為了讓下一個世代遠離能源耗竭危機，減緩氣候變遷的衝擊，全球以淨零排放為目標，加速能源轉型。國立屏東科技大學創立永續研發中心，針對農林漁牧業的廢資材、廢棄物循環再利用與節能減碳，開發創新技術並且跨領域結合綠能應用，為「循環經濟」及「永續環境」加碼給力。
氣候變遷的衝擊力道逐年攀升，全球不僅以2050淨零碳排為目標，碳權、碳稅問題更成為國際熱議，節能減碳、發展綠能已是不可擋的未來。當台灣政府公布 2050 淨零碳排路徑圖，並訂立規劃2025年再生能源將佔20%，燃氣佔50%、燃煤30%的能源政策，台灣產業在執行過程可能會面臨再生能源發展的速度與供量有限等議題。
以農立校的屏科大，看見產業的需求，創建「永續研發中心」，正是為台灣永續能源的未來找解方。屏科大校長戴昌賢表示，「永續研發中心」由先進綠能技術、農林循環經濟創值、生質能源循環、畜牧環境永續科技等團隊組成，而四個研究團隊的核心目的都是要達成再生能源循環使用。「成立宗旨即是發展再生能源，而且能自己供給發展再生能源期間所需要電能、熱能等能源，目標是不必使用台電的電力、自給自足，還能有餘力分享能源給別人用，或是還給台電。」兼任先進綠能技術實驗室共同主持人的戴昌賢校長強調，永續研發中心在產業實務上，不僅降低環境污染源與浪費能源的物質，更積極創造再生能源的轉換高效利用，為在地農業創造節能減碳，也為產業探勘永續能源的未來。
提升能源轉換率、強化儲能，智慧微電網整合管理
「台灣積極發展再生能源，如何提升能源轉換率，加強熱能儲能，以及微電網系統開發，都是台灣在再生能源發展上能夠突破的關鍵。」先進綠能技術實驗室主持人之一徐子圭教授表示，太陽電能必須利用在白天、風力發電也有季節限定，如何將太陽能、風能進行儲存，除了能靈活用電供需，同時避免能源在傳輸與發電的轉換浪費，提升轉換率，將是延緩台灣能源困境的解方之一。
徐子圭認為，台灣的能源發展方向，綠能使用不會單一化，運用微電網整合使用是必然。他以屏科大與飛宏科技、昇陽電池的產學合作「高壓綠電儲能充電系統」為例，屏科大提供綠能乾淨能源存儲運用技術和場地；飛宏科技則負責電動車快速充電椿、智慧儲能電網和後台EMS管理系統；昇陽電池負責電池和智能電池管理。未來，透過屏科大的綠能系統，以飛宏科技既有的儲能充電技術，再搭配昇陽科技的電池解決方案，結合為高壓儲能充電系統，即可完成綠能、儲能、充電三大功能俱足的強大整合產品。
蔡燿宇研究員則補充，整合再生能源使用，必須搭配人工智慧微電網系統管理，提升儲電效果佳，並降低能源轉換損耗。舉例來說，台灣秋季風力強，透過智能微電網管理，則此時應多些風力轉換，優先排程。「因應不同時段、不同時節，那些能源先收集、先轉換、先儲存至高壓氣瓶等，讓每一項再生能源都能發揮最大化的價值。」徐子圭則期許，透過產學合作案讓屏科大成為示範基地，企業在學校建置設備與know-how技術，未來有興趣的企業客戶都能來學校參訪，期許加入研發，讓綠能轉換技術更優化。
廢樹枝轉換生質顆粒，化身果香炭、療癒貓砂創商機
廢棄木屑也能變成讓BBQ洋溢果香的木炭？讓農廢華麗轉身的手法，是永續研發中心「農林循環經濟創值實驗室」利用農業生產剩餘廢棄物的再利用技術研發，創造循環經濟。實驗室主持人龍暐副教授表示，過去農業剩餘資材的處理，通常以燃燒或掩埋，且目前修枝處理費約1500~2500元/噸，前者會產生二氧化碳、造成空氣污染，後者則土地有限，無法大量處理。尤其，務農者多半年事已高，如何讓農林有機物更有價值的被利用，降低人力、物力、環境成本？屏科大與果農合作，將修剪下的廢棄樹枝，經過粉碎後高壓製成「生質顆粒」再利用。生質顆粒1.25公斤可產生1度電(相對發電成本約1度電4.4～5元)，視為不受天候影響安全穩定的能源之一，並結合本中心綠能系統更得以落實農業永續發展。
「不同地區、季節，產出不同的果木和枝材，實驗室將粉碎後的大小顆粒配比、含水率高低，來安排處理造粒。這些生質顆粒，除了可當鍋爐燃料，也迎合烤肉市場，推出烤肉用的果香味生質顆粒，在歐美市場格外受歡迎，連德國啤酒節也造成轟動。」龍暐表示，屏科大協助農民農業廢棄資材再利用，同時推廣循環經濟概念，在台南玉井設立示範場，運用季節性的柚子樹廢枝，預計還將開發的紅蔥頭廢料來造粒。同時，屏東、雲林、南投竹山也都已有設廠，木料來源有竹子、雜木，每小時可以產出近2噸生質顆粒，所有廢料都能轉換成「綠金」，並積極海外市場的商機拓展。
「未來，香茅也能配入果木顆粒，除了讓炭燒食材有果香之外，還能驅蚊。此外，和屏科大動物疫苗科技研究所合作，將生質顆粒轉成貓砂產品，藉由實驗觀察貓的習性，創造更有價值的有機物。」龍暐認為，屏科大長久與農民、產業建立的信任關係，藉由屏科大一條龍的策略，方能串連產學研，為農民帶來新商機、為企業探勘新技術，並藉此培育整合創新的管理人才，開創循環經濟的多贏可能。
改善畜牧廢水臭氣，研發節能機械讓環境健康優化
「生質能源循環實驗室」則是利用廢棄的生物質分別從事循環經濟再利用技術研發，並開發新技術應用於廢水生物處理、厭氧醱酵、有機廢棄物的能(資)源化技術。實驗室主持人郭文健教授表示，生質能源循環是以厭氧生質能為主軸，利用有機廢棄物(如禽畜糞、果菜廢棄物、廚餘、農業廢棄物及生物污泥等)為進料，進行單一基質或複合基質的(共)消化試驗，探討體積負荷、水力停留時間及操作溫度等不同操作變數下，透過控制系統參數評估厭氧醱酵過程的生物可分解特性與轉化率。研究團隊於屏科大校園實驗空間設有生化甲烷產氣潛能試驗(BMP test)及標準40呎貨櫃之噸級移動式模場設備，由批次試驗評估不同的生物反應特徵及資源轉化能源的潛力，並將試驗參數套用到連續式模場試驗設備，以推廣應用於實廠之商業運轉。產生之甲烷可以提供先進綠能技術實驗室儲能儲熱之能源。
「畜牧環境永續科技實驗室」是針對畜牧業營運之污水工程設計及處理技術研發，同時協助產業界建構低碳環保的畜牧廠房及機具。實驗室主持人葉桂君教授表示，許多民眾對養豬場、養雞場總是避而為鄰，關鍵肇因就是廢水、臭氣。廢水方面，政府輔導畜牧戶的三段方式：固液分離（篩出糞便）、厭氣醱酵（沼氣），以及好氧處理。然而「好氧處理」相當耗電，農民承受高電費成本的困境，可能就選擇跳過第三步驟。若是只做厭氣醱酵，則廢肥濃度過高，農地必須夠大才能受肥，否則將危害作物，肥料反而成了毒害。
「屏科大處理廢水的方法，是研發低耗能機械來做曝氣處理，跨域整合永續研發中心的再生能源，直接提供給機械使用，讓在地再生能源，以最高轉換效率的方式，協助農民。」葉桂君表示，實驗室研發的機械與設施將鏈結先進綠能技術實驗室開發儲能系統，農民將降低傳統電力的使用，提升曝氣操作，兼顧經濟與環境價值，同時提升畜牧環境品質。而臭味問題，也是運用先進綠能技術實驗室供應的再生能源來運轉「洗滌塔」、「水冷式風扇」，並搭配智慧化操作感測環境、臭味模擬，啟動抽洗的機制，「與動物科學與畜產系合作，精準掌握臭味降到合理值，機器停止運作來節電，讓飼養環境優化，豬隻也健康生長，能源使用達到最佳化。」
「能源是否足夠，攸關人類文明發展，再生能源發展的技術正是關鍵之一。透過永續研發中心的成立，為屏科大導入再生能源發展的趨勢教育，激發學生與老師的創意開發，再交給產業界成熟發展，強化再生能源的使用，緩減環境負載的壓力。」戴昌賢校長期許，永續研發中心的四個研究室以再生能源相互支持整合，不僅能將技術應用於產業，更將為台灣能源轉型帶來解方，為永續發展與環境共好努力。
