112年淨零綠生活轉型技術示範計畫

中文計畫名稱:112年淨零綠生活轉型技術示範計畫

英文計畫名稱:2023 Demonstration Plan of Green Lifestyle transition technology
計畫編(案)號:112AB019
執行單位:財團法人環境資源研究發展基金會
計畫主持人(協同主持人):洪榮勳(呂宗昕、邱繼偉)
執行時間:2023/5/3 ~ 2023/11/30
報告總頁數:178頁(不含參考書目及附錄)
使用語文:中文、英文
中文摘要關鍵詞:長餘暉材料、光致發光特性、淨零綠生活
英文摘要關鍵詞:Afterglow Luminescent Material, Photoluminescent properties, Green Lifestyle.

摘 要

夜光材料為接受光源照射後,可持續發光且反覆使用之材料,應用上也具備有節能減碳的綠色概念,綜觀國內、外應用案例,除用於藝術創作以促進人文發展外,也常作為休憩場所、自行車道與道路交通改善等夜間指引、照明所用,對於我國邁向2050淨零排放的目標上,著實具備相當程度的發展潛力。
惟現行國內對於夜光材料基礎研究與民生應用投入甚少,致使國人對其認知、可應用層面等瞭解不足而無法廣泛使用,實屬可惜。因此,本計畫希望藉由案例文獻蒐整、示範點建構施工、製作介紹影片、材料環境試驗、研擬建議施工方式/檢驗標準,以及成果分享會議等工作執行,增進民眾對於夜光材料的瞭解,並實際親身感受其使用情境,促使夜光材料能更廣泛地進行運用在日常生活當中。
期盼能藉由產、官、學、研攜手合作,建構具節能減碳效益的夜光材料示範場域,藉此向社會大眾推廣對於綠色科技的認知,以厚植國內材料產業轉型實力;同時,透過結合淨零綠生活6大面向與31項推動措施,積極響應淨零排放政策目標,也留給我們下一代一個永續發展的生活環境。

Photoluminescent materials, which continue to emit light after exposure to a light source and can be used repeatedly, embody the concept of energy saving and carbon reduction. Reviewing domestic and international applications, these materials are used not only for artistic creation to promote human development but also frequently for nighttime guidance and lighting in recreational areas, bicycle paths, and improvements of traffic on road. They hold significant potential values for Taiwan to achieve the goal of Net-Zero emissions by 2050.
However, the current domestic investment in the basic research and livelihood applications of photoluminescent materials is limited, which leads to the inadequate public awareness and applications of them. This is a regrettable situation. Therefore, the project aims to enhance the public understanding of photoluminescent materials through case study compilation, demonstration site construction, production of introductory videos, environmental testing of materials, drafting recommended construction methods/inspection standards, and result-sharing conferences. The project seeks to improve the public’s understanding of photoluminescent materials and to enable the public to experience the use of these materials firsthand, to expend the broader applications in daily life.
The project aspires to foster the collaboration of the different parties of industry, government, academia, and research institution to create demonstration sites for energy-efficient and carbon-reducing photoluminescent materials, thereby promoting awareness of green technology among the public and strengthening the domestic material industry’s transformation capabilities. Concurrently, by integrating the six major aspects and thirty-one measures of the Net-Zero Green Living Initiative, it also actively responds to the goal of net-zero emissions, aiming to leave a sustainable living environment for our future generations.

前 言

從18世紀工業革命後發展至今,日新月異的科技進步為人類帶來許多便利,但同時也造成了許多不可逆的污染及環境危害,而人類產業活動的加劇,也間接加劇全球暖化和極端氣候發生。近年多項科學發表也證實氣候變遷所造成的影響已相當緊急,相關氣候議題也引發國際間的高度重視,世界各國近年更紛紛提出有關淨零排放(Net Zero Emissions)的承諾。
為積極因應溫室效應與氣候變遷所帶來的衝擊,我國國家發展委員會遂於2022年3月提出「臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明」,並建構有2大面向、4大轉型策略與12項關鍵戰略;同時環境部也同步配合溫管法的修正,且正式更名為「氣候變遷因應法」,希望以淨零碳排目標入法、增加氣候調適、強化減量工具等機制與規範,來面對全球升溫與劇烈氣候變遷的迫切危機。而在2050淨零排放產業轉型策略當中,除了規劃有建築部門提升建築能效的階段性示範推廣措施,於其中十二項關鍵戰略當中更擘劃有節能、資源循環零廢棄、淨零綠生活等戰略目標。
夜光材料為接受日光照射或室內光照射後,可長期發光且反覆使用材料,故在其材料應用上也著實具有節約能源及綠色材料的概念(使用於建築、道路),綜觀國內外夜光材料應用案例,除用於藝術創作以促進人文發展之外,也常作為夜/晚間休憩場所、自行車道與道路交通改善所用,對於我國淨零減碳工作的推動上,著實具備相當程度的發展潛力。
爰此,本計畫為增進國人對夜光材料之瞭解,使民眾實際親身感受夜光材料之使用狀況與情境,並促進業者積極投入研發及應用,藉以擘劃「落實節能、資源循環達到淨零排放」、「促進夜光材產業(值)發展提升競爭力」、「增加就業人數以改善經濟環境」及「強化社區安全與老年居家照護」等推動效益,期能藉由產、官、學、研的合作,建構我國綠色環保節能夜光材料示範點,促進產官學研合作並提升社會、企業對綠生活科技之認知,並評估分析夜光材料發光效果及其耐環境特性,以利各政府單位推動夜光材料之相關產業及民間實際使用。

研究方法

一、 建構我國綠色環保節能夜光材料示範點,促進產官學研合作並提升社會、企業對綠生活科技之認知
(一) 透過文獻回顧方式蒐整國內外有關長餘暉材料使用案例,並配合如網路圖資、新聞報導說明的彙整,收集夜光材料相關應用資料。
(二) 透過示範點擇點專家諮詢會議(2場)的召開,逕洽各專家學者、環境部及相關管理單位,共同商討有關本年度示範場域建置相關事宜,並透過包含藏金閣2館、宜蘭大學、陽明交大與清大及山水綠生態公園等4處示範點建構施工經驗反饋,據以提出夜光材料建議推廣方針及改進措施。
(三) 藉由材料介紹影片拍攝(1部)及示範點分享說明會(1場)的辦理,加強向國內產、官、學、研界推廣有關夜光材料執行效益,以利向國人推廣。
二、 評估分析夜光材料發光效果及其耐環境特性,以利各政府單位推動夜光材料之相關產業及民間實際使用
(一) 利用X光繞射光譜儀、掃描式電子顯微鏡、能量散佈光譜儀等儀器進行夜光材料化學成分、光譜分析,並測試戶外/室內光照射、浸水時間、高溫潮濕等不同環境條件下,夜光材料粉體與抿石載體之餘暉時間。
(二) 彙整對比電費、材料成本、建議品質標準、施工/檢驗方式,以及前項環境評估試驗數據與綠生活運用建議、未來結合之可行性等資料,撰擬夜光材料評估報告,以進一步瞭解相關使用效益;同時透過專家諮詢會議(1場)的召開,促使本項評估報告內容得以更臻完善。

結 果

本計畫主要為推廣具備節能減碳效益之夜光材料,並藉由案例蒐整、示範點建構、材料試驗、研擬建議施工方式/檢驗標準,以及相關專家諮詢與成果分享會議工作的辦理,促使政府單位推動夜光材料之相關產業及民間使用,以下則羅列本計畫相關執行成果:
(一) 彙整包含桃園夜光步道、宜蘭蘇東隧道、臺中頂橋仔新公地等國內既有夜光材料實際案例,並蒐整馬來西亞大黑殿、新加坡鐵路花園走廊、波蘭夜光自行車道、荷蘭星空之路,以及澳洲維多利亞道路與荷蘭智慧高速公路標示等藝術性、指引效益等應用資料。
(二) 辦理藏金閣2館(5月6日)、陽明交通大學(6月16日)等2場次示範點專家諮詢會議,確立示範點位後完成建置藏金閣2館、宜蘭大學、陽明交大與清大及山水綠生態公園等4處夜光材料示範點,並辦理1場次示範點完工成果分享會(11月24日),以及拍攝1部夜光材料示範點介紹影片,以強化材料推廣宣導效益。
(三) 完成綠光粉體、藍綠光粉體、藍光粉體、綠光抿石載體、藍綠光抿石載體等5種夜光材料之晶相分析、不同室內光與太陽光照射天數、浸水時間、高溫潮溼環境下穩定性等試驗項目,並彙整其材料使用成本、對比減碳等效益數據。
(四) 彙整前述環境試驗結果,以及夜光材料建議出廠試驗項目、檢驗標準,且以本年度示範點主要建置之抿石載體應用方式研提對應施工規範,並藉由評估報告專家諮詢會議(11月22日)的辦理,促使夜光材料建議推廣方針及改進措施等研擬(報告)內容得以更臻完善。

結 論

一、 提供另一種低碳、節省能源耗用的低度照明、交通指引需求選擇:夜光材料的使用,著實提供了一種更加節能且低碳的照明、交通指引選擇,可減少夜間不必要的能源(電力)耗用與衍生碳排(電費節省與減碳效益煩請參閱3.1.4小節材料使用效益),且可貢獻額外景觀美化與地方故事性等人文效益。
二、 尚無法取代部分電力驅動之照明、交通設施(應用範疇有所限制):夜光材料本身為低暉度、且具備類似電池充放電之能量儲存材料,現行國內夜光材料可應用於低度照明、標線指引應用需求,如以最大限度減少光害為前提,但非完全取代既有照明設施(如重要交通設施、校園夜間通行安全考量等)。

建議事項

一、 營造場域故事性加強對民眾環境教育宣導
場域應用上可結合藝術創作、設計來營造故事性(如陽明交大與清大小徑圖示象徵兩校良善競合關係;宜蘭大學則結合幾何圖形象徵師生對於學術研究的貢獻與努力),並透過與環保議題、圖例的結合(如藏金閣2館資收相機的資源循環理念、山水綠生態公園結合淨零綠生活與山豬腳印象徵減少碳足跡),來加強對民眾的環境教育宣導。
二、 結合載體應用強化材料應用效益
夜光材料受限其物理使用特性(水分、磨耗),可能影響蓄光石之餘暉效益,建議應結合抿石、樹脂載體或漆料塗裝等方式強化材料應用效益,諸如本年度4處示範點之建構工作,皆有採用抿石泥工法進行設置,可於完工後搭配其他工程材料強化鋪面強度,以輔助蓄光抿石之使用。
三、 搭配光源補充設備兼顧節能減碳與材料宣導
現行夜光材料餘暉時間約為照光10~15分鐘,至少維持2小時之人眼最低可見暉度(0.3 mcd/m2),考量夜幕來臨前的傍晚時段相對無較充足之光照(能量),在兼顧減碳與暉度需求條件下,可以365~385 nm波長之UV-LED補充燈源設備,配合定時開關方式(如冬令時間17時、19時、21時、23時進行光源補充),達到減少能源耗用與低碳排效益,並強化材料宣導。
四、 優先採用夜光漆料塗裝方式提升多元使用
考量漆料工法在使用具備有施工快速、維護簡單(重複塗層)、成本較低(相較抿石載體)、應用層面多元(建築外觀、地面,也可配合不同形狀與材質進行噴塗或貼裝,如金屬指引牌、桿柱)等優點,故材料推廣初期可優先推動夜光漆料塗裝應用,可有助於提升整體材料推廣效益。