管理系統上,透過AI演算法對系統設備進行設備故障預警,可準確預知冷媒洩漏現象,預知準確率達90%以上,除可降低維修成本外,亦可有效達到環境保護成效。

便利商店業者就與工研院合作開發「智慧節電能源管理系統」,一年可省上近億元電費,成效驚人。(圖片由工研院提供)

(本文轉載自工業技術與資訊月刊)

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