碳中和將是下個兆元產業－教育部如何布局碳中和人才和技術
氣候變遷對全球的影響日益加劇，截至2023年底，已有150個國家宣布了碳中和或淨零排放目標。碳中和「來得又急又快」，為了應對這一挑戰，教育部在2022年啟動了「邁向碳中和－產業綠色、低碳技術與人才培育及應用」計畫，結合南台灣五所學校的資源，打造了全台首座「碳中和新世代培育基地」。
圖一、2024/4/20「碳中和新世代培育基地」揭牌啟用典禮
基地設置於國立成功大學化工系，開設了包含七門專業課程的「碳中和科技與管理學分學程」，透過教育和創新科技啟發新世代，培育具備永續理念的專業人才和產業淨零所需技術。此外，基地特別針對鋼鐵、石化、電力等較難脫碳的產業，在化工科技的基礎上，建置了「碳捕捉再利用CCUS實作場域」、「碳中和實作場域」、「綠色能源材料鑑定」、「循環經濟實作場域」及「CCUS反應器模擬/碳盤查實作場域」等五個實作場域，通過這些場域的驗證、技術的供給及人才的培育，擴大與各大企業的減碳規劃合作。
在產業邁向淨零轉型的道路上，潔淨能源、碳捕捉再利用、綠色材料等創新減碳技術至關重要。尤其COP28通過「脫離化石燃料」決議後，碳捕捉再利用（資源化）技術的發展更進一步加速，為了要將二氧化碳資源化，最大的關鍵就是綠色氫氣（電解水製氫）的取得；為此，基地已開發出效率超過95%、能耗低於5Kwh/m³.H₂的「高性能兩性膜」，相比傳統技術，其產氫效率提升了10-20%，能耗節省約10-40%。
再者，目前碳捕捉成本約為每噸50-70美元，然設備等固定成本佔總成本的50%以上，是落實產業化的關鍵因素。為此，基地不僅研發出有別於傳統醇胺類的「羧酸鹽類吸收劑」來捕捉和純化煙道氣中的二氧化碳，更通過設備簡化和技術改進，開發出「低成本、低能耗、高效率的本土化碳捕捉技術」。
有了綠氫和捕捉後的二氧化碳，基地還掌握了關鍵「觸媒」的量產技術，並建置產業化可落實的負碳排示範工廠，在180度低溫下將二氧化碳轉化為甲烷、乙烷、丙烷等具有經濟價值的化學品；這些化學品市場需求巨大，例如甲烷可以作為綠色的人工合成天然氣，乙烷和丙烷則是紡織品和鞋類等塑膠材料的基礎原料。此外，國內沼氣經常被直接用於燃燒發電，這樣應用較為可惜。由於沼氣中含有約60%的甲烷和40%的二氧化碳，基地亦開發出利用乾式重組製程（Dry Reforming）技術，將甲烷和二氧化碳轉化為具經濟價值的綠色合成氣（CO+H₂），並進一步轉化為碳氫化合物，如烯烴、航空燃料、石油和芳烴等，從而提升沼氣產業鏈的附加價值。
圖二、成功大學負碳排先導工廠(CO2捕捉轉化為綠色甲、乙、丙烷製程)
本基地的技術研究主軸集中於將二氧化碳、沼氣等資源化再利用，這不僅可以作為碳權交易的資產，還能產生具經濟價值的綠色產品，增加收益，以解決二氧化碳捕獲成本過高的問題。綜上，「碳中和新世代培育基地」不僅為企業提供創新技術支持，還可開放大眾參觀，與企業攜手共同實踐ESG中的社會責任，例如員工培訓、科普教育推廣、社會服務、舉辦國際SDGS研討會等，藉以發揮高等教育在碳中和基礎研究、技術開發和人才培育中的關鍵作用，為全球氣候變遷的應對做出更大的貢獻。若企業界有任何需求，請隨時聯繫成功大學碳中和新世代培育基地。我們期待與各界攜手合作，共同推動碳中和目標的實現。