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WIPO: 最新版《綠色技術手冊》-氣候變遷的能源解決方案

世界智慧財產權組織(WIPO)發布最新《綠色技術手冊》,指出全球能源需求上升帶來的溫室氣體排放,正加劇氣候危機。儘管各國在2023年COP28會議上承諾於2030年前翻倍再生能源產能並提升能源效率,但這些目標仍難以實現氣候承諾。手冊強調,需擺脫化石燃料依賴,加速清潔能源發展,並透過國際合作縮小技術差距。手冊收錄現有解決方案,特別針對城市、農村及服務業等領域的能源需求,並強調能源轉型已成為全球運動,科技創新使分散式再生能源成為可能,這些解決方案可在WIPO GREEN平台上查詢,該平台匯集了來自140多國的13萬項綠色技術。

 

一、城市綠色能源解決方案

「城市」在能源轉型中扮演著關鍵角色,透過科技創新改變能源與水資源的管理方式,包括智慧電網、節能建築、再生能源融入公共基礎設施,以及先進的水資源管理系統,不僅提高資源效率,減少浪費、降低成本,還有助於應對氣候變遷,滿足日益增長的需求。

 

(一)優化居家能源與用水管理

現代家庭的供暖、供冷和熱水系統是主要能源消耗來源,市場已推出高效能供暖設備、太陽能熱能收集系統和智慧型家電等創新解決方案來應對這個問題。而節能節水設備市場的發展,加上政府政策支持和消費者環保意識提升,為家庭減少能源開銷和碳排放帶來契機,然而高昂的前期成本和資訊不足仍是主要障礙,需要透過補助、法規和宣傳來推動。雖然能源效率標準和產品標示制度成效顯著,但小家電和消費性電子產品的監管範圍仍需擴大,以達到更全面的節能目標。

 

(二)組成能源社區,讓家庭可以成為能源「產消者」而不僅是消費者

透過組成能源社區,採用再生能源技術並改造建築物,隨著社區開始探索分散式能源生產,「產消者」(prosumer)的概念應運而生,指的是這類家庭既是能源消費者也是生產者。在技術的支持下,居民可以透過集體行動積極參與能源轉型。

 

(三)公共空間和基礎設施的綠色解決方案

城市可以透過創新技術來加速能源轉型,包括改善公共建築的能源效率、公共空間的再生能源整合、高效能的智慧路燈、改善大眾運輸規劃、數位科技促進公共交通無阻礙等。

 

案例

1.德國的太陽能陽台革命

德國公寓居民可輕鬆購買並在陽台或露臺安裝小型太陽能發電裝置,無需許可或專業安裝。這些「合約型」裝置由兩個太陽能模組和微型逆變器組成,可在零售店購得,並只需插入插座即可使用。儘管容量為600W,但足以為小型冰箱、筆記型電腦和路由器等設備供電。

圖1

Source: PluginEnergy (https://pluginenergy.de/)

2.量身訂製的隔熱板

德國新創公司開發了一種隔熱技術,可以提供客製化的隔熱板,將舊建築包裹起來,就像第二層「皮膚」一樣,從而減少暖氣費用和溫室氣體排放。

圖2

Source: Getty Images/vitranc

3.塞內加爾的電動BRT網絡

BRT系統具有指定車道和特殊改造的車站,是緩解城市地區交通問題的相對低成本且靈活的替代方式,塞內加爾推出了非洲第一個全電動 BRT系統,綿延超過18公里,該系統的目標是每天運送30萬名乘客,將行程時間從95分鐘縮短至45分鐘,目前有144 輛電動公車,每輛電池容量為560 kWh,充電時間為6小時。

 

4.荷蘭高速公路聲屏障上的太陽能板

荷蘭「太陽能高速公路計畫」將創新的雙面太陽能板整合到高速公路沿線的隔音屏障中。這種雙重用途的屏障可以減輕交通噪音,同時產生再生電力,此太陽能屏障全長400公尺,於2019年初完工,為40-60戶家庭供電。如果在全國推廣,可為25萬戶家庭提供足夠的電力。

圖3

Source: Rijkswaterstaat and Heijmans

二、農村綠色能源解決方案

(一)可再生能源解決方案克服了農村能源挑戰

農村和偏遠地區因人口稀少、地形複雜及高投資成本,電網延伸困難且昂貴,通常依賴化石燃料和低效的生物質燃料,導致溫室氣體排放。然而,隨著太陽能、風能等可再生能源技術的進步,結合能源儲存與效率創新,這些地區正獲得更多能源解決方案,從電力供應到成本節省,甚至實現能源獨立。

分散式再生能源系統不僅解決了偏遠地區的能源問題,也促進清潔能源的採用。先進的太陽能光伏、電池儲能和AI控制系統提高了能源管理效率,而微電網、小型水力發電等創新技術,則推動農村發展、改善生活品質,並增強氣候韌性。

 

(二)產消者正在增加

農村地區的產消者(生產、使用、儲存電力或將電力賣回電網)正在增加,這推動了對分散式能源生產、能源儲存系統和能源管理軟體以及區塊鏈等新技術的需求。群體電氣化或網狀電網使用戶能夠出售多餘的能源,從而為產消者創造收入,同時為其他人提供或擴大使用範圍。

 

(三)清潔爐灶的興起

清潔烹飪技術和廢物轉能源解決方案也提供了減少能源消耗的機會,同時帶來其他重要的益處,如改善健康、空氣質量、減少森林砍伐以及廢物管理。

 

(四) 透過能源效率創新綠化農業

農業對氣候變遷影響巨大,部分是來自使用能源所產生的溫室氣體排放。新的綠色革命需最大化現有技術,實現生產綠色化,同時應對全球人口增長需求。農業光伏(結合太陽能電池板與作物)和水產光伏(結合太陽能與水產養殖)等創新,能減緩並適應氣候變遷。另外,透過精準農業、太陽能灌溉、電動機械、農場管理軟體和物聯網(IoT)傳感器等技術,提升能源效率,減少排放、節水與節能。

 

(五)收穫後的處理和儲存被證明是高度能源密集的過程。

太陽能驅動和高效能乾燥機的技術創新,能同時解決能源需求和收穫後損失問題,但小農戶常因成本而難以取得。在乳製品加工、乾燥、碾磨和穀物儲存等領域應用能源效率科技,加上創新的冷鏈物流、包裝和製冷技術,不僅可減少能源消耗,也能防止食物損失並減少排放。

 

案例

1.Luz en Casa(家中之光)Ngäbe-Buglé計劃

Acciona.org正在透過其 Luz en Casa Ngäbe-Buglé 計劃為偏遠的巴拿馬農村土著家庭提供負擔得起的能源。截至目前,該組織在合作夥伴的支持下,透過 3G-SHS 提供基本電力,改善了巴拿馬最不發達和電氣化程度最低的地區之一-Ngäbe-Buglé約4,000戶家庭的離網狀況。另外,也推出第三代緊湊高效的即插即用系統,該系統採用光伏太陽能板、高效LED燈、鋰電池,使用壽命至少為20年,已為170個社區的22,000多名受益人提供了電力。

圖4

Source: Acciona

2.清潔烹飪聯盟(CCA)支持尼泊爾清潔爐灶的普及

尼泊爾馬德什省約有70%的家庭使用木材和乾糞便在生物質爐或明火中烹飪,這不僅對健康造成危害,還促使該國的早期死亡率上升,尤其是婦女和兒童需要大量時間來收集燃料。為了應對這一問題,尼泊爾政府承諾到2030年實現全民清潔烹飪,其中25%的家庭將轉向電力烹飪,因此正推行一個創新措施,即向1,000個馬德什家庭提供價格實惠的電爐。

 

三、基本服務的綠色能源解決方案

超市、醫療機構和資料中心雖用途不同,但都依賴穩定的能源供應。這些能源密集型設施的消耗,遠超過其他建築,且對溫控、設備支持和安全有嚴格需求,因此成為清潔能源解決方案的理想場域。透過整合再生能源、提升效率和採用先進儲能技術,不僅能減少環境影響,還能增強應對停電和能源成本波動的韌性。

 

(一)超市

超市是重要的能源消費者,自20世紀初在美歐發展以來,利用規模經濟提供多樣化產品,但也面臨特殊的能源挑戰,尤其在製冷、照明和溫度控制方面,加上食物浪費和製冷劑排放,都加重了環境負擔。小型商店尤其需要節能技術,近年跨臨界二氧化碳製冷、高效暖通空調系統、熱能回收和現場再生能源技術的進步,提供了顯著降低能源消耗和排放的解決方案。

案例:

1.Koolmax Group-改造冰箱門

將超市的開放式冰箱櫃改為封閉式冰箱櫃能顯著提升能源效率,Koolmax Group 提供雙層玻璃鉸鏈門或滑動門設計,可改裝現有櫥櫃,無需更換整個系統。

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Source: Getty Images/Михаил Руденко

2.Low-E低輻射玻璃門

Low-E玻璃門能減少熱傳遞,提高超市能源效率,幫助保持冷藏櫃低溫。其特殊塗層阻擋紅外線和紫外線,同時允許可見光進入,穩定溫度並降低能源成本。此外,這種門不易結霜並可減少濕氣積聚,利於維護。

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Source: Getty Images/Hitra

3.Airius公司-去層風扇

傳統供暖和製冷系統可能造成超市和商店內溫度不均,導致暖空氣上升、冷空氣沉降,形成所謂的分層現象,進一步增加暖通空調系統負擔並浪費能源。Airius公司提供去層風扇,幫助改善空氣流通,實現更均勻的溫度分布,並節省能源成本。

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Source: Airius

(二)醫療養護機構

醫療養護機構占全球醫療保健產業碳排放的30%,因需24小時運作,在暖通空調、照明和醫療設備上有高度能源需求。這些機構容易受到極端天氣和停電影響,可能危及病患照護,因此需要韌性強的能源基礎設施。高效的暖通空調、照明和分散式能源系統(包括太陽能和熱電結合)成為減少排放和加強能源安全的關鍵;適應性通風系統、高效醫療冷凍櫃和核磁共振儀器,以及自動化LED照明等技術,加上解決待機耗電問題,皆是努力的關鍵。

 

案例:

1.LED更換對醫院的影響

醫院從螢光燈 (CFL)升級到LED,帶來了巨大的節能契機,聖安東尼醫院用LED 燈取代了1,262盞節能燈,能源使用量減少了50%以上。

 

2.埃及醫院採取節能措施,耗能降低20%

埃及Shefaa Al-Orman腫瘤醫院推行創新能源效率計劃,透過提高員工意識和培訓,並投資技術解決方案來減少能源消耗,主要措施包括安裝定時器、透過建築管理系統調度HVAC系統、LED照明、標準化溫控設定,以及加裝光電感測器來管理外部照明。這些措施在2022至2023年間的六個月內,節省了約20%的能源,減少超過20,000美元的營運成本,並減排260噸二氧化碳。

 

四、智慧資料中心

資料中心是數位生活的核心,支撐著各種數據處理和存儲需求。隨著AI、遊戲、虛擬宇宙等領域的發展,對數據的需求急劇增加,資料中心的伺服器不斷需要電力和冷卻,這導致大量水和能源消耗成為問題。儘管AI推動了資料中心能源需求的增長,但也帶來了創新的冷卻解決方案。例如,Google利用AI算法將資料中心的冷卻能耗降低了40%。因此,數據和AI已成為現代氣候解決方案的重要一環。

資料中心位置對能源消耗的影響
資料中心的能源需求在不同地區差異很大,例如愛爾蘭的資料中心預計到2028年將消耗全國近三分之一的電力,而全球有超過8,000個資料中心,其中33%位於美國,16%位於歐洲,10%位於中國大陸。資料中心選址會影響其能源消耗和氣候影響,擁有綠色電力和涼爽氣候的地區更受青睞。虛擬化技術、負載平衡以及節能硬體和軟體的使用,都有助於提高效率和氣候韌性。此外,創新的冷卻技術(如浸沒式冷卻和自然冷卻),能有效優化溫度管理,並透過廢熱回收系統利用過剩熱量來滿足當地能源需求。

  • 發布日期 : 114-01-21
  • 更新日期 : 114-01-24
  • 發布單位 : 國際及法律事務室
  • 瀏覽人次 : 874

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