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朝向「碳循環」與「水循環」最後一哩路 綠色創新推升價值翻轉 成為臺灣企業永續發展策略

朝向「碳循環」與「水循環」最後一哩路 綠色創新推升價值翻轉 成為臺灣企業永續發展策略

經濟部工業局廣告

政治社會

2020-12-25

知名管理顧問公司麥肯錫曾經指出,單以歐洲為例,二〇三〇年循環經濟商機將高達一.八兆歐元,加上歐盟執委會已於去年率先全球,宣誓全歐州將在二〇五〇年實現碳中和目標,更促使製造廠商加速建立涵蓋碳循環與水循環的資源供應模式,追求兼顧環境和獲利的綠色創新成長。

其實不只歐洲,美國、日本、韓國、中國都相繼跟進,提出要在二〇五〇年或二〇六〇年達成碳中和,因此面臨國際零碳排趨勢、地球資源耗竭壓力,以及管制廢棄污染物的法規要求,諸多臺灣企業已經及早因應,提出再生資源或再生能源等執行計畫,除了強化未來市場競爭力,身為國際重要供應鏈,也是響應聯合國永續發展目標、善盡企業社會責任的決心展現。

 

尤其碳排放失控成為生態重大危機,水資源不均與水汙染事件也威脅人類發展,所以碳循環與水循環成為臺灣企業推動循環經濟的主軸方向,希望藉由提出創新的技術系統與商業模式,確保製程副產物與廢棄資源,可以減量、回收、再利用或跨廠交換,讓循環物料被引導放置在適合位置,創造從負到正的翻轉躍升,進而建立生生不息的價值體系,走向永續共享。

 

中鋼建立區域能資源整合

互通有無創造三贏局面

 

中鋼屬於一貫作業的煉鋼廠,本身能源密集度相當高,生產過程也產出大量副生能源或廢熱,因此為了讓這些以往直接排放的負價值廢棄物,翻轉為正價值的循環物料,自一九九三年起,即選擇高雄臨海工業區作為主要執行場域,與鄰近的李長榮、中鋁、唐榮、中石化等跨產業廠商合作,在產能規模優勢之上,落實區域能資源整合,藉以建立降低成本又節能減碳的永續發展格局。

 

 

恰好鋼鐵產業與化工產業,各自對於電能、熱能及工業氣體的需求比例呈現互補狀態,而且單一工廠或單一產業,較難自行規劃有效率的熱電轉換組合,中鋼於是在能資源產業生態網絡裡扮演要角,將煉鋼廢熱或汽電共生廠產出的蒸汽,以及空氣分離廠產出的氧氣、氮氣、氬氣等剩餘產能,共計八種能源輸出給周圍十三家廠商,並從中油、中石化及李長榮輸入五種能源,同時還將水淬高爐石、氣冷高爐石、轉爐石、礦泥拌合料、煤焦油、廢酸洗液等相關副產物,供給二十三家有需求的廠商,實現資源循環最大化。

 

根據中鋼統計,二十七年來累計外售三千一百六十九萬噸蒸汽量,等於二四〇萬公秉低硫燃料油,堪稱區域能源整合典範,加上對於共享循環資源的合作廠商來說,一是無需自行投資設備,土地可以拿來做更好的製程運用,二是不必額外擔憂空污防制或減碳排放限制,三是中鋼廠區設備充足,能資源供應相對穩定,在面對極端氣候挑戰及經營環境改變的過程中,有助於持續升級,創造以綠色生產及綠色應用為主軸的雙綠低碳產業,達到環境、企業與社會的三贏局面。

 

長春集團減排又固碳

回收二氧化碳成樹脂原料

 

因應各國越來越重視環境永續發展議題,紛紛要求企業推出的終端產品或服務,必須有效降低碳排放量,身為國際級化工大廠,長春集團秉持「高值化綠色產業供應者」使命,於長春麥寮廠使用捕捉自製程排出之 CO2 作為合成醋酸的原料,於二〇一九年使用約七萬六千九百零五公噸 CO2,減少碳排放。此外為了善盡企業社會責任以及持續強化競爭力,積極參與產學結盟合作計畫,包括兩年前與工研院一起投入綠色化工技術研發,希望將二氧化碳轉換為再生原料,用來生產中下游廠商的中間物料或產品,建立永續循環商業機制。

 

 

二氧化碳製備綠色樹脂技術,採取友善環境方式,將溫室氣體二氧化碳經過吸附與純化,與環氧化合物進行反應,開發出「環碳酸酯單體」綠色化學品,環碳酸酯單體基於分子結構的不同,二氧化碳重量可佔環碳酸酯單體重量約 14-26wt%。

 

環碳酸酯單體進一步反應,可合成出非異氰酸酯聚胺酯、多胺硬化劑、壓克力樹脂、多元醇等化學品,預期可應用於塗料、接著劑、乾膜樹脂與複合材料。可望往中下游供應鏈推廣,逐步擴大使用範圍,一起攜手降低二氧化碳排放量以及提高碳循環使用效益,朝往廢棄物資源化的方向邁進。

 

新長豐獲納濾膜技術移轉

打造低能耗水回收系統

 

臺灣水資源本來就豐枯不均,加上經濟蓬勃發展,以及環境遭受氣候變遷影響,導致水污染與缺水問題日益嚴重,需要未雨綢繆及早因應,所以三十六年前,國科會邀請王公展博士在新竹科學園區創立新長豐,著力在建立膜材料設計、製造生產與膜設備應用的自主技術,強化臺灣水資源處理能力。

 

累積數十載的研發基礎與應用經驗,新長豐生產的膜材料產品,從超濾膜到逆滲透膜都被廣泛應用在半導體、光電、電子、食品、生物科技、公共工程、化學等多元領域,已是臺灣薄膜分離技術的先驅者。五年前工研院與新長豐技術合作,移轉工研院領先國際的納濾膜水處理技術,可以藉由支撐性佳、具電荷、易導水的納濾膜,使重金屬離子、有機分子都過高的廢水經由膜處理後,廢水經選擇性的納濾膜分離,提供適合後段分離單元穩定操作水質,如硬水變成軟水,可協助客戶建立低電壓操作、高出水量又節省能耗的水資源循環系統,穩定提供製程所需的用水。

 

所以新長豐計畫將納濾膜技術導入民生污水領域,經由經濟部的 A+ 計畫補助導入高抗汙濾膜開發,與環保工程公司合作建立水資源回收中心,透過不同膜法的組合搭配,加強去除廢水汙染物,提高水資源再利用率。

 

 

同時展望未來,新長豐將朝多元化應用發展,將現有的超濾、納濾、反滲透膜和平板 MBR 產品做技術的深化之外,同時也運用現有技術經驗,因應各種業界的不同需求運用,提出水處理的最佳整體解決方案,例如:純水系統、物料濃縮系統、製程水回收、回用與各類廢水處理系統,不僅建立水循環機制,並創造物質循環的最大效益,在水資源日益緊縮峻的環境趨勢下,對友善社會環境作最大的努力與貢獻。

 

普泉科技掌握電容脫鹽技術

水淨化省水又節能

 

被經濟合作暨發展組織(OECD)評比為最具潛力,可以取代 RO 逆滲透的電容脫鹽裝置(CDI),是一種創新的低耗能電化學水處理方式,因為無需使用薄膜,而是在電容器去除水中微量離子過程,透過外加電壓產生電場,讓離子受到驅動往異電性電極移動,進而被儲存在電雙層(electrical double layer)中,於是經歷一次次的充電吸附、放電再生,便可完成水質淨化。

 

由於這項技術等於在儲能過程中完成水質淨化,所以除了擁有超過八五%高產水率與高操作彈性,每噸水更只要〇.五度用電量,加上使用的關鍵電極材料,是低成本活性碳、石墨材或製程副產品再製的碳材,符合友善環境準則,所以廣泛受到國際企業重視,希望導入洗滌水塔、冷卻水塔與純水系統前端處理,藉此技術低耗能且低耗水率的特點,節省工業用水量並降低能源需求,在最低能源依存度下解決日益嚴匱乏的水資源問題。

 

 

為了滿足社會大眾期待,全臺唯一、亞洲唯四擁有此專利技術的普泉科技,已加速完成模組化裝置設計,並且通過多項發明與新型專利申請,即將進入量產階段,預計以中游設備商角色,提供諮詢顧問服務、生產 CDI 模組給下游淨水設備商,協助增加節約用水成效、降低水資源耗損。

 

同時基於模組尺寸跟電腦主機相似,一天卻可處理水量達十噸,如果以一個人每天用水量二五〇公升來計算,十噸可以供四十人使用,所以能夠依據客製化使用需求,以儲上式、儲下式、全戶型或併聯擴充容量,前進住家與各式住宅大樓安裝,讓更多人直接受惠於電容脫鹽帶來的淨水革新便利性。

 

臺灣東洋研發砷回收技術

從源頭降低環境衝擊

 

隨著環保意識抬頭,社會大眾越加關心藥品回收和處理議題,台灣東洋藥品公司為了善盡企業社會責任,三年前尋求中央大學化學工程材料工程學系李度教授合作,針對治療急性前骨髓細胞白血病抗癌藥品伸定注射劑,研發回收再利用的技術。

 

由於以往未使用藥品或製藥過程產生的廢水,只能請清運公司回收代為焚燒,其實當中原料經由萃取結晶,一樣保有高純度成分,可以轉售供給有需求的電子廠商使用,所以李度教授指導研究生團隊,設計出新穎的砷離子吸附劑、吸收管裝備以及蒸發結晶回收技術,希望減少重金屬擴散污染環境。

 

 

其中,吸附管柱內使用容易取得又成本較低的洋菜糖及三價氧化鐵作為吸附劑,目的是吸附廢水中砷離子後再經沖提,降低蒸發結晶步驟所需處理的總水量,研究結果顯示,通過五至六根管柱沖提,即可達到砷離子濃度低於 10 ppb 的排放標準。

 

至於針對未使用的伸定注射劑,高濃度含砷溶液與含砷洗脫液,送至蒸發結晶設備去除水份後,再水洗純化即可得到三氧化二砷,而低濃度含砷離子廢水,經過砷離子吸附管柱濃縮廢液後,一樣經過蒸發結晶回收砷,可以再純化為三氧化二砷。

 

目前這項技術將導入台灣東洋藥品公司使用,替環境保育與生物科技都帶來正面貢獻,而李度教授研究團隊也預計這套技術,經由進一步試驗與測試,未來可望涵蓋廢水中其他重金屬的回收、純化與循環使用,從源頭降低對環境的負荷及衝擊。

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