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好大的空氣清淨機呀—專訪工研院鈣迴路碳捕捉技術團隊

榮獲2014全球百大科技研發獎的鈣迴路二氧化碳捕獲試驗廠。照片來源:工研院

榮獲2014全球百大科技研發獎的鈣迴路二氧化碳捕獲試驗廠。照片來源:工研院

工研院綠能所的團隊經過多年的努力,研發鈣迴路碳捕捉技術,可以減少燃燒廢氣中90%的二氧化碳,此技術已經從新竹的實驗室移轉到花蓮台泥和平水泥廠進行放大試驗,技術上不僅有重大突破,未來還有很大的研發潛力,因此獲得全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)

除了跟大家分享工研院的研發成果,泛科學也想聽聽研發團隊的故事,L編跟Z編來到好山好水的花蓮,不僅吃了扁食、參觀了捕捉二氧化碳的碳捕捉試驗廠,我們也捕捉到工研院的徐恆文、柳萬霞跟黃欽銘三位研究員,與我們分享得獎光環背後這段勵志又靈異(!)的研究人生。

地方的研究需要業界支持

研發團隊進行研究的最終目的,是讓技術可以實際幫助產業。在實驗室裡,所有條件都能受到良好的控制,但是規模也小。若想要放大到商業規模,得經過重重階段,才能達到預期,若貿然轉移給產業,反而會增加失敗的風險。柳萬霞說:「我們這個鈣迴路的計劃中包含了在產業實踐的試驗廠,多做這一層研究,就能搭起實驗室跟產業之間的橋樑,這是比較完整的模式。」

經過多次的提案經驗,徐恆文領悟到研究單位找業界合作的祕訣,他認為「不僅要找到對的人,更要找到能做決策的人。」通常提案在企業中會一層一層的往上審核,即使雙方再怎麼相談甚歡,若公司的決策者最後無心參與,團隊還是前功盡棄。與台泥的合作案一開始也沒那麼順利,但由於辜成允董事長秉持著「環保是企業責任,不是成本」的信念,大力支持工研院的鈣迴路碳捕捉計劃,最後試驗場才得以順利進行。可見找到有意願又有權力決策的人是很重要的。

研發團隊的黃欽銘(右起)、柳月霞、徐恆文,與綠能所胡耀祖所長(左二)台泥辜董(左三)、工研院徐爵民院長(中)合影。照片來源:工研院

研發團隊的黃欽銘(右起)、柳月霞、徐恆文,與綠能所胡耀祖所長(左二)台泥辜董(左三)、工研院徐爵民院長(中)合影。照片來源:工研院

產學合作重要的溝通技巧

找到夥伴後,產學合作的雙方需要互相學習才能成功,學界研究人員儘管學歷高,也要能虛心受教,現場人員才願意分享寶貴的實務經驗。工研院研究的主軸不在前瞻的開發,而是發展能提升產業的實用技術,這需要產業的合作,才能驗證理論的可行性,真正幫助的業界。黃欽銘說:「學界、業界各有所長,沒有誰好誰壞,首先要開誠布公地說明彼此的優缺點,兩者才能互相幫助。」徐恆文點頭贊同:「我們在新竹實驗室的碳捕獲規模為3KWt,原本預計在花蓮先建造十倍大的試驗廠,若成功了再一步步擴大試驗,台泥和平廠的鎮廠之寶黃廠長卻建議我們直接做2MWt的規模,這整整是實驗室規模的600倍!對我們來說是很大的冒險,但我們相信黃廠長在業界累積的專業經驗,接受他的意見直接做2MWt的試驗廠,以現在的成果來看,黃廠長的確做了很正確的決策。」

徐恆文繼續說:「我們剛來台泥建碳捕捉試驗廠時,燃燒機的設計有待調整,採集樣本非常困難,黃廠長見狀主動幫我們改良燃燒機的設計跟下料位置,為我們解決了很多問題。」柳萬霞說:「其實合作時研究單位會用到業界的資源,在水、電、場地、人員管控上都會造成現場工作人員的麻煩,黃廠長提供我們很多援助,也參與我們的研發討論,讓我們吸收到很多業界的經驗。」

徐恆文(左三)、柳月霞(右一)、黃欽銘(右二)分享鈣迴路碳捕捉技術的研究歷程。照片來源:工研院

徐恆文(左三)、柳月霞(右一)、黃欽銘(右二)分享鈣迴路碳捕捉技術的研究歷程。照片來源:工研院

克難做實驗,甘苦誰人知

資源的缺乏是很多研究人員共有的煩惱,柳萬霞想起一段往事:「鈣迴路試驗廠建立的第一年,我去匹茲堡參加了煤炭研討會,在會議中巧遇舊識,寒暄兩句後發現彼此都在做碳捕捉的計劃,朋友很高興地跟我說:『我們今年跟美國的公司合作,領到400萬美金的經費喔!你呢?』我當下被這個金額震懾住了,但還是要故作鎮定的回答:『我們有40萬。』『哦?美金還台幣呢?』面對這尷尬的問題,我只能樂觀地回應:『呵呵,未來無上限啦。』其實面對400萬美金的預算,四十萬台幣這幾個字我根本說不出口!」柳萬霞哈哈大笑。「所以台泥給我們的資源真的很重要,業界有心,我們才能一起克服研發的困難,希望有更多業者能支持實驗轉商業這個階段的研究。」

除了業界的資源,工研院團隊也收到許多專業人士的幫助,柳萬霞說:「我們在這個研究領域起步較晚,需要很多人的幫忙,除了交大熱心提供實驗儀器外,我們也受到各界專家的指導,像是西班牙CSIC的專家Abanades Carlos、還有在美國俄亥俄州立大學任教的范良士院士等等,都不藏私地提供我們很多協助。」

養肝千日,用在實驗時

克服了儀器、經費的問題,研究人員也需要具備超人的毅力和體力,不僅要「拋家棄子」遷居花蓮進行試驗,還要應付日夜顛倒的研究生活。黃欽銘說:「當時我們在工研院旁邊有一個試驗廠,每一次的實驗都會時續兩三天,我跟同事就必須輪班接力,有一天我們同事兩人在觀察移動床煅燒的硫化現象,當時是清晨五點左右,廠區內只有我跟同事兩人,天色還暗著,我已昏昏欲睡,在眼睛闔上的前一刻,忽然有一道白影從前方一百公尺處迅速飛向廁所,我以為自己精神不濟而產生幻影,也不疑有他,剛好尿急就準備動身前往廁所,這時同事卻說:『你膽子真大,看到白影飛向廁所還敢追上去看!』我才發現,原來之前看到的不是眼花,害我晚上都不敢去上廁所!」

徐恆文說:「這個實驗真的很玄,我們搬來花蓮的試驗廠後,同仁輪大夜班時,也曾發生空氣壓縮機被關閉的事件,我們排除了一些可能了人為因素,還是找不到原因,很有趣吧。」聽完研究團隊笑中帶淚的故事,才知道鎂光燈下的榮耀背後有多少汗水。希望他們試驗廠的下一步發展也能這麼順利,期待未來聽到更多好消息!

本系列文章由工研院支持,PanSci編輯部策劃執行。

關於作者

雷漢欣

PanSci的菜菜實習編輯,來自溫馨的動科系,心情好的時候喜歡說「你知道嗎!?」小故事,即使常得到「誰不知道阿.......」的冷眼回應,也不改其志。