遏止暖化加劇!日本燃煤電廠封裝「超臨界二氧化碳流體」打入地底
遏止暖化加劇!日本燃煤電廠封裝「超臨界二氧化碳流體」打入地底

美國總統川普宣布退出阻止全球暖化加劇的「巴黎氣候協議」,是於2015年底聯合國氣候變化綱要公約第21次締約國大會(COP21)中所通過的協議。各締約國協議,未來將一起努力讓地球氣溫的上升幅度,控制在與前工業時代相比最多攝氏二度以內的範圍,且應努力追求革新的溫室氣體削減技術。

為了達成COP21的「二度目標」,在2050年前必須將全球溫室氣體的排放量,控制在240億噸左右。但世界各國向聯合國提出的2030年溫室氣體排放量,總計約570億噸。想要達成目標,排放量還要再減少300億噸以上。

編按:持續進化的科技,將如何改變我們的生活和產業發展?日本最具規模的產經媒體「日經BP社」編著的《推動世界的100種新技術》一書,由30位專業雜誌和網站的總編輯分別撰寫,讀者能透過此書快速了解當前正夯,以及即將開始熱門的新技術,進一步掌握未來十年的關鍵產業趨勢。

不過,國際能源總署(IEA)表示,燃煤發電占全球總發電量約4成,這樣的趨勢仍將持續至2040年。發展中國家需要便宜的煤炭支撐其經濟成長和電力需求,因此也不能無視這樣的事實。

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必須減少300億噸碳排放量才能達成「2℃目標」。
圖/ 旗標出版

日本也有很多與環境、能源開發相關的技術。現在正是日本展現技術力,為達成 COP21的「二度目標」,或為了世界更好而貢獻己力的時候。

2016年6月日本內閣通過「日本再興戰略2016」,以名目GDP(當年度的產值)600兆日圓為目標擬定成長戰略,2030年度的能源相關投資金額,將增加至28兆日圓。

捕集、封存CO2,削減排放量

國際能源組織表示,想在2050年前控制全球溫室氣體的排放,達成COP21的「二度目標」,最有效的方法就是「碳捕集與封存」(CCS),這是指收集從污染源產生的二氧化碳,運輸至儲存地點並長期與空氣隔離封存的技術。

國際能源組織認為,收集和封存燃煤發電等發電設備的二氧化碳,可貢獻31%的碳削減量。聯合國政府間氣候變遷小組(IPCC)則表示,如果不捕集、封存二氧化碳,達成二度C目標的成本就會增加29~297%。

在日本瀨戶內海的小島上,已經開始試行減少燃煤發電的二氧化碳排放。

由日本的「中國電力公司」和「日本電源開發公司」(J-POWER)共同出資創設的「大崎CoolGen」公司,於日本廣島縣大崎上島町蓋了火力發電廠,在日本經濟產業省和NEDO(日本新能源產業技術開發機構)的支援下,試行減少二氧化碳排放的技術。

該公司採用使用兩種渦輪機的煤氣化聯合循環發電技術(IGCC),燃燒淨化過的氣體,驅動燃氣輪機,用燃燒時的熱能生成蒸氣,推動蒸汽輪機產生電能。由於在驅動燃氣輪機前就從高壓燃燒氣體中收集二氧化碳,因此可提升回收效率。

大崎CoolGen的燃煤發電廠
大崎CoolGen的燃煤發電廠(廣島縣大崎上島町)。
圖/ 旗標出版

另外,「東芝」(TOSHIBA)也開始捕集燃煤發電的二氧化碳。東芝旗下子公司「SIGMA POWER有明」所有的「三川發電所」,發電功率4萬9千瓩(kW),自2009年起就每天回收10噸二氧化碳。這是日本唯一收集現役火力發電廠二氧化碳的例子。

自2016年起,日本環境省與「瑞穗情報綜合研究所」等單位就共同研擬試驗計畫,希望回收達到日排放量一半的500噸二氧化碳。此計畫預計將於2020年以前達成目標。

傳統的燃煤發電廠只使用蒸汽輪機,從蒸汽輪機運轉過後的低壓氣體中可以回收二氧化碳,因此電力和發電所需的熱能,都消耗在收集二氧化碳上。為了降低耗損,「SIGMA POWER有明」建置了更有效率的二氧化碳收集系統。

儘管「大崎 CoolGen」和「SIGMA POWER有明」都已著手回收二氧化碳,但尚未將之封存於地底。必須將之封存,才能真正達到削減的目的。

2016年4月,日本經濟省在北海道苫小牧市沿岸,試行大規模的封存。由日本「CCS 調查公司」將二氧化碳注入地底深層。封存的方式是在與沿岸「出光興產煉油廠」相鄰的場址,挖掘兩口將二氧化碳注入地底的「井」。

其中一口深達海底約1,100至1,200公尺,另一口約2,400至3千公尺,鑽探角度與地面傾斜。從井口注入特性界於液體及氣體間的高壓「超臨界二氧化碳流體」,沙層就會吸收二氧化碳。2016年4月到5月,總計注入約7,200噸二氧化碳。未來計畫每年封存10萬噸。

鑿井將CO2注入地底的兩大難題

如前所述,「碳捕集和封存」的效果顯著,不過實際上進行封存時還是會面臨幾個難題。

第一,對封存場址所在地的環境影響。萬一注入地層中的二氧化碳洩漏,會不會影響到地層和海洋?與地震有無關聯?針對居民的諸多擔憂,都還必須進行深入溝通。全球各地已經有將二氧化碳注入地層的案例,目前狀況顯示外漏並不會影響環境,也不會引發地震。

日本「CCS調查公司」在井的四周設置多個地震感應器,監測微小震動、溫度及壓力變化。結果顯示,開始注入後並沒有監測到微小震動。同公司也在網站和苫小牧市公所架設數位螢幕,公開微小震動等監測記錄。

為了獲得居民的理解,日本環境省也在研究其他方法,例如避開沿岸漁場,轉而在偏遠的海上封存二氧化碳,在海上挖掘垂直井直達海底,以船隻運送二氧化碳。此計畫由「瑞穗情報綜合研究所」等檢討環境省支援的「SIGMA POWER有明」試驗計畫,評估海上封存的影響。

碳封存的另一個難題是成本。根據「地球環境產業技術研究機構」(RITE)的調查顯示,從收集到封存,每噸二氧化碳的成本約7,300至12,400日圓。雖然成本會隨科技進步下降,但資材等費用卻會變高。

日本「CCS調查公司」也基於試行計畫算出封存成本,並向日本經產省等單位報告。日本經產省和環境省正在委託「CCS調查公司」,在日本境內尋找3個可以封存1億噸以上的地層。未來或許要在政府單位帶領下,指導發電業者投入成本來封存二氧化碳。

目前世界各國都在發展「提高石油採收率技術」(EOR)和「二氧化碳捕集和利用」(CCU)等技術,前者是將二氧化碳注入油田和天然氣田,增加石油、天然氣的產量;後者是不封存二氧化碳,將之轉化為合成燃料原料和化學原料。這些技術的發展,都必須仰賴碳捕集和封存技術的進步。

本文摘錄、整理自《推動世界的 100 種新技術》,原作者《日經ESG》雜誌總編輯 田中太郎,〈將發電效能發揮到極致,遏止地球暖化〉P.122-P.128,旗標出版

責任編輯:張庭銉

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從台灣走進北美千家速食門市!Berry AI 如何攜手博弘雲端,讓 AI 規模化落地?
從台灣走進北美千家速食門市!Berry AI 如何攜手博弘雲端,讓 AI 規模化落地?

一家來自台灣的 AI 新創,如何讓美國上千家速食餐廳,都用它的 AI「看」得來速車道?

這家公司就是專注於 AI 影像辨識技術的 Berry AI (華捷智能),透過攝影機蒐集匿名數據並轉化為多項營運指標,協助速食品牌找出流程瓶頸、提升現場營運效率與整體顧客滿意度。以美國連鎖炸雞品牌 Zaxby’s 為例,在全面導入 Berry AI 解決方案後,服務速度提升 13%-20%,業績表現最好與最差的門市,每週營收差距從 2.4 萬美元縮小至約 9,000 美元。另一家連鎖速食品牌 Culver’s 在導入後,得來速車道的服務時間也立刻改善,進而提升整體吞吐量。

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從台灣 PoC 走向北美千店規模,Berry AI 面臨架構升級新挑戰

Berry AI 執行長林逸中表示,團隊成立初期投入近2年半的時間,探索最適合影像辨識技術的應用場景,最終將目光鎖定高度標準化的速食餐飲業(Quick Service Restaurant;QSR),推出得來速計時器、餐廳計數器等解決方案,運用 AI 影像分析技術,辨識顧客進入得來速車道或餐廳後的狀態,例如:排隊、點餐、候餐等。

同時,Berry AI 也進一步將現場蒐集到的數據轉化為可量化的營運指標,例如:不同門市、日期或時段的顧客等候時間,協助管理者從數據中找出流程瓶頸與可以優化的環節,進而提升服務效率及顧客滿意度。

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林逸中補充指出,尤其 QSR 業者在選擇 AI 解決方案時,格外重視技術效能與穩定性,包括 AI 辨識精準度、能否因應突發狀況、系統能否穩定運作,以及網路發生問題時能否維持服務等。在這樣的要求下,若將所有運算與資料都留在地端,不僅難以因應日益增加的部署門市與資料量體,設備建置與維運成本也會隨之增加。

BerryAI 攜手博弘雲端 打造高可用性 AWS 雲地混合架構,突破北美規模化部署挑戰

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此外,AWS 也是 Berry AI 持續優化 AI 模型的重要基礎。Berry AI 將整套資料蒐集流程建構於 AWS 上,透過完整且多樣化的資料,持續訓練與優化模型,進一步提升地端影像辨識的準確度。

博弘雲端
Berry AI 鎖定高度標準化的速食餐飲業(Quick Service Restaurant;QSR),推出得來速計時器、餐廳計數器等解決方案,運用 AI 影像分析技術,辨識顧客進入得來速車道或餐廳後的狀態,例如:排隊、點餐、候餐等,協助管理者從數據中找出流程瓶頸與可以優化的環節,進而提升服務效率及顧客滿意度。
圖/ Berry AI網站圖

成為企業技術團隊的延伸,博弘雲端助 BerryAI 把 AWS 用得更好、更省

隨著北美業務持續成長,Berry AI 也迎來新的課題:如何把雲端資源用得更有效率、更省成本,這也成為 Berry AI 與博弘雲端合作的重要契機。

對此,可能有很多人好奇,像 Berry AI 這類技術能力成熟、具備自行建置架構能力的企業,為什麼還需要與博弘雲端合作?「關鍵在於,博弘雲端長期深耕 AWS,對相關服務與技術架構更加熟悉,可以成為企業內部技術團隊的延伸。」博弘雲端技術長宋青雲說。

當 Berry AI 遇到特定 AWS 服務或技術問題時,可以直接尋求博弘雲端協助;若需要進一步與 AWS 原廠確認,博弘雲端也能協助溝通與處理,減少 Berry AI 自行研究與排除問題所需投入的時間,讓內部研發團隊可以將更多心力和資源集中在核心產品開發。

更重要的是,博弘雲端不只提供技術支援,還能從 Berry AI 實際用量與成長需求出發,客製化設計最適合的節費方案,這對 Berry AI 降低營運成本有很大的幫助。宋青雲說明,博弘雲端根據 Berry AI 既有的 AWS 用量,推估未來 1-3 年內的使用需求,並以此為基礎規劃合適的長期雲端資源用量;同時考量 Berry AI 所屬飛捷集團旗下還有 3 家子公司同樣使用 AWS,進一步整合集團需求進行評估,放大整體採購規模,爭取更大的節費空間。

宋青雲強調,雲端採取隨需即付的計價模式,雖然具備彈性優勢,但若缺乏持續管理,仍可能出現資源配置不符商務規劃,或費用超出預期等情況。而博弘雲端不只能從使用現況出發、建議適合的節費方案,也會從效能、資安與成本等面向進行架構健檢,提出相應的優化建議;同時還會提供相關管理介面,讓企業隨時查看帳戶使用狀況、預估未來用量,在業務規模持續成長的同時,也能兼顧雲端架構的效能、安全與成本效益。

而架構健檢與成本優化,只是博弘雲端服務的一環。從企業準備上雲開始,博弘雲端便能協助將應用程式與資料從地端搬遷至雲端,或直接在雲端完成部署;進一步還能協助建置數據平台、數據中台,進行資料分析及導入 AI 應用,讓企業資料發揮更大價值。當服務正式上線後,博弘雲端也能接續提供維運服務。換言之,從前期 PoC、雲端建置到後續維運,博弘雲端都能依據企業需求,提供相應的服務與支援。

對 Berry AI 來說,藉由與博弘雲端合作,深化 AWS 雲端資源使用,不只是突破規模化挑戰,更重要的是能把有限的資源集中在核心業務,持續優化解決方案、開發更多貼近餐飲營運需求的應用,進一步爭取更多品牌合作,擴大北美市場版圖。目前,Berry AI 正全力拓展北美市場,也持續尋找對 AI 技術與餐飲產業應用充滿好奇心、重視團隊協作的人才加入。徵才方向涵蓋機器學習與電腦視覺、Platform & System(DevOps、Infrastructure),以及 Full Stack 軟體開發。從門市邊緣裝置上運行的 AI 模型、串連雲端與數千家門市的系統平台,到協助餐飲品牌提升營運效率的分析產品,每個環節都還有發揮的空間。 期待匯聚更多優秀夥伴,一起用 AI 解決真實的營運問題,讓來自台灣的技術走進更多全球 QSR 門市。

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