綠能科技與循環產業

以「營建全生命週期」為主軸，分享豐譽企業團隊如何將永續承諾轉化為具體實踐。從規劃設計階段打造融合低碳與資源循環的渡假園區開始，到施工階段導入智慧工地與精準減碳工法，再延伸至營運階段為醫療、科技等多元產業提供客製化的綠色永續解方，最後在拆除階段透過精細分類達成 99%的資源化回收率。將藉此分享，展現豐譽如何跳脫傳統營建框架，邁向綠色轉型。

面對營建產業品質技術提升、數位科技發展及淨零減碳趨勢，預拌混凝土業正加速推動產業轉型。本簡報以技術、數位及永續三大面向，以亞東預拌混凝土公司角度分享預拌混凝土產業的轉型策略。

技術面透過高性能混凝土，包括高流動、自充填、高抗滲、巨積、透水等特殊功能混凝土及低碳混凝土提升品質與產品價值；數位面導入人工智慧、物聯網、大數據分析 RPA、Power APPs、Vide Coding 等，強化生產、品質與運輸管理；永續面則推動低碳材料、資源循環及節能減碳措施，協助營建業取得 1 級低蘊含碳認證。

藉由三軸轉型整合，提升營運效率、產品品質與環境效益，帶動預拌混凝土業由傳統產業邁向智慧化、低碳化及永續發展。

The unrelenting growth in societal demand for clean, reliable energy is driving a cycle of innovation wherein many industrial technologies which originated early in the industrial revolution are being re-invented for greater efficiency and fewer emissions, and new clean technologies for generating and storing energy and producing materials and products are emerging with regularity. This talk will explore several themes in sustainability using specific examples.

Energy storage using metal-air electrochemistry has the potential to drive down storage cost and/or increase energy density well beyond the capabilities of incumbent lithium-ion technology. Earth-abundant metals such as iron and sodium provide exemplars, the first meeting stringent requirements for long-duration electrical storage in the form of rechargeable iron-air batteries, and the second delivering energy and power in a fuel cell format sufficient to enable electric aviation.

Taken further, such metals can serve as energy carriers, used in a metal fuel cycle, provided that efficient energy conversion, safe transport and distribution of the metal, a sustainable and scalable supply chain, and methods to reuse or safely dispose of the “combustion product” are developed.

A very different approach is the geochemical production of energy carriers. Here, the concept of using the subsurface as a chemical plant will be discussed, e.g., for the production of hydrogen or ammonia. Sustainability also extends to the mining and extraction of the many critical metals that underpin electrification. As a example of sustainable conversion of rocks to multiple valuable constituents, recent work developing a low-energy closed-loop process for completely valorizing lithium hard rock will be discussed.

隨著全球水資源短缺與極端氣候加劇，再生水已成為提升水資源實踐循環經濟的核心策略。近年來，公共污水處理廠再生水已廣泛應用於工業製程，又以高科技產業對水質的要求最為嚴格。水中微量存在的「硼（Boron）」主要以未解離的硼酸形式存在，難以透過傳統的混凝沉澱、砂濾或活性污泥等程序有效去除；而逆滲透（RO）技術，仍易受進流水質、操作條件及膜材特性影響而導致超標。因此，如何高效除硼，已成為公共污水再生利用能否成功對接高科技產業的關鍵課題。

公共污水中硼的來源、物理化學特性及其對再生水利用的潛在影響，對照國內外最新規範與高科技產業的用水標準，探討除硼技術的發展背景與關鍵挑戰。解析現行主流的除硼技術，涵蓋高 pH 逆滲透操作、雙段逆滲透系統、硼選擇性離子交換樹脂、新型吸附材料、電化學分離技術，比較各技術的作用機制、去除效率、藥劑、能耗及生命週期成本，藉此評估其於大型實廠應用的適用性與限制。

「實廠應用經驗」的實務分享運轉案例，說明除硼系統的設計理念、製程配置與操作策略及長期運轉成果，在確保出流水質穩定的同時，兼顧藥劑減量及營運成本最佳化。同時探討進流水質變動、膜污染、樹脂再生效率、濃縮液處置及自動化控制等實務挑戰，並提出相應的改善措施與管理經驗。

展望未來，探討低能耗分離技術、高選擇性膜材、智慧化監測、結合智慧控制即時反饋應用、技術創新與實務經驗的深度提升再生水廠的除硼效益與系統穩定度，確保產業高品質水源，達成水資源永續的目標。

近年因氣候變遷、極端氣候及產業持續發展，區域供水面臨水源穩定性與供水韌性之挑戰，再生水已逐漸成為提升供水韌性及促進水資源循環的重要策略。然而，目前再生水相關討論多聚焦於超濾（UF）、逆滲透（RO）等高級處理技術，較少探討穩定再生水供應所需之前端污水系統建設、原水形成、水質穩定及跨系統管理等工程基礎。本文以桃園北區水資源回收中心及桃園北區再生水廠場域為案例，探討都市污水處理場域如何透過長期建設、技術演進、系統整合及專案管理，逐步發展為支撐產業供水與水資源循環之整合場域。

桃園污水 BOT 計畫與桃園再生水 BTO 計畫分屬兩項獨立公共建設計畫，分別依契約辦理規劃、興建、營運及履約管理。因應桃園整體產業用水需求，政府以已長期營運且具穩定原水條件之桃園北區水資源回收中心為基礎，於既有場域內劃設約 2 公頃用地設置獨立之再生水處理設施，使污水處理系統與再生水供應系統在維持各契約獨立管理之前提下，建立相互銜接之工程架構。

桃園北區水資源回收中心由污水處理逐步發展至再生水供應之歷程顯示，穩定再生水供應並非始於 UF 或 RO 等高級處理技術，而是奠基於長期污水下水道建設所形成之原水基礎。透過持續推動用戶接管、管網建設及污水處理設施分期擴建，逐步建立穩定原水來源，並累積水量、水質及操作資料；污水處理系統依不同發展階段導入 BioNET、平板膜及濾布濾池等處理技術，持續提升放流水品質，降低後續再生處理系統負荷；再生水廠則採用濾布濾池、UF 及 RO 等高級處理流程，其中 UF 作為 RO 前處理，以降低民生污水放流水之污染指數（SDI），提升 RO 系統操作穩定性及供水可靠度，使再生水水質符合產業回用需求。

另一方面，污水 BOT 與再生水 BTO 雖屬不同公共建設計畫，但兩系統於原水供應、水量調度、水質管理、停機維護、異常通報及資訊共享等面向具有高度相依性，因此建立跨契約協同管理機制，亦為維持穩定供水的重要條件。此外，桃園北區水資源回收中心亦持續推動污泥厭氧消化、沼氣資源化、太陽能發電及燃料電池示範驗證等資源循環應用，使既有污水處理場域逐步由污染防治設施，發展為兼具供水、能源及資源循環功能之整合場域。

綜上所述，穩定再生水供應能力並非由單一高級處理技術所決定，而是建立於長期污水接管、穩定原水形成、處理技術演進、高級再生處理及跨契約協同管理所共同建構之整體系統工程。桃園北區水資源回收中心場域之發展歷程，可提供未來都市污水處理、再生水建設及水資源循環整合規劃之工程實務參考。

由於臺灣能源高度依賴化石燃料，若要達到淨零碳排，二氧化碳(CO₂)捕獲封存及利用有其必要性。很顯然的是 CO₂ 捕獲成本會影響到後續的封存及利用，因此需建立自主性的捕獲技術，未來國內減碳成本方不會受制於人。

CO₂ 捕獲效率與成本會因處理排放氣體中的 CO₂ 濃度不同而有所不同。基於發電、石化、鋼鐵等屬 CO₂ 大排放源產業，本報告中即針對較適用於這些產業排放氣中的捕獲技術，包括化學吸收、吸附及薄膜等加以說明。在此三種捕獲技術中，會分成兩類提出回顧，一類為材料，亦即針對化學吸收中的吸收劑及配方、吸附中的固體吸附材料及薄膜材料所需要求及開發方向加以說明；另一類則為製程與操作，由於處理的排放氣流量大，因此會就如何增進捕獲效率、降低能耗、降低佔地面積、降低成本等加以說明開發創新製程及對應操作的迫切性。

由於目前 CO₂ 捕獲成本相對較高，因此捕獲技術仍待有所突破，國內現投入開發尚不算太晚。本報告會就如何在國內建立自主的 CO₂ 捕獲技術，提出個人的看法與建議。

工業4.0將製造業從大規模生產轉向客製化的智慧製造，開啟營建4.0的里程碑。營建 4.0 利用人工智慧與 3D 列印等技術達到施工自動化，並藉由即時數據優化效率、減少材料損耗及提高安全性，這不僅革新營建施工技術、催生客製化施工項目，更透過數據優化改善設計者、施工者間的溝通合作，使施工時程與預算預測更加精準。本研究結合此自動化趨勢與全球減碳需求，探討採工業副產品完全取代水泥，開發具備良好列印與工程性能之無水泥型 3D 列印複合材料。

本研究分析細粒料細度模數、砂膠比及矽灰取代量對砂漿性能之影響。結果顯示，採用細度模數為 1.7 之天然細粒料因比表面積適中，能有效延長列印時間，且力學強度與緻密性皆明顯優於 1.4 之粒料；當砂膠比控制於 1.25 至 1.50 間，能有效降低總孔隙率與毛細孔隙，達到最佳力學與耐久表現。在膠結材料方面，以 50%混燒飛灰與 50%水淬高爐爐碴為基底，當矽灰額外取代 10% 與 20% 爐碴時，其微填充效應可顯著提升抗壓強度，並有效改善列印試體的抗彎強度折減。此外，矽灰取代 10% 配比展現出最低的熱傳導係數，隔熱效果最佳。微觀分析證實，提高砂膠比與添加矽灰能增加無水泥系統 SiO₂ 含量、降低 CaO/SiO₂ 比，使孔隙細化並提升內部緻密性。

綜合評估，本研究建議最佳材料配比為 60%水淬高爐爐碴混燒飛灰 35%、燃煤飛灰 5%，搭配細度模數為 1.7 之天然細粒料，砂膠比介於 1.25 至 1.50，後續列印性能優化可鎖定 10% 至 20% 矽灰取代膠結材料用量，為建築 4.0 的自動化綠色施工提供具體的量化參考依據。

為達到 2050 淨零碳排目標，我國積極推動離岸風電，我國離岸風電目標預計 2035 年離岸風電裝置容量將達 20.7GW，至 2026 年 8 月已有約 4.1GW 超過 500 架離岸風機已順利裝置併網發電。累積裝置容量已為全球第五位。然我國為達到 2050 年淨零碳排目標，需求 40 至 50GW 離岸風電，而太陽光電的開發也受制於海島地小人稠開發受限，因此，前瞻海域再生能源開發將扮演重要角色，以離岸風場為基礎，發展複合式海域能源開發將為可能的解決方案，結合固定式/浮動式離岸風電、浮動式太陽光電、波浪發電於同一海域，共用輸出海底電纜，不僅可增加單位面積發電量並可提高電網韌性及輸出電流穩定，本演講將介紹臺灣離岸風電發展現況及前瞻海域再生能源發展及願景。

AI 運算負載成長使資料中心單機櫃功率密度自 5～10 kW 躍升至 100 kW 以上，用電需求呈非線性擴張（AI Data Center Growth）。此成長速率與電網擴容週期（變電站、饋線佈建通常需 3～5 年）嚴重不對稱，遠超資料中心 6～12 個月之開發時程；以美國市場為例，至 2028 年新增需求約 44 GW，同期電網新增供給僅約 25 GW，缺口逾四成，已構成 hyperscale 業者選址之結構性限制（AI Data Center Electricity Demand / Utility Grid's Challenge）。

固態氧化物燃料電池（SOFC）為此問題之候選技術之一。SOFC 現階段主要以天然氣為燃料，發電效率較傳統燃氣機組高，實測碳排係數約 360 g CO2e/kWh，低於臺灣公用售電業排碳係數（467 g/kWh）；氫、氨為未來潛在燃料，尚待供應鏈成熟（SOFC Application）。此一技術路徑帶動資料中心供電模式由單一電網饋入，轉向「電網＋現場發電」之混合架構（Data Center Power Architecture Revolution）。

以台達電子為例，其技術布局涵蓋 SOFC 發電與 SOEC 電解水製氫兩條技術線，前者聚焦發電，後者聚焦製氫，並可與既有 UPS、電力模組化架構整合（Delta's Solution for AI Data Center）。現場發電並可結合再生能源、儲能構成微電網，滿足 N+1／2N 冗餘需求，惟其長期妥善率與維護數據仍待更多實際運轉案例驗證（Hybrid Solution）。SOFC 之核心效益在於模組化設計可將建置時程壓縮至約 90 天，並具低噪音、可 Behind-the-Meter 部署等特性（Benefits of SOFC）。

商業化時程方面，台達已於 2024 年完成技轉，規劃 2026 年試量產、2027 年客戶導入、2028 年量產出貨（Latest News）；生產配置採研發／量產分廠，並與約 20 家在地供應商建立協作關係，以降低成本並提升量產彈性（Footprint）。就決策邏輯而言，資料中心業者選擇能源方案時優先考量建置速度，其次為成本與碳排放，此為 SOFC 相對其他技術路徑之主要吸引力（Attractiveness）。

本文將以初步試點案例（POC）分析現場發電導入所面臨之場域限制、燃料供應與儲運基礎設施、法規審查等挑戰，提出分階段導入建議，並就 SOFC 長期妥善率、全生命週期成本、燃料轉型路徑等待解決議題提出研究案例（POC Case Study）。

Renewable energy sources have become some of the most economical options. In particular, utility-scale solar PV and onshore wind now generate electricity cheaper than fossil fuels (coal and gas) even without government subsidies. Current AI-driven Industry Revolution is accompanied by an ever-increasing demand for energy. On the other hand, the demand for PV electricity falls far short of the PV manufacturing companies can supply. This is because the PV generation is intermittent and usually geographically away from the demand. Therefore, the grid scale (thousands of TWh) electricity storage and transport is essential for further scaling up the solar energy.

In this presentation, I will present a liquid organic hydrogen carrier (LOHC) technology as a promising solution to the hydrogen storage and transport problem, which in turn allows grid scale energy storage and transport. Compared with the current predominant options—compressed gas and cryogenic liquid hydrogen—LOHCs offer improved safety, lower cost, suitability for long-term storage and long-distance transport, and compatibility with existing oil-based infrastructure with minimal modification. I will also discuss the current state and the opportunity of development and potential applications (such as powering AI, steel making and transportation) of this technology.

臺灣已經宣示 2050 淨零目標，並積極展開各項減碳計畫及研發各項零碳科技。目前臺灣主要使用各項能效與節能科技、低碳燃料轉換、以及各項新興再生能源，並在轉型過程中採取先低碳再零碳的策略，配合碳費的徵收與鼓勵企業自主減量，希望在 2030 年國家溫室氣體淨排放量可以達到較 2005 年減少 28±2%的目標，再利用創新減碳科技來達成 2050 年淨零排放目標。

天然氣是臺灣進行低碳燃料轉換的主要使用能源，用以取代燃煤及燃油。天然氣主要使用於電力業，雖可提供穩定且低碳的電力，但其仍為排碳能源，故天然氣電廠需要使用碳中和技術來達成電力淨零目標。碳捕捉及封存（CCS）是目前可以應用在天然氣電廠的碳中和技術，其是將電廠的排碳進行捕捉並將之導引到地下地層中進行封存。這一種工程碳匯技術，可以將臺灣的電力供應從低碳轉為零碳（淨零）。在未來 CCS 成熟的被應用在製造業及電力業之後，還可以結合空氣捕捉及使用生質能，以形成下一世代的負碳科技。

但更好的電力供是要從再生能源中獲得。臺灣目前的再生能源（綠電）主要來自光電及風電，間歇性供應（受太陽光照及季節風力影響）是這些再生能源的特性。高用電業目前更為關注全時無碳電力（24/7 CFE，確保每小時都是持續使用零碳排放的電力）的需求，所以更迫切需要基載特性的再生能源。前瞻綠能之一的地熱能是最好的選擇。地熱目前已經進入次世代的商業發展（包含增強型地熱與先進型地熱），臺灣西部的沈積岩區域也有機會發展出深層地熱。地熱除了是基載能源，更具備良好的可調控性，可以適時的開/關以搭配其他能源的使用。未來，可將碳捕捉所獲得的二氧化碳當作取熱工作流體並與地熱能進行結合，這可以讓地熱能源的使用從零碳變成負碳，對於臺灣淨零減碳有更好的功效。

Liquid sunlight can be considered as a new form of chemical energy converted and stored in chemical bonds from solar energy. Efficient capture and storage of solar energy can provide unlimited renewable power sources and drive the capture and conversion of greenhouse gases such as CO2 into valuable chemicals. Solar-to-chemical production using a fully integrated system is an attractive goal, but to date, there has yet to be a system that can demonstrate the required efficiency, and durability, or be manufactured at a reasonable cost.

One can learn a great deal from natural photosynthesis where the conversion of carbon dioxide and water to carbohydrates is routinely carried out at a highly coordinated system level. There are several key features worth mentioning in these systems: spatial and directional arrangement of the light-harvesting components, charge separation and transport, as well as the desired chemical conversion at catalytic sites in compartmentalized spaces.

To design an efficient artificial photosynthetic materials system, at the level of the individual components: better catalysts need to be developed, new light-absorbing semiconductor materials will need to be discovered, architectures will need to be designed for effective capture and conversion of sunlight, and more importantly, processes need to be developed for the efficient coupling and integration of the components into a complete artificial photosynthetic system.

In this talk, I will introduce the original nanowire-based photochemical diode system design, and discuss the challenges associated with fixing CO2 through traditional chemical catalytic means, contrasted with the advantages and strategies that biology employs through enzymatic catalysts to produce more complex molecules at higher selectivity and efficiency. Introducing microorganisms as whole-cell electrocatalysts into the overall photochemical diode system led to the generation of powerful photosynthetic biohybrids capable of converting sunlight, H2O, and CO2 into food, fuels, pharmaceuticals, and materials.