垃圾燒出清潔能源!為什麼丹麥要花6.7億美元,打造可滑雪、攀岩、小酌的未來發電廠CopenHill?
垃圾燒出清潔能源!為什麼丹麥要花6.7億美元,打造可滑雪、攀岩、小酌的未來發電廠CopenHill?

焚化爐上做運動是什麼魔幻操作?

是的,在哥本哈根一棟新興地標建築CopenHill裡,不僅能夠用垃圾發電,同時,你還可以在它的斜坡滑雪,在它的屋頂遠足、側邊健身、立面攀岩,甚至,它的底部還有一個酒吧……

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圖/ Rasmus Hjortshoj

2013年設計之初,CopenHill就已經受到業界矚目,建成後囊括了多項紀錄,包括「世界上最乾淨的垃圾發電廠」、「世界上最高的人造攀岩牆」、「哥本哈根最大的建築」等等。

現在,這棟多功能建築正式啟用了。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

為綠色地球發電

CopenHill由BIG建築事務所設計,長200公尺,寬70公尺,高124公尺(包括煙囪),佔地4.1萬平凡公尺,在這個海拔不超過172公尺的國家,站在頂層,可以看到整個城市的風景。

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圖/ Nils Koenning

雖然CopenHill看起來像建築界中的「哆啦A夢」,但它的核心首先是一個發電廠。

世界的垃圾已經越來越多了,根據統計,全球當前每日製造的垃圾總量,就能填滿一座埃及吉薩金字塔。所以CopenHill想到了透過垃圾來發電,而非以往的化石燃料,不僅讓廢物有效利用,還很綠色環保。

在它的內部,有著熔爐、蒸汽機、渦輪機等發電設備,加上最新的廢物處理和能源生產技術的運用,每年可以將44萬噸廢物轉化為清潔能源,為15萬戶家庭提供電力和集中供熱。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

而且,每個遊客都可以直觀地看到這些機器運作。

人們可以透過建築內部的玻璃升降機穿越發電廠,遠觀工廠內部的結構,以及裡面的工人怎樣幹活。

之前,BIG本來還想再為CopenHill打造一個會吐煙圈的煙囪,每當有一噸的二氧化碳釋出時,發電廠的煙囪便會吐出一個由水蒸氣製成的大煙圈,搭配上照明系統,每個煙圈升起時都能被點亮,這樣就能提醒大家注意碳排放對環境帶來的影響。

但因成本太高的關係,這個有意思的想法只好放棄。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

不過值得注意的一點是,燃燒垃圾其實也會製造二氧化碳。只是比起現在燃燒化石燃料來說,前者仍然排放量少了很多。當地政府也正在計劃安裝新系統來吸收焚燒過程中產生的二氧化碳,並將它們儲存起來,看看後續能否有什麼商業用途。

哥本哈根市長詹森(Frank Jensen)表示:

高效率焚化垃圾能供熱給哥本哈根99%的建築物,幫我們消除煤炭與化石污染,最終讓哥本哈根實現2025年成為世界上第一個碳中和城市的目標。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

享樂主義 × 永續發展

在建造這棟建築的過程中,BIG創辦人英格斯(Bjarke Ingels)以此提出了一個新概念:「享樂主義永續發展」。

他說道:

一個永續發展的城市不僅應該對環境友好,而且要讓市民的生活更加豐富和快樂。

所以,那個傾斜的屋頂,就變成了一個佔地410,000平方公尺的滑雪場。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

發電廠裡的機器都特地按照高度依次排列,這樣就形成了建築外那個亮眼的傾斜屋頂。

在海拔很低的丹麥,雖然冬天會下雪,但根本沒有適合滑雪的坡地環境。很多居民為了滑雪,只能開好幾小時車跑去瑞典快活。

現在丹麥有了第一個真正的滑雪場了。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

CopenHill上的滑雪坡長達500公尺,從90公尺高的建築頂部一直延伸到底部,整個滑雪道從中間180度旋轉下來。

坡道有四個不同難度的坡道,還使用了一種特殊合成材料來製作,能在任何季節和溫度下游玩,沒雪一樣可以滑。

滑下來後,人們可以透過電梯和滑雪纜車再回到頂部,坡道底部還有餐廳和一個600平方公尺的滑雪酒吧。

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圖/ Nils Koenning

如果不想滑雪,你還可以去滑雪坡旁邊的公園散步和鍛鍊。

這是由Sla Architects設計的一條490公尺的遠足小徑,山上有大約7,000株灌木,300棵松樹和柳樹以及其他綠化植物,鬱鬱蔥蔥的環境很適合慢跑者,裡面還有健身空間和咖啡廳等等。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

在顯眼的建築立面,就是那個「世界上最高的人造攀岩牆」,總高85公尺,由1.2公尺高和3.3公尺寬的鋁磚連續重疊組成。

CopenHill還有10層的行政空間和一個600平方公尺的教育中心,可以在裡面進行學術參觀、研討會議等,內部一樣很環保,照明都透過鋁磚之間的玻璃窗上自然採光。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

這些都讓一個發電廠變成了一個新的公共空間,也成了說明「享樂主義永續發展」最實際的例子。正如哥本哈根詹森市長接受《紐約時報》採訪時所說:

CopenHill體現了我們在發展現代城市時,如何將創新建築、休閒設施,和永續思維結合在一起。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

它像徵著當下時代的建築

CopenHill的靈感來源,最初可以追溯到2002年。

那時候BIG建築事務所提出,要在哥本哈根最密集的地方置入一個都市空間,可以把城市中的最大百貨商場樓頂設計成滑雪坡道,來應對城市用地緊張的現狀。

這個設計概念並未兌現,但也為如今的CopenHill埋下了一顆萌芽的種子。

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圖/ 愛范兒

10年後,BIG在與各大知名建築公司的競爭中,最終贏得了哥本哈根新型垃圾焚燒發電廠的國際設計競賽,隨後耗資6.7億建成了這棟丹麥最大的環保計劃項目。

不過這棟建築的整體成本,也讓它成為了哥本哈根歷史上最昂貴的建築項目之一。後續CopenHill還需要制定更好的回收系統來接管所有廢物管理,也透過更多渠道來進行盈利,該廠的負責人預計,該設施每年將吸引超過30萬名遊客。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

當越來越多人進入這個建築,多多少少都會受到影響,提高關於能源消耗的認識,以及重視起這種消耗對地球帶來的破壞性影響。

BIG創辦人英格斯說道:

如果不是透過這個建築,很多事物是不會被看見的。
畢竟氣候危機已經可見地越來越嚴重了。

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▲ 熱浪正蔓延到整個歐洲
圖/ 愛范兒

上個月是有記錄以來全球最熱的10月。

來自153個國家的1.1萬多名科學家在《Science》上聯名發出氣候災難性的警告,無論是從可再生能源、全球人口成長,還是改善世界經濟等很多部分,未來都急迫地需要每個人的參與。

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圖/ Unsplash

今天的哥本哈根,已經是一個綠色、智慧的城市,碳足跡幾乎為零。

他們無論在電力生產、城市供熱、塑料廢物分類上都有著嚴苛的標準限制。拿城市的流動性來說,哥本哈根已經實現了75%的出行是騎自行車、步行或乘坐公共交通工具,50%的人上班都會騎自行車。

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圖/ Nils Koenning

這棟建築把永續發展以一種更有趣的形式呈現了出來,它也難得地讓美觀和功能性兼得,讓單純的工廠變成了更豐富內容的載體,而不是僅僅以創新來搏取眼球和焦點,在一定程度上,CopenHill也反映了建築在當今時代環境下的演變。

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圖/ Rasmus Hjortshoj

而這種演變還會不斷持續下去。BIG創辦人英格斯說道:

對我而言,CopenHill就是建築力量能夠改變世界的典範。我兒子下個月就滿1歲了,他大概不會知道我們曾經有一段時間不能在發電廠的屋頂上滑雪,更別說攀爬上它的外牆。

現在類似這樣的建築,在我們的後代看來,都會成為理所當然的事情,他們的一生也都將這樣認為。

清潔能源和可滑雪發電廠會成為他們想像力的基礎,他們將站在我們過去十年來創造的這座建築的頂峰,對未來提出更創新的、更瘋狂的想法。

這也是建築在人身上的另一種意義所在。

責任編輯:江可萱、蕭閔云
本文授權轉載自:愛范兒

關鍵字: #綠能環保
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突破摩爾定律極限!台灣奈微光用矽光子技術打造「會聞的晶片」,開創感測新藍海
突破摩爾定律極限!台灣奈微光用矽光子技術打造「會聞的晶片」,開創感測新藍海

在後摩爾定律時代,台灣奈微光不僅是開發出一款新晶片,更在於證明了創新不必只沿著摩爾定律持續追求製程極限,採取橫向發展同樣能找到市場著力點,台灣奈微光正運用 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)製程,打造出全球少見、能「嗅聞」世界的感測平台,這場從臺大實驗室技術啟程的冒險,正讓臺灣半導體產業看見另一條通往未來的道路。

跨足大健康與車用,奈微光用矽光子打造感測新藍圖

台灣奈微光所研發的矽光子感測晶片樣品,針對多波段應用所設計的多樣化解決方案。
台灣奈微光所研發的矽光子感測晶片樣品,針對多波段應用所設計的多樣化解決方案。
圖/ 數位時代

正當全球半導體產業競相投入奈米級製程競賽,追求更小、更快的晶片時,台灣奈微光卻選擇了一條截然不同的道路。「我們的核心技術就在於光子 IC 設計。」台灣奈微光董事邱俊榮說明,他們所做的是「光的晶片」,與傳統專注於電子電路的 IC 完全不同。

長久以來,市場上若要製造中長波紅外光的光源,普遍會採用化合物半導體。然而,化合物半導體不僅成本高、良率較低,且在光譜調控上存在不少挑戰,台灣奈微光則突破性地利用 CMOS製程,直接從矽基底打造出中長波紅外光光源,顛覆了以往的作法。

邱俊榮強調,這都要歸功於臺灣半導體 CMOS 製程的高度成熟與優異良率,讓台灣奈微光能在成本上取得絕對競爭力,打破中長波紅外光技術高昂的門檻。「我們是透過 CMOS的半導體製程設備,把晶片延伸到矽光子光源與矽光子感測器。」他指出,「這就是台灣奈微光最核心的差異化。」台灣奈微光的矽光子技術,也催生出最具顛覆性的應用──微量氣體的連續偵測。傳統上,偵測微量氣體多依賴大型設備,或是藉由薄膜與電化學感測器,體積龐大、造價不菲,且難以持續監測,必須等待薄膜變化才能得到數據,台灣奈微光則運用中長波紅外光,透過氣體吸收特定波長時產生的能量變化,實現即時且連續的濃度偵測。

在應用面,台灣奈微光鎖定「大健康」與「汽車」兩大領域:希望未來能將這項技術導入智慧衣等穿戴裝置,持續監控呼吸與體內氣體變化,也可應用於電動車市場,偵測鋰電池異常釋放的氣體,為車輛安全嚴格把關。

挑戰摩爾定律侷限橫向創新,打開感測市場新局

台灣奈微光持續以矽光子技術挑戰摩爾定律的侷限,開創感測市場新局,展現臺灣半導體橫向創新的實力與決心。
台灣奈微光持續以矽光子技術挑戰摩爾定律的侷限,開創感測市場新局,展現臺灣半導體橫向創新的實力與決心。
圖/ 數位時代

這項突破性的感測能力,也展現出台灣奈微光對半導體產業發展脈絡的深刻洞察,傳統的半導體產業長期依循摩爾定律,追求單位面積內電晶體數量的極大化,也就是線寬持續縮小、功能不斷堆疊,屬於典型的「縱深式」發展,然而,隨著製程推進至1奈米世代,單台曝光機設備高達4億美元,資本支出急遽膨脹,物理極限與成本效益成為產業面臨的重大挑戰。

台灣奈微光選擇另闢蹊徑,他們將半導體製程的應用「橫向」擴展。邱俊榮指出,即便在傳統 IC 領域中,微米級製程線寬早已鮮少被提及,但在感測器等應用領域依然蘊藏廣大潛力,台灣奈微光正是運用這些「尚未被徹底開發」的微米級製程,結合自家的矽光子技術,開發出光源與感測器晶片,創造全新的應用價值,這意味著,臺灣半導體產業不只在奈米級製程領域具備領先地位,還能進一步將既有資產延伸至更多元的應用場景,而不必一味追逐最先進的製程節點。

「我們不是照著摩爾定律的方向往下挖掘,而是打開另一種可能,只要做一些物理上的調整,就能產生中長波的光源,還能偵測中長波紅外光,甚至在同一顆晶片上就可同時偵測到紫外光。」邱俊榮強調,這正是對半導體生命週期的延伸。他也提到,台灣奈微光的目標並非爭奪市場,而是藉由技術替換,協助既有產品升級、實現價值加值(value-add)。

不過,若要讓這項劃時代的光感測技術真正落地並普及至廣大市場,仍需面對商業化與規模量產的多重挑戰。為了推動晶片功能從單一走向多元,並提升其多波段的精確調控能力,台灣奈微光申請了經濟部產業發展署所推動的「驅動國內 IC 設計業者先進發展補助計畫」(簡稱晶創IC補助計畫),期望加速技術成熟與市場部署。

AI時代新戰局,台灣奈微光技術應用的無限可能

此計畫的核心目標,是讓單一晶片實現「多波段(multi-band)有效控制的微分辨識」。過去,台灣奈微光所開發的晶片多以單一功能為主,而透過晶創 IC 補助計畫的資源,將協助他們推進晶片功能的多元化。

這項技術的挑戰,在於如何精準控制多個光譜的發射。邱俊榮形容,以前的設計就像一次將所有光譜全部釋放,現在則能做到「要A動、BC不動」或「C動、AB不動」等更細膩的調控,要達成這種「誰要動、誰不動」的精準控制,必須增添新的光罩設計與更複雜的驅動機制,雖然這意味著更高的開發成本,但能顯著簡化後端機構,加速產品量產與推向市場的進程。

台灣奈微光預計在2026年6月前完成這項技術開發進入投片階段。儘管從投片到實際市場落地仍需時間,但他們已開始與紡織、電動車鋰電池、半導體廠房氣體偵測等產業客戶溝通布局,力求縮短市場開發週期。同時,在迎接AI的時代,數據品質與廣度更是關鍵。邱俊榮認為,台灣奈微光的矽光子感測技術,能為AI提供更精確、即時與連續的數據。透過晶片同時測量多種身體參數並實現每秒連續偵測,將提供豐富且精準的「身體密碼」數據,不僅能協助AI進行更深入的演算找出過去未能捕捉的變化規律,更將賦能AI在大健康等領域做出巨大貢獻。

目前,台灣奈微光正積極與半導體廠房氣體偵測廠商、大健康品牌客戶及跨產業夥伴合作。展望未來,台灣奈微光不僅要透過晶創IC補助計畫將晶片功能多元化,更將持續深化技術,證明台灣半導體產業不只在極限製程上領先,更能橫向開拓無限的市場潛力,為全球帶來前所未有的感測應用突破。

|企業小檔案|
● 企業名稱:台灣奈微光
● 董事長:張坤昱
● 核心技術:CMOS製程的先進矽光子光源晶片模組與感測晶片模組
● 資本額:新臺幣4.5億元

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下,經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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