產業轉型 迎向循環經濟

全球已經超過130個國家宣示或規劃於2050年前達到淨零轉型,產業面對淨零碳排趨勢,可以從製程、設備、產品碳足跡、公司管理等面向發展。工研院產科國際所表示,使用再生能源可減少全球55%溫室氣體排放,而剩下45%可從產品製造著手,顯示未來產品製造端以及消費端都將逐漸導入循環經濟,成為淨零碳排最後一哩路。

全球超過130個國家宣示或規劃於2050年前達到淨零轉型,產業面對淨零碳排趨勢,可以從製程、設備、產品碳足跡、公司管理等面向發展。(圖/123RF)

國際知名運動龍頭品牌2016年號召成立「有害化學物質零排放聯盟」(ZDHC),今年3月推出標準指南2.0版,強化零排放計畫路線圖,希望改變全球時尚供應鏈,更已有160多個品牌參與。這對生產過程中產生大量廢水的傳統染整業來說是項艱鉅挑戰,卻也迎來新商機。

2014年起,臺灣紡織大廠紛紛建置無水染色的超臨界流體染色設備,以紡織產業年產約115萬噸紡織品產業規模計算,預計未來取代水染色將可省下三座新竹寶山第二水庫的水量。經濟部技術處為協助業者克服無水染色面臨的問題,支持工研院著手開發超臨界流體染色與機能化同步技術,協助染整業邁向染色機能加工無水化,並賦予布料如吸濕排汗等機能。

超臨界流體染色與機能化同步技術的最大特色就是染色過程中以二氧化碳取代水,以特製鍋爐,施加特定溫度與壓力,讓二氧化碳達到介於氣體與液體之間的超臨界狀態,同時具備液體的高溶解性與氣體的高貫穿性,將染料溶解擴散、完全滲透到纖維毛細孔內。使用過的二氧化碳可透過氣閥回收重複利用,更無須像傳統染整技術多一道烘乾手續,徒增廢氣汙染。

由於技術為世界首創,並無先例參考,團隊從零開始建立上百種材料資訊,利用超臨界染色OISP平台建立數位基因資料庫(MGI/AI),協助模擬判斷該用哪些材料來合成,進行不下千次實驗,終於成功把合成的染料/機能化材料整合至超臨界染色的驗證機制。

根據國際海事組織統計,全球90%貿易為海上運輸,全球航運占全球碳排放量近2%至3%,且目前世界約50%以上船舶皆超過十年。為支持聯合國氣候峰會及IMO環保減碳規範,工研院研發智慧減碳排程系統,以數據化、平台化協助射出成型、航運運輸、鋼鐵等傳統產業制定減碳目標。

此系統使用混合整數線性規劃(MILP)建構,透過資料探勘、深度學習、強化學習相關技術提升預測準確度,運用數學模型最佳化手法與網站系統結合產出排船配單結果,提供船隊航行航線順序、各航次航行時間、港序、換線、裝貨量、如何轉接貨等船舶規劃決策,減少碳排放量。

工研院估算,長榮海運運用船隊、辦公室、碼頭靠泊等資訊,結合大數據資料分析,加強對船舶營運能效資料的收集與分析,即時測算船舶的碳強度指標(CII)等相關資訊,一年可省3%至5%的燃油費用,以及減少10%至15%碳排放量。

後疫情時代下遠距協作、遠距商務及居家工作逐漸成為常態,加上虛擬經濟、元宇宙熱潮等因素,將推升全球資料運算量,帶動更多資料中心建置,而應用多樣化的發展趨勢也讓資料中心也朝向微型化、邊緣化,更靠近應用端,成為市場發展趨勢。

此外,AIoT萬物聯網等應用也有望帶動臺灣5G專網所需邊緣運算供應鏈的成長。工研院已投入前瞻研發,與日本電信商KDDI成功打造「沉浸式冷卻邊緣資料中心」,串聯日本、美國、臺灣相關供應鏈至少26家廠商,如伺服器系統冷卻槽、冷卻液、電腦設備、AI軟體監控系統等,打造全套解決方案,並成功測試在亞熱帶氣候下之營運。

工研院更與臺灣雲端協會會員合作,建置日本在地解決方案,電力使用效率PUE值達到平均1.07,優於傳統機房的1.6,單一機櫃之耗電量減少43%、使用空間少60%,今年也將進入商用場域服務驗證。

(本文由工業技術與資訊授權轉載)

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