廉價人工沸石 可吸收土壤中九成銫

廉價人工沸石 可吸收土壤中九成銫

自由時報 – 2013年4月19日 上午6:10
〔編譯林翠儀／綜合報導〕日本愛媛大學研究小組以帶有磁性的人工沸石結晶「NaP1型沸石」，成功地吸收土壤中九成的放射性物質銫，這對福島縣提高輻射污染土壤的除污效率，帶來一線曙光。
福島除輻污新利器
福島縣受到福島核一廠核災事故的影響，縣內多處土壤遭到輻射污染，農地無法耕種，目前官方的做法主要是以更換表土的方式去除土壤中的輻污，但這不僅造成農田表土大量流失，刨除下來的輻污表土該如何處置也令人頭痛。
愛媛大學農學院教授逸見彰男，去年提出以人工沸石去除輻污的新概念，經超過半年的實驗，逸見教授十七日宣布實驗已收到良好的成效。
研究小組以火力發電廠燃燒後的煤灰，加上氯化鈉及氫氧化鈉等物質，製造出人工沸石結晶，這種結晶體不但具有磁性，每顆結晶上有○．三六奈米的小孔，大小正好和銫原子差不多，而且會集中吸附銫原子。每千克的土壤中投入一百克沸石攪拌十分鐘後，馬上能出現效果，接著再以磁鐵裝置回收吸附放射性銫的沸石結晶，除污後的土壤則可放回原來的土地。
研究小組在福島縣川俁町及飯館村進行實驗，川俁町每千克土壤中的放射性銫，從一七○○貝克降到了一二一貝克，飯館村從一萬三千貝克降到了一三六○貝克，土壤中的放射性物質減少了九成。
另外，逸見教授還與民間造紙公司合作，開發出加入人工沸石的農用覆蓋布，並試著用來覆蓋稻田，結果川俁町生產的白米每千克含放射性銫原本為五十一貝克，覆蓋後降為七貝克以下。
由於人工沸石的原料來自煤灰，成本相當低廉，一公斤約二百日圓（約合台幣六十元），未來的市場化頗受期待。

台積 切入LED照明

台積 切入LED照明

刊登日期：2013/3/21  |  新聞來源：經濟日報  |

台積電旗下的台積固態照明總經理譚昌琳昨（20）日表示，未來幾年對LED照明來說，是相當令人興奮的時刻，台積固態照明結合賀喜能源進軍台灣LED路燈市場，下半年推出室內照明用途的高功率LED。         譚昌琳昨天出席賀喜能源的記者會表示，過去大家認為核電是乾淨且安全，不過在日本福島核電災變後，讓大家對核能電廠的想法改變，加上最近台灣的核電爭議，未來電價調漲是必要的，且台灣的電價長期太低，不符合公平正義，因此就趨勢而言，LED照明的需求會逐漸上來。         因此譚昌琳強調，LED照明還會向上發展，過去一至二年是業者布局重要的時間，目前的成本結構已到了市場所需，雖然日前美國LED照明大廠Cree宣布推出最新40W白光LED燈泡，售價僅9.97美元，一年可較傳統的白熾燈泡節省84%的電力，讓Cree的股價大漲，但其價格還不夠吸引人，未來LED照明廠會再推出更迎合消費者的產品。         據了解，台積電以一條龍的方式切入LED產業，技術跟日亞化和Cree相當接近，台積電在LED將定位為LED照明相關的整合方案提供者，今年將積極擴產。台積電在半導體是做晶圓代工，聯發科是IC設計，未來在LED產業中，台積固態照明的角色會比較接近聯發科在半導體的角色。         台積固態照明目前在LED照明傳出捷報的是與賀喜能源共同取得台灣LED路燈的標案，由台積固態照明提供LED的解決方案，賀喜能源生產LED路燈。         這次內政部推動的國內23萬盞LED路燈標案，台積固態照明和賀喜結合，與億光、光寶旗下的光林、台達電等名列內政部推動的國內23萬盞LED路燈標案中主要4家得標廠商之一，共取下4萬盞，6月底前將全數出貨。         賀喜總經理林振鋒表示，LED室外照明需求會起飛，由於國際大廠的品牌如飛利浦、奇異等都已深入人心，因此希望能用「tsmc inside」進軍國際，站在巨人的肩膀往前走，藉力使力，整合戰略夥伴進軍全球市場。

陸太陽能遭歐傷 台廠迎轉單

陸太陽能遭歐傷 台廠迎轉單

刊登日期：2012/9/7  |  新聞來源：經濟日報

歐盟委員會昨（6）日宣布對中國大陸太陽能產業從上至下游進行全面反傾銷調查，可能增課逾30%反傾銷稅，台灣碩禾、昱晶、茂迪、新日光等喜迎轉單契機。歐盟此次行動，成為台灣太陽能業走出低潮的重大轉折點。 這是大陸太陽能電池業繼5月遭美國「雙反」增課高額懲罰性關稅後，又一次遭受痛擊。 此次的歐盟行動，調查範圍深入上下游供應鏈，影響更甚於美國「雙反」。 業者分析，歐洲是全球最大的太陽能市場，占比達六成，遠高於美國的一成。美國「雙反」成立後，大陸太陽能廠轉至歐洲倒貨，造成太陽能價格崩跌，業者血本無歸，如今大陸太陽能產品在全球高達七成的市場都面臨鉅額關稅壓力，「已無處可銷」。 隨著歐盟這次立案調查，客戶端擔心一旦判決成立，購自大陸的產品恐遭增課高額懲罰稅率，使得產品價格不具競爭力，訂單將陸續轉往非大陸地區。 台灣是全球僅次於大陸的第2大太陽能製造地，從最上游的碩禾等漿料廠，到下游頂晶科等模組廠，全面受惠。 昱晶總經理潘文輝認為，歐盟這次行動對台灣太陽能業絕對有利，至於挹注的力道，要視最終判決所增課的稅率而定，昱晶內部已要求行銷部門緊盯進度，做必要因應。 新日光昨天上午便陸續有客戶致電詢問狀況，為日後可能由大陸廠轉單至新日光生產預作準備。 新日光總經理洪傳獻認為，歐盟的行動，「將帶領台灣太陽能業走出苦日子。」 歐盟委員會昨天宣布對大陸太陽能模組、矽晶圓、電池等產品發起反傾銷調查，最快9個月內做出初判，15個月後終判。 亞世代分析師張虹指出，歐盟反傾銷稅率一向較高，多在50%至60%左右；中國可再生能源學會副理事長孟憲淦認為，預計稅率將會高於美國初裁制定的30%。 受轉單題材激勵，台股太陽能族群昨天全面走揚，新日光、達能、綠能等，更攻上漲停；大陸尚德、江西賽維等在美掛牌的太陽能企業6日美股開盤全面重挫，跌幅普遍超過5%，尚德更一度下探掛牌來最低價每單位0.752美元。

微藻—綠色生質能源

微藻—綠色生質能源

能源耗竭的衝擊

自工業革命以來，人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，促使工業快速發展，世界經濟也因此大幅度成長。然而毫無節制地開發與使用化石能源卻逐漸引發各種問題，其中又以能源耗竭和溫室效應最為嚴重。

2008 年初，國際原油價格首度突破每桶 100 美元的關卡，油價上漲引發了石油耗竭的憂慮。專家估計到了 2040 年，全球大型油田將開採殆盡，而開發小型油田又會大幅提高油品的成本。此外，大量燃燒化石燃料所排放的二氧化碳會阻礙地面輻射熱的散逸，造成溫室效應，破壞全球生態的平衡。

溫室效應的衝擊

溫室效應已造成全球海平面上升、極地冰原融化、氣候變遷等深遠的影響。聯合國跨政府氣候變遷專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）的評估報告指出，20 世紀全球地表平均溫度已增加攝氏 0.6 度，也造成海平面上升 0.1 至 0.2 公尺。人類若再不採取防患措施，到了 2100 年，全球地面平均氣溫將比 1990 年增加攝氏 1.4 至 5.8 度，海平面上升 0.09 至 0.88 公尺。其中海平面上升對於地勢不高的沿海地區及島嶼國家將造成嚴重威脅。

臺灣四面環海，海平面上升不只減少陸地使用面積，也會增加海水倒灌的危險，衝擊淺海養殖業。此外，國際能源總署於 2006 年統計指出，臺灣每人平均二氧化碳排放量居全世界第 19 名。因此，減低二氧化碳排放量是我們目前刻不容緩的工作。

永不耗竭的生質能源

為了讓人類在地球上能永續發展，尋求可行性的再生能源已成為重要且迫切的議題。目前專家們研究的範圍包括風能、水力能、太陽能、生質能源等。根據國際能源總署統計，生質能源是目前最被廣泛使用的再生能源，它是指由生物產生的有機物質，經由直接或轉化技術所產生的可利用能源。

生質能源是由植物利用太陽能把空氣中的二氧化碳及土地中某些元素固定後所合成，因此只要有太陽和土地，就可以持續地種植作物，源源不絕地生產有機物質，再轉化成永不耗竭的生質能源。由於植物在生長過程中會吸收二氧化碳再轉化成生質能源，而生質能源使用後所排放的二氧化碳的量不會超過植物生長所吸收的二氧化碳，因此可達到碳循環的平衡。永不耗竭和碳循環平衡就是使用生質能源的兩大優點。

微藻油脂的生產

目前生質柴油的原料大部分來自植物，如大豆油、油菜籽油、棕櫚油等。由於這類油脂多是食用油，在供應量上有其限制，因此尋求永續且滿足大量需求的穩定來源是必要的。專家們發現利用微藻做為生質柴油的來源，是一可行的選擇。

如同其他植物，微藻利用光合作用把空氣中的二氧化碳固定，轉化生成油脂。一般來說，微藻生產油脂的速率比植物快，在經濟與時間成本考量上是頗具競爭力的。微藻的含油量視不同屬種而有差異，事實上很多微藻是不產油的。一般產油微藻的含油量約為藻體重量的 20 到 50％，而某些特殊藻種甚至高達 80％。因產油速率的快慢取決於微藻的生長速率，所以選擇高產油速率的微藻是第一要務。

微藻培養系統

微藻培養系統可分成開放式和密閉式兩種，其選擇需要考慮許多因素，如微藻的生物特性、氣候狀況、目標產物種類與土地、人工、能源、用水、營養源等各項成本。

開放式微藻培養系統　開放式系統大致有 4 種型態，分別是大型池、開放式槽體、圓形培養池及跑道型培養池。每種類型各有其優缺點，必須依據相關條件做為選擇培養方式的依據，以獲得最大的經濟效益。

開放式系統是在戶外利用陽光進行培養。這種培養方式在規模放大上容易，成本也較低，因此是量產的主要方式。開放式培養的缺點在於培養環境易受外界，如溫度、天氣、光照強度及光照周期變化的影響，也容易遭受其他藻種、細菌及原生動物的污染。因為開放式培養的環境因子較不容易控制，所以培養操作上有其困難度。

密閉式微藻培養系統　密閉式系統可在發酵槽、培養袋，平板光生化反應器及管型光生化反應器內培養，應用不同，所需系統也不同。密閉式系統可用於自營、異營或混營培養，而且在戶內或戶外都可實施。其培養環境控制較容易，因此產率較高，品質較穩定，後續分離純化所花費的成本也可減少。與前述系統相較，密閉式系統較不易被雜菌污染，且幾乎各種微藻都可適用，但有設備成本過高，規模不易放大等缺點。

微藻培養技術

由於微藻生長必須進行光合作用，因此最主要的生長限制因子就是光。二氧化碳是進行光合作用時不可或缺的物質，也很重要。此外，氧含量控制、溫度控制、鹽度、養分，酸鹼值、混合效果等也都對微藻的生長有重大的影響。

光　就自營生長的微藻來說，不論是培養於開放式系統或密閉式系統，光反應器設計的重點都在提高光的使用效率。目前在大規模培養藻類方面，開放式平面培養池仍是最普遍的系統。

一般在培養系統中，如果培養深度太深或微藻濃度太高，會造成光線分布不均，藻類無法有效吸收光能，致使培養效率降低。因此開發設備簡單、成本低廉、易放大且高光使用效率的新型光生化反應器，是微藻培養技術發展的重要方向。

二氧化碳　微藻體內含有 40 ~ 50％ 的碳，生成 1 公斤的微藻細胞，需要 1.5 ~ 2.0 公斤的二氧化碳，碳對於微藻的重要性可見一斑。對自營微藻而言，本身能利用溶於水中的無機碳源，如 CO₂、H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^－ 等進行生長。這些無機碳源的利用會因藻種和環境條件而異，例如螺旋藻可利用 HCO₃^－ 當做碳源，CO₂ 則是微藻最普遍也是最通用的碳源。

CO₂ 占空氣中的 0.03％（ν/ν），而且不易溶解於水中。在高濃度培養微藻時，所需碳源也會增加，因此在培養系統中，常會通入 CO₂ 與空氣的混合氣體以提供藻類充足的碳源。

氧含量　當微藻行光合作用時，二氧化碳會被微藻吸收並轉化為碳水化合物，且生成氧氣，使得培養系統中的含氧量隨之增加。研究報告指出，當氧含量過高時會抑制微藻的生長，因此降低培養環境中的含氧量有其必要性。

溫度　由於溫度的高低對生物體內的酵素作用有極大的影響，會影響微藻生長的速率。一般而言，太高的培養溫度會降低微藻光合作用的效率，把溫度控制在最適宜的範圍，有利於微藻的生長。

鹽度、養分與酸鹼值　適宜的培養環境有助於微藻生長，因此供給足夠的營養源與最佳的培養鹽度及酸鹼值是極為重要的。因為鹽度、養分與酸鹼值的變化會影響微藻的生長代謝與生成物生成，控制這些變數也有其必要性。

混合效果　微藻培養系統中的混合擾動程度，在生產高濃度微藻的程序中扮演著重要的角色。因為微藻在光照下進行光合作用，在無光照時則進行呼吸作用，所以光照的亮暗周期會改變光合作用和呼吸作用的比例，而影響微藻的生長。若提升培養系統的混合擾動程度，增加光照的亮暗頻率，可使微藻細胞快速反覆地來回光區與暗區，而提升微藻的光合效率。

微藻產油的現況與挑戰

利用微藻產油做為生質柴油來源的構想，早在 1980 年就有相關學者提出，但並未受到重視。直到近年來因原油價格的攀升，開發再生能源的意識逐漸提高，以微藻生產生質柴油的想法遂受到各界關注。目前許多產官學單位都已意識到，利用微藻生產生質柴油以取代目前的化石柴油是有其發展性的。

相關研究指出，在 1 公頃的土地上培養微藻，油脂的年產量可高達 100 噸以上，遠高於種植其他植物的年產油量，可見以微藻生產油脂的優勢。雖然目前微藻生產的生質柴油每公升成本仍高於化石柴油，但若原油的價格持續上漲，且微藻的培養技術不斷改善，則微藻生產的生質柴油將有取代化石柴油的潛力。

總而言之，降低培養微藻生產生質油脂的成本，是發展生質能源的重要挑戰。未來需要努力的方向是透過製程的改進及基因工程的利用，提高光生化反應器的性能及微藻的產油速率，期望達到目標，並進而建立一永續性與環保的再生能源。

【氣候變遷Q&A】(13) 什麼是碳捕捉與封存技術？碳捕集技術的主要形式？

※什麼是碳捕捉與封存技術？

碳捕集與封存(Carbon capture and storage,簡稱CCS)，指的是收集與埋藏二氧化碳的技術，避免進入大氣層造成溫室效應。

碳捕集與封存，或是簡稱為CCS(Carbon capture and storage)或是碳封存(carbon sequestration)技術；這一類別的技術旨在捕捉二氧化碳以減緩全球暖化─從發電廠、工業場所、甚至直接從空氣中捕集二氧化碳─然後永久地儲存在地底下。

有些科學家相信，除非廣泛地應用CCS技術在現存以及未來的發電廠，否則世界很難依據科學性建議達到減少溫室氣體的排放。相對地，有些遊說者爭論CCS技術無法達到符合經濟效益的商轉規模，並且因為信賴這不切實際的「清潔煤炭」技術，而減緩朝向可再生能源發展的速度。

現階段至少有三種不同的CCS系統可應用在發電廠；燃燒前處理、燃燒後處理、富氧燃燒(post-combustion, pre-combustion and oxyfue)。牽涉其中的大部分技術已經被證實是可行的，
但是目前為止，CCS各階段的技術只應用於小規模的試行計畫之電廠，像是德國北部的12MW電廠Schwarze Pumpe.

專家們對於商業運轉規模CCS的技術可行性和經濟效益抱持著分歧的看法，但是每個人都同意CCS技術的價格不可能低廉，發電廠約40%的能源產生可能最終被使用在CCS設備的運轉和運輸補集的二氧化碳。估計約需花費10億英鎊才能將英國現存的老舊發電廠更換CCS設備。

一但二氧化碳被補集後，還需要經過液態化和運輸的過程，運輸距離有時高達幾百英哩，才能被埋藏在適合的地質結構裡，無論是地下深處的鹽水層或是廢棄的油田井。將捕捉來的二氧化碳儲存在廢棄油田井裡的處理過程稱為「提高石油開採率」，將二氧化碳打入油田可取得殘餘且難以開採的石油。

※碳捕集技術的主要形式？

現階段有三種碳捕集和封存技術(carbon capture and storage,簡稱CCS) 能夠協助減少火力發電廠和工廠的溫室氣體排放量:燃燒前處理、燃燒後處理、富氧燃燒(post-combustion, pre-combustion and oxyfue)。

• 燃燒後處理式(Post-combustion)CCS技術

此種技術，是將二氧化碳從電廠的煙氣(flue gas)中分離，藉由液體溶劑(像是氨)來吸收溫室氣體。在最廣泛使用的系統，一旦吸受器內化學物質飽和後，一股加熱後約120度C的氣體通過後，將釋放出被捕集的二氧化碳，接下來就會被運送到其他地方儲存起來。

另外一種試驗性的技術，不需要兩步驟即可從煙氣中分離二氧化碳，藉由海水吸收氣體，再將混和物注入海洋內做長期儲存。不過，截至目前為止，這些方法被證實是效率較低與較不可靠的。

• 富氧燃燒式(Oxyfuel)CCS技術

當煤、石油、天然氣在空氣中燃燒後，二氧化碳佔廢氣組成的3~15%─若要分離出二氧化碳是非常困難與耗能源的。另一種可行的方式是將燃料在純氧中燃燒。在這樣的環境裡，燃燒產生的廢氣成分很單純，只有二氧化碳和水蒸氣。水蒸氣可被降溫凝結排掉，二氧化碳則直接運輸到儲存設備。

在富氧燃燒系統，最大的挑戰是要將非常大量的空氣分離出液態氧、氣態氮、氬和其他微量氣體。這樣的過程會消耗電廠15%的輸出能源。

• 燃燒前處理式(Pre-combustion)CCS技術

此種方法通常應用於燃煤氣化循環式發電廠(coal-gasification combined-cycle power plants)。燃煤被氣化後產生由一氧化碳和氫氣組成的合成氣體。一氧化碳和水反應後產生二氧化碳，即可被捕集；反應也會產生更多的氫氣。氫氣可以被送到渦輪機燃燒後產生電力。另一方面，氫氣也可以用來填充汽車的氫氣燃料電池。

此種技術的缺點是無法和舊有的燃煤火力發電廠結合，而這些舊型發電廠佔了世界上絕大部分的火力發電廠。燃燒前處理技術也可能和天然氣發電廠結合，藉由甲烷和蒸汽反應產生一氧化碳和氫氣。但是燃燒前處理技術的經濟效益仍然還未被證實。