去碳燃氫技術可望成為台灣邁向淨零的創新引擎

FIND研究員：林佑彬

能源科技創新是實現淨零排放不可或缺的關鍵。台灣約七成碳排放來自發電，為達成2050年淨零目標，發展低碳零碳電力勢在必行。其中，去碳燃氫技術可將天然氣裂解為氫氣與固態碳，過程中不產生二氧化碳，產出的氫氣可直接發電，固態碳則可做為工業原料，被視為解決方式之一。

低碳製氫新方式

中研院表示，去碳燃氫技術利用高溫或電漿體裂解天然氣，將其分離為氫氣和固態碳，該過程僅需投入電解水製氫能耗的七分之一，卻可產出六倍的淨能量和三倍的零碳電力，成本效益顯著。與其他製氫方式相比，它避免了二氧化碳的產生，被視為介於藍氫與綠氫之間的「藍綠氫」。所產出的氫氣可直接發電或混入現有燃氣機組混燃。另外，固態碳則可作為工業原料、備用能源等，實現了能量的完全利用。如果未來使用綠電投入，整個過程即可實現真正的零碳發電。

多元應用潛力無限

中研院與台電已成功將去碳燃氫技術與65KW微型燃氣渦輪機組整合，實現10%混氫發電。未來台電將在興達電廠進一步示範，預估每年可減少7,000噸碳排放，隨著裂解率和混氫比例提高，減碳效益將持續增大。

除發電外，固態碳可售予企業作為原料，估計每公噸天然氣可創造7,500元碳黑收入。未來還可在石化、鋼鐵等行業推廣應用。此外，該技術可催生「綠電複利」效應，通過循環使用自身電力將呈現指數增長。

圖1：中研院研發的去碳燃氫系統與台電微型燃氣渦輪機組成功整合

圖片來源: https://e-info.org.tw/node/237964

規模化為當務之急

規模化和穩定性是當前的主要技術挑戰。中研院持續克服困難以提高裂解效率、確保長期運行穩定性，實現大規模商業化應用。固態碳處理亦是難題，每公噸天然氣將產生0.75公噸碳黑，需研究高值利用及妥善處置方案。

除此之外，大規模製氫技術發展是一大挑戰，實現商轉離不開多方攻克。政府需政策支持，企業參與開發應用，學界需持續創新突破技術瓶頸，共同推進去碳燃氫落地應用。

去碳燃氫被寄予厚望成為台灣淨零重要一招，雖面臨重重挑戰，但相對其他低碳路徑，它在減碳和經濟上都具顯著優勢，將是能源轉型不可或缺的創新技術。 

封面圖片來源: https://ec.ltn.com.tw/article/paper/1624837

參考資料來源:

1.https://www.bnext.com.tw/article/78019/methane-pyrolysis

2.https://www.cfss.sinica.edu.tw/index.asp?url=304&cno=19&ano=303

3.https://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/4685663

製造業導入數位轉型之服務新思維

FIND研究員：吳湘芸

傳統中小型製造業的營運模式均採取接單型態來生產製造，在邁向高階產品生產過程中，營運及製造過程尚有數位轉型之瓶頸有待克服；以紡織產業為例，製造現場多半以紙本抄寫紀錄，經驗不易累績傳承，而設備聯網E化不足及系統/設備各自獨立未整合，亦無法精準掌握生產資訊及保修稼動。本專題分享以服務設計「以人為本」觀念的導入，將可透過各方用戶的需求通盤考量，找出最有利的技術整合解答。

上述產業共通性之問題，造成製造生產的參數、良率和品質無法維持一致，此一產業現況並非單一系統（點）問題，而是需要進行通盤審視研究，找出關鍵服務需求、場域痛點，以有利整體解決方案（面）的系統發展及生產營運資訊流設計建置。

服務設計概念結合資訊系統思維，開發更完整製造系統

一般業者透過資訊服務技術進入場域進行系統開發，問題解決的方式，通常是藉由實際過程問題的再發生，進行後續軟硬體來回調整解決方式，達到有效的使用與管理。而此方式有時非但無法真實解決核心的問題，更會因來回的修改驗證讓場域使用者產生對系統/平台不好用的不信任感。

服務設計主要是由人、機、環三種要素所構成，以解決問題、提供服務為目的。透過觀察、分析、方法和工具產出能被實踐的整合性解決方案。服務設計工具像是運用完整的關係人訪談法，完整拆解使用者進行工作時的步驟，藉此找尋問題與找到最佳介入時機點，而後再完整拆解使用者進行工作時的步驟，藉此找尋問題與找到最佳介入時機點。

圖一：服務設計工具（如關係人訪談法）導入紡織（紗線業），分析關係人作業需求

圖片來源：洪天創意

服務設計結合資訊系統導入，幫助製造業數位轉型三步驟

1. 服務流程與方法設計

進行實地觀察和深入的場域關係人訪談，以全面了解場域的現況和問題點。採用服務設計的流程，包括：用戶分析（問題定義、用戶旅程地圖繪製（AS IS-TO BE）、角色模型建立）、關鍵服務需求，以確保全體團隊對於問題和需求有一致的理解。引入設計思維工具，促使團隊以使用者為中心，思考解決方案，同時確保產出的設計能夠有效解決真實問題，進而產出設計解法與服務藍圖。

1. 資訊服務系統導入服務設計規範

制定具體的服務設計規範，確保資訊服務系統的開發和導入符合使用者需求和現場實際情況。包含：用戶人機環規範、系統UI介面建議、需求規格與設備安裝建議、人因工程建議。將服務設計的方法融入系統開發的每個階段，從需求分析到介面設計，以確保最終產出的系統符合實際使用情境，並確保資訊系統能夠有效整合現有業務流程，同時提供足夠的彈性以應對未來可能的變化。

1. 場域導入服務設計規範

將服務設計與資訊服務合作的成果直接應用於實際場域，確保設計的方案在實際應用中能夠達到預期效果。透過教育訓練和知識傳遞，使場域內的管理者、生產員、品檢員和客戶能夠理解並適應新的生產數位方案。建立反饋機制，及時了解場域內實際使用中的問題和挑戰，以便隨時調整和優化系統。

實地驗證示範以完善用戶體驗設計

運用資策會引導資通訊專業技術與服務設計的方法及工具合作，導入資訊系統服務方案在實際場域呈現至傳統紡織場域，因應使用者需求、場域痛點問題，設計開發以優化系統功能，發展高階針織生產製造智能檢測服務系統，同步導入「機聯網建置（IoT）」、「即時資訊可視化（MES）」、「生產數位分析情境模組（BI）」與「系統介面設計（UI）」，有效提升場域整體各面向（生產、品檢、管理、客戶）管理的品質，改善作業反應時間由半天縮短至30分鐘，及提升生產效率80%至85%，即時掌握生產進度並提高產品品質良率從97%提升至99%；上述解決方案亦已推展擴散服務至5家紡織相關企業，預期單一年度可帶動紡織業超過 2,300 萬元商機，體現產業智慧升級的成果。

封面圖片來源:政霖針織股份有限公司

資料來源:資策會數轉院數位服務創新中心團隊

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