close

低碳綠色

低碳綠色科技專欄

實現碳中和的良策 大學生新思維展示如何利用科技實現


實現碳中和的良策  大學生新思維展示如何利用科技實現

 

鄧淑明博士
香港大學計算與數據科學學院及社會科學學院地理系客席教授

 

為爭取於 2050 年前實現碳中和,港府早前公布中期減碳目標,務求要在 2035 年前把香港的碳排放量從 2005 年的水平減少 50%。對此,有參與今年「Esri青年學人大獎」的大學生都熱切為政府出謀獻策。

 

贏得個人組冠軍的香港理工大學土地測量及地理資訊學系唐禮堯同學認為,推動可再生能源是香港實現碳中和的重要一環,希望以科學計算評估香港屋頂太陽能的潛力,為投資屋頂裝置太陽能系統提供科學依據。唐同學以GIS結合地面和衛星觀測數據,加上經改進後的 Angstrom Prescott 迴歸技術,建成更精準的估算模型,對全港超過30萬座建築物進行分析,當中特別考慮到雲量對日照的影響。

 

結果發現,香港超過九成的屋頂太陽能項目都能獲利,更有六成的回本期僅為6年,甚具投資潛力,並能有效減少碳排放。這個題為《評估天台太陽能發電系統在香港的發展潛力》的研究分析全面,可正面鼓勵更多人投資使用可再生能源,可謂實現碳中和的長遠對策。

 

而香港大學城市規劃及設計系的林靖玥同學則認為綠化屋頂可為城市降温,有助減碳節能,還提升空氣質素。她運用GIS整合並分析空氣污染、日照、建築密度等環境數據,從而辨識綠化屋頂的最佳建築位置,務求令香港這個石屎森林,轉化成為「城市綠洲」。

 

她的研究引證了綠化屋頂既可美化環境又能提升能源效益,有助加強城市韌性,並為香港的綠色基礎設施規劃,提供有價值的參考建議。這個題為《讓城市呼吸:綠化屋頂織就城市新生》的研究,因能巧妙運用GIS整合及分析數據而贏得個人組最佳3D GIS應用的奬項,值得嘉許。

 

read more
人工智能企業趨勢低碳綠色

施耐德電氣:2033年電力或嚴重短缺 美國電網危機恐重創 AI 競爭力


施耐德電氣:2033年電力或嚴重短缺   美國電網危機恐重創 AI 競爭力

全球能源管理巨頭 Schneider Electric 於 2025 年 11 月 26 日發布最新分析報告,明確警告美國正面臨電力系統崩潰危機。該公司預測若維持現有備用容量水平,美國在 2028 年高峰時段的發電能力將無法滿足需求;到 2033 年全國電力裝機容量缺口可能高達 175 吉瓦(GW),相當於 1.3 億戶家庭用電量,恐引發大規模停電事故。

數據中心用電激增推高電網臨界點

美國數據中心的電力消耗正以驚人速度增長。國際能源署(IEA)數據顯示,2021 年美國數據中心耗電量為 120.65 兆瓦時(TWh),該機構預測數字將在 2030 年突破 400 TWh,較 2021 年增長超過 230%。Pew Research Center 2025 年 10 月發布報告指出,數據中心在 2024 年已佔美國總用電量 4%,預計到 2030 年比例將倍增至近 9%。一座典型的 AI 專用超大規模數據中心年耗電量相當於 10 萬戶家庭,而正在建設中的大型設施預計將消耗 20 倍電力。

北美電力可靠性公司(NERC)於 2025 年 11 月 18 日發布冬季可靠性評估報告,指出數據中心已顯著推高冬季用電需求,極端天氣下停電風險正在加劇。該機構數據顯示,2025 年冬季美國峰值電力需求較上一冬季高出約 20 GW(增幅 2.5%),惟同期新增供電能力僅為 9.4 GW,形成 11 GW 供需缺口。NERC 特別關注東南部地區,在極端冬季風暴情景下,該區域可能需要強制削減高達 30% 系統負荷。

中美 AI 基建競賽白熱化

Schneider Electric 北美公共政策總監 Jeannie Salo 接受 Bloomberg 採訪時明確表示,電力短缺可能導致美國在 AI 競賽中落後於中國,這將向世界釋放訊號,顯示美國無法滿足現代科技發展的電力需求,從而削弱國際資本對美投資意願。這一警告並非空穴來風。中國正以驚人速度建設 AI 基礎設施,根據中國信通院數據,截至 2024 年 6 月中國算力已達 246 exaflops(每秒百億億次浮點運算),僅次於美國。

中國政府計劃到 2025 年完成「東數西算」工程所有節點和樞紐建設,屆時全國總算力預計達到 300 EFLOPS,智能算力佔比將超過 35%。該國正在建設超過 250 個 AI 數據中心,形成覆蓋全國網絡。能源智庫 Startup Hakk 研究報告更指出,中國正以 80 倍於美國的速度擴建電網容量,並大力投資 AI 晶片和基礎設施。這種基建投資差距,可能在未來 5 至 10 年內重塑全球 AI 產業格局。

相比之下,美國電力系統由區域性電網與眾多公用事業公司拼湊而成,在數據中心、新建工廠及電動車用電壓力下已不堪重負。AI 熱潮興起前,極端天氣頻發與可再生能源佔比上升已使電網長期處於緊張狀態。能源公司 Chevron 近期宣布與 GE Vernova 合作,計劃為美國數據中心提供高達 4 GW 電力(足夠 350 萬戶家庭使用一年),顯示傳統能源巨頭正積極介入此市場。

備用容量危機威脅電網可靠性

Salo 以通俗比喻強調電力危機嚴重性:備用容量如同銀行帳戶中為應對危機預留的「最低儲蓄」。她預計三年後(2028 年),美國可能不得不常態化動用這部分儲備,屆時若遭遇重大突發事件如極端天氣或網絡攻擊,系統將因缺乏緩衝能力而陷入癱瘓。備用容量裕度(reserve margins)是電網為應對突發狀況所儲備的額外電力,若將這些應急資源用於日常供電,將嚴重威脅電網可靠性。

NERC 夏季可靠性評估報告(2025 年發布)進一步證實此風險,指出在大範圍熱浪和異常天氣條件下,北美多個地區面臨供電短缺高風險,系統營運商在滿足峰值電力需求時將面臨嚴峻挑戰。特別值得注意是 NERC 發現風電在高峰需求時段可用容量大幅下降超過 14 GW,這是大型區域電網營運商(如覆蓋 15 個州的中部大陸獨立系統營運商 MISO 和德州電力可靠性委員會 ERCOT)近期實施新容量評估方法的結果。

德州經驗證儲能技術可行性

雖則形勢嚴峻,部分地區已展示出成功應對電力挑戰案例。德州在 2025 年夏季創下多項紀錄:太陽能發電達到 29.8 GW,電池儲能系統打破 4 項紀錄。ERCOT 官方確認,太陽能和電池儲能技術使該州電網在 2025 年夏季實現前所未有穩定性,這是自 2021 年 2 月冬季風暴 Uri(Winter Storm Uri)以來,首次在極端高溫期間無需呼籲民眾節約用電。電池儲能系統在白天吸收太陽能過剩電力,並在傍晚用電高峰時段釋放,這種運作模式已證明對維持電網穩定至關重要,無需完全依賴天然氣調峰電廠。

美國能源部預測,2025 年將新增 18 GW 公用事業規模電池儲能容量,超過去年歷史性增長。德州和加州預計將佔 2025 年新增儲能容量 82%。這些州近年來太陽能和風能發電大幅增長,儲能已成為電網可靠性關鍵資產。

Salo 建議優先部署「電網增強型技術」(grid-enhancing technologies),她強調相比耗時漫長的新建發電與輸電項目,此路徑更具時效性與可行性。2024 年 5 月,拜登-哈里斯政府啟動聯邦-州現代電網部署計劃,22 個州承諾支援採用現代電網解決方案,在新建和現有輸配電線路上擴展電網容量。Schneider Electric 與 Bloomberg New Economy Forum 在 2025 年 11 月 18 年宣布成立能源技術聯盟,致力推動「智能需求」技術發展。

解決方案需系統性變革

電力危機對美國企業和經濟影響將是多方面的。若無法及時解決電力供應問題,科技公司可能被迫將 AI 數據中心遷往電力供應更充足的國家,導致技術人才、投資和稅收流失。製造業回流美國政策目標亦將受阻,因為現代智能工廠需要穩定可靠電力供應。Schneider Electric 研究顯示,中型製造商因自動化系統電力不穩定而平均損失 7.5% 營收。

展望未來,美國需要採取多管齊下策略:加速部署電池儲能系統和高階導體等電網增強技術;簡化新建發電和輸電項目審批流程;推動數據中心採用廢熱回收等能效技術(如 Switch Datacenters 利用「AI 工廠」排出熱量為附近數千戶家庭供暖);建立更靈活電價機制以平衡峰谷需求。德州成功經驗表明,太陽能和電池儲能可以可靠地穩定電網,且其快速部署時間和成本優勢已超越傳統化石燃料基礎設施。美國能否在 2028 年臨界點到來前成功轉型,將決定其在全球 AI 競賽中的地位。

資料來源:BloombergSchneider ElectricS&P GlobalPew Research CenterLone Star Solar Services

 

read more
企業趨勢低碳綠色業界消息

全球汽車電池產能過剩危機:電動車產業面臨供求嚴重失衡挑戰


全球汽車電池產能過剩危機:電動車產業面臨供求嚴重失衡挑戰

全球電動車電池產業正面臨嚴重的產能過剩危機,預計到 2030 年供給將達到需求的三倍。國際諮詢公司 AlixPartners 於 2025 年 11 月發布最新報告指出,北美地區電池產能將較當前水平大幅增加四倍,而中國市場的產能過剩情況更嚴峻,可能超過需求五倍以上。這場「電池泡沫」源於車廠在 2020 至 2023 年間對電動車需求預測過度樂觀,如今卻因消費者購買意願放緩、充電基礎設施不足,以及美國政府取消電動車購置獎勵等因素,導致實際需求遠低於產能擴張速度。

產能擴張與需求脫鉤:數據揭露嚴峻現實

根據美國調查公司 S&P Global Mobility 數據,2025 年全球電動車電池工廠產能合計達 3,930 GWh(吉瓦時),而全球實際需求僅約 1,161 GWh,意味產能是需求的 3.4 倍。更令人憂心的是,這種供需失衡狀態將持續至 2026 年,即使到 2030 年,產能仍將達需求的 2.4 倍。區域差異方面,北美市場情況最嚴峻,2025 年電池產能達需求的 4.8 倍,預估至 2028 年都將維持在四倍以上水平。AlixPartners 高級副總裁 Rohit Gujarathi 接受媒體訪問時表示:「業界過去幾年為尚未實現的需求規模建立大量產能,如今供給遠超需求,這在運作和財務層面都造成挑戰。」這場危機根源可追溯至 2021 至 2023 年間,當時全球車廠在政府津貼激勵下,競相投入數百億美元興建電池工廠,卻未充分評估消費者接受度與市場成熟度的落差。

電池價格急跌:危機中的雙面刃

產能過剩直接導致電池價格加速下滑,成為這場危機中最具爭議的現象。Goldman Sachs 指出,2024 年電池平均價格約為每千瓦時 111 美元(約港幣 866 元),較 2023 年急跌 26%,預估 2025 年將進一步降至 90 美元(約港幣 702 元),到 2026 年底可能跌破 80 美元(約港幣 624 元)。國際能源署(IEA)研究也證實,2024 年鋰離子電池包出貨價格下降 20%,創下自 2017 年以來最大跌幅,主要原因是鋰礦價格回落至 2015 年底水平,但供給量卻是當年的六倍。

對消費者而言,電池成本下降意味電動車售價有望進一步壓低,Goldman Sachs 預測到 2026 年電動車將在未獲資助情況下,達到與燃油車相當的價格競爭力。然而對電池製造商來說,價格急跌直接侵蝕利潤空間,中國市場激烈競爭幾乎吞噬多數業者獲利。AlixPartners 財務穩定性指標顯示,電池供應商財務評分從 2022 年至 2024 年持續下滑,加上美國關稅政策波動、鋼鋁價格大幅波動等因素,令製造商和車廠都難以平衡穩定運作與長期投資決策。

產業鏈震盪:巨頭調整與裁員潮

面對市場逆風,全球主要電池與汽車製造商紛紛調整戰略部署。GM 於 2025 年 10 月宣布裁減 1,750 名員工,並從 2026 年 1 月起暫停其與 LG Energy Solution 合資的俄亥俄州和田納西州電池廠運作長達六個月,影響超過 1,550 名員工。Ford 則將其規劃的電池產能削減 35%,以回應低於預期的電動車銷售表現。日本 Panasonic 原訂於 2026 年底全面量產的美國電池新廠,也因主要客戶 Tesla 銷售不振而將時程改為「未定」。Nissan 更直接放棄在福岡縣北九州市興建 LFP(磷酸鐵鋰)電池新廠計劃,而 Toyota 在福岡縣的工廠興建計劃則決定延期。

與此同時,中國電池龍頭 CATL(寧德時代)在 2025 年前七個月仍保持 34% 年增長率,穩居全球市場佔有率第一,顯示擁有龐大內需市場支撐的中國廠商在這波產能過剩中具有較強抗壓能力。LG Chem 則於 2025 年 11 月與 Panasonic 簽署價值 3.76 萬億韓元(約港幣 210 億元)的電池正極材料供應合約,期限至 2029 年,顯示部分廠商仍在尋求長期合作以穩定營收。

政策轉向加劇不確定性:特朗普效應衝擊北美

美國政策環境劇變成為加劇電池產能過剩關鍵因素。特朗普(Trump)政府於 2025 年取消高達 7,500 美元(約港幣 58,500 元)的電動車購置稅務寬減,並逐步撤銷稅務減免措施,導致電動車需求預測大幅下修。BloombergNEF(BNEF)報告指出,到 2030 年美國電池需求量將接近 3.78 億度,比特朗普主政前的預測減少 56%。更嚴峻的是,特朗普政府針對能源儲存計劃實施新規,要求不得使用中國生產的電池材料及組件才能獲得稅務寬減,這對電池產業造成重大困境,因為全球 88% 電池陰極原料和 96% 陽極原料都由中國生產。

AlixPartners 將這種情況描述為「雙重挑戰」(twin challenges):一方面是工廠產能利用率過低,另一方面是財務壓力持續累積。在中國市場,2025 年 7 月部分政府購車資助計劃暫停,導致電動車銷售增長率從 6 月的 24% 降至 21%,創下年內最低增速。然而市場研究機構 Rho Motion 數據經理 Charles Lester 強調:「雖然各地區表現不同,2025 年全球電動車普及趨勢仍然強勁向上。」

企業應對策略:從產能競賽到價值分化

面對產能過剩新常態,AlixPartners 為電池供應商提出建議:最大化工廠效率、重新調配或淘汰閒置資產、調整研發投資以簡化生產流程並降低成本,以及專注於能展現獨特價值的專業領域。GM 副總裁 Kurt Kelty 透露,該公司正投資下一代富錳 LMR 棱柱電池技術,預計 2028 年應用於 Chevrolet Silverado 和 Escalade IQ 等全尺寸電動車型,這種電池使用更普遍且成本較低的礦物,能在合理價格下提供高續航里程和性能。Ford 也宣布將在 2020 年代末推出被稱為「改寫市場規則」的 LMR 電池技術,顯示車廠正尋求透過技術創新來降低成本並提升競爭力。

對於原廠設備製造商(OEM),報告建議採取更具策略性的供應商夥伴關係、提供靈活採購承諾以增加應變能力,並謹慎押注最有可能帶來長期競爭力的電池技術。固態電池被視為未來關鍵技術,但 Mercedes-Benz 積極研發的類固態電池最快也要到 2026 年才可能量產,這意味市場短期內仍需依賴現有鋰電池技術。

產業重塑進行式:危機後的新平衡

這場電池產能過剩危機對企業決策者的啟示是多層次的。短期內,電池製造商必須承受利潤縮水與閒置產能的財務壓力,部分體質較弱的廠商可能面臨整合或退出市場的命運。汽車製造商則需重新校準電動化路線,在純電動車、插電式混合動力車與燃油車之間尋求更靈活的產品組合配置。然而從長期視角來看,電池價格結構性下降將加速電動車與燃油車達到價格平價的時間點,這可能在 2026 至 2027 年間觸發新一波需求爆發。產業分析師指出,當電池成本突破每千瓦時 80 美元(約港幣 624 元)心理關口,需求彈性將呈現指數級增長,2025 年價格通縮可能演變為 2026 年需求衝擊。

資料來源: 國際日報 富途資訊 MoneyDJ Tech Brew CNBC

 

read more
低碳綠色

ESG 成生存關鍵:工總推《實務指南》助港商應對 2026 碳關稅及 CBAM 轉危為機

香港工業總會於 2025 年 10 月 23 日正式發布《碳管理實務指南》並舉辦研討會,吸引近百名港資企業代表出席。這份指南由香港大學氣候及碳中和研究中心撰寫,目的是協助港資製造企業應對歐盟將於 2026 年全面實施的碳邊境調整機制 (CBAM),同時實現香港與內地的碳中和目標。商務及經濟發展局常任秘書長黃少珠擔任主禮嘉賓,工總主席林世豪強調碳管理已成為製造業「必答題」,企業必須重新審視供應鏈以維持全球競爭力。這份指南期望幫助企業轉化挑戰為競爭優勢,並探討製造業在環保轉型浪潮中的戰略部署。

企業競爭力的新戰場

林世豪在發布會上指出,隨著全球對碳排放的合規要求持續增加,以及環保投資融資趨勢轉變,碳管理已不再是選擇題,而是製造業必須面對的生存課題。這個轉變背後有多重驅動因素:首先是歐盟碳邊境調整機制即將在 2026 年正式啟動,屆時出口至歐盟的鋼鐵、鋁等產品若未能符合碳排放標準,將面臨額外關稅成本。其次,投資者和金融機構越來越重視企業的 ESG 表現,這直接影響企業融資成本和市場估值。第三,供應鏈上下游的大型企業開始要求供應商提供碳足跡數據,未能達標的中小企業可能失去重要訂單。工總期望新《實務指南》能幫助企業掌握最新法規,鞏固本港製造業在全球價值鏈中的戰略地位,共同應對全球氣候變化帶來的商業挑戰。

 

政府與業界攜手環保轉型

商務及經濟發展局常任秘書長黃少珠在致辭中強調,不少境外市場都逐漸在其貿易政策中引入環保元素,政府深切理解企業在可持續發展大趨勢下面對的轉型壓力。為此,政府一直推出不同支援措施,包括工業貿易署「工商機構支援基金」的撥款資助,正是這個基金支援了《促進港資製造企業供應鏈的環境、社會和管治合規管理》項目的開展。黃少珠表示感謝工總一直以來致力透過不同項目協助企業提升 ESG 表現,政府將繼續支援業界以環保創新為新引擎,開拓更廣闊的境外市場,將香港製造業進一步升級。這種公私合作模式體現了香港在推動產業環保轉型時的務實態度,既不盲目追求環保標準而忽視企業成本壓力,也不因短期利益而放棄長遠的可持續發展目標。

研討會探討港資製造企業在ESG和碳管理的實踐情況,由工總常務副主席及環境、社會及管治委員會主席周治平(左)主持,對談嘉賓包括(排名不分先後):廈順控股有限公司執行董事陳思敏(中);超然製品廠有限公司行政總裁及董事劉志良(右)。

雙冊指南的實戰價值

《碳管理實務指南》分為兩冊,採取「合規應對」與「內部管理」雙軌並進策略。第一冊《碳管理實務指南:合規應對歐盟碳邊境調整機制 (CBAM)》專注於外部合規要求,特別針對鋼鐵和鋁這兩大 CBAM 首批涵蓋行業,提供詳細合規要求說明和應對方法,並輔以專項和案例分析。這對於涉及相關產品出口的港資企業來說具有直接實用價值,能夠幫助企業了解如何計算產品碳足跡、準備申報文件以及改良生產流程以降低碳排放。第二冊《碳管理實務指南:實現香港與內地碳中和及可持續發展目標》則聚焦企業內部管理系統建立,介紹國際標準及體系,為企業建立和提升碳管理體系提供藍圖和行動方案。香港大學氣候及碳中和研究中心的項目負責人林曉東及項目高級顧問兼首席工程師江興華在發布會上詳細介绍了這兩冊指南的內容框架和應用方法。

從挑戰到競爭優勢的轉化路徑

工總常務副主席及環境、社會及管治委員會主席周治平期望業界早著先機,將挑戰轉化為競爭優勢。他指出,執行碳監管既能提升企業效益、減少不必要成本,同時維繫市場競爭力及投資者信心。這個觀點揭示了碳管理的多重價值:短期來看,通過碳盤查和管理,企業能夠識別能源使用浪費環節,從而降低營運成本;中期而言,建立完善碳管理系統能夠幫助企業在面對客戶和投資者的 ESG 審查時展現專業能力,增強商業信譽;長期來看,提早布局碳管理的企業將在未來更嚴格全球碳規管環境中佔據先發優勢。業界有必要早日提高碳規管關注度、完善碳管理系統,推動更環保和具韌性的供應鏈。研討會也特別邀請了廈順控股有限公司執行董事陳思敏和超然製品廠有限公司行政總裁及董事劉志良參與對談,分享在本港推動 ESG 和碳管理的實務經驗、遇到的挑戰以及解決方法。

製造業環保升級的戰略意義

這次《碳管理實務指南》發布標誌著香港製造業進入碳管理新時代,對維持港資企業在全球供應鏈中的競爭地位具有重要戰略意義。隨著歐盟 CBAM 在 2026 年正式實施,以及其他主要經濟體可能跟進類似措施,未能及時應對碳規管要求的企業將面臨市場准入障礙和額外成本負擔。相反,積極擁抱碳管理的企業不但能夠保持現有市場佔有率,更有機會在環保供應鏈重組過程中獲得新商機。工總透過這個項目展現了香港工業界的前瞻視野和執行力,在政府支援和學術機構專業支援下,為港資製造企業提供了實用轉型工具。未來,隨著全球氣候政策持續收緊和消費者環保意識提升,碳管理能力將成為企業核心競爭力重要組成部分,早期投入者將在這場環保革命中獲得可觀回報。

資料來源:  香港工業總會 香港中華廠商聯合會

 

read more
低碳綠色最新產品生物科技

仿生科技新突破:以維他命 B2 驅動葡萄糖電池改寫儲能市場


仿生科技突破:以維他命 B2 驅動葡萄糖電池改寫儲能市場

美國太平洋西北國家實驗室 (PNNL) 首席研究員 Jong-Hwa Shon 及其團隊在《ACS Energy Letters》期刊發表重大研究成果,成功開發出以維他命 B2 (核黃素) 和葡萄糖為動力源的液流電池原型。這項突破性技術模擬人體代謝機制,將普通糖分轉化為可用電力,其室溫功率密度已達到商用釩液流電池水平,為全球價值 9.22 億美元 (約港幣 71.9 億元) 的釩液流電池市場帶來低成本、無毒性的競爭方案。該技術採用天然可分解材料,完全避開鉑金等貴金屬催化劑的成本瓶頸,預計將重新定義住宅與小型裝置的能源儲存標準。

技術創新打破貴金屬依賴困局

傳統葡萄糖燃料電池長期依賴鉑或金等貴金屬催化劑來分解糖分子並釋放電子,但這些金屬價格高昂且難以工業化量產,導致電池輸出功率受限。Shon 團隊的創新在於用核黃素完全取代金屬催化劑,該維他命即使在葡萄糖電解質所需的高鹼性環境中仍能保持穩定性。研究團隊使用碳電極構建原型,負極電解質含有葡萄糖與活性核黃素,正極則分別測試了高鐵氰化鉀和氧氣兩種配置。

採用高鐵氰化鉀的版本在室溫下達到與商用釩液流電池相當的功率密度,證明維他命催化劑可媲美金屬系統的表現。氧氣版本雖然反應較慢,但功率密度仍高於以往的葡萄糖型設計,且在大規模量產上具備更實用和更具成本效益的潛力。

全球儲能市場迎來技術典範轉移

在全球能源轉型浪潮下,液流電池市場正經歷爆發性增長,亞太地區 2024 年能源儲存系統市值達 3,012 億美元 (約港幣 2.35 兆元),預計 2025 年將增至 4,024 億美元 (約港幣 3.14 兆元),到 2034 年更將飆升至 2.44 兆美元 (約港幣 19.03 兆元),年複合成長率高達 22.2%。釩液流電池市場規模預計從 2025 年的 9.22 億美元 (約港幣 71.9 億元) 增長至 2030 年的 20.9 億美元 (約港幣 163 億元),年複合成長率達 17.85%,主要驅動力來自中國和美國超過 4 小時的大型電網儲能項目快速部署。

然而釩電解液成本佔系統總值的 43%,成為市場擴張的主要障礙。核黃素 — 葡萄糖系統的出現恰好填補了這個市場缺口,其天然豐富的原料來源和無毒特性,為住宅能源儲存提供更安全、更實惠的替代方案。國際能源署 (IEA) 預測全球儲能容量必須在 2030 年前擴展至 1,500 吉瓦,其中 90% 將來自電池技術,這為新型電池化學提供了巨大的商業化空間。

產業專家看好仿生技術應用前景

研究主持人 Jong-Hwa Shon 表示:「核黃素與葡萄糖液流電池能夠從天然衍生的能源產生電力,使用的是無毒、價格低廉且自然界中豐富的元件,為更安全、更實惠的住宅能源儲存開創了極具潛力的方向。」液流電池與傳統電池的根本差異在於將能量儲存在流動的液態電解質中,當電解質在正負電極間移動時會發生化學反應以釋放或儲存能量,這種設計使其特別適合長時間儲能應用。葡萄糖基生物燃料電池領域的研究指出,這類電池因其環保的構造和低成本生物基材料而日益受到關注,特別是在植入式醫療裝置領域已有應用案例,如心律調節器和除顫器的動力來源。

印度昌迪加爾大學化學系研究員 Indrani Chakraborty 在 2024 年 6 月發表的評論文章中指出,葡萄糖生物燃料電池對葡萄糖具有出色的專一性,加上體積小、重量輕的特性,使其在各種嚴苛應用環境中極具吸引力。

克服光敏挑戰是商業化關鍵

雖然技術前景看好,研究團隊也坦承目前仍面臨挑戰,主要問題在於氧氣版本的光敏性 — 當氧氣暴露於光線時會分解核黃素,導致電池自放電現象。研究人員計劃透過調整維他命與電解質的交互作用,以及改善整體電池工程設計來解決這個問題。從更廣泛的住宅儲能市場角度來看,2025 年該市場正面臨多重挑戰,包括初始安裝成本高、電池壽命和性能衰退問題,以及不同地區缺乏統一的監管標準。

永續能源儲存的里程碑突破

這項研究的重要性除了技術本身,更在於開闢了全新的能源儲存思路——從生物學中汲取靈感,利用天然豐富的材料創造可持續的解決方案。與需要複雜供應鏈和稀有金屬的傳統電池相比,核黃素-葡萄糖系統的原料在植物中普遍存在,具有成本低廉、天然且可生物分解的優勢。釩液流電池雖然在大型電網儲能領域佔據優勢,但其高昂的電解液成本和複雜的供應鏈限制了在住宅市場的普及。若 Shon 團隊能成功解決光敏問題並改善系統性能,核黃素-葡萄糖液流電池有機會在住宅和小型裝置領域開闢新的市場區隔,成為永續能源儲存生態系統的重要一環。

對企業的啟示與未來展望

這項技術突破為能源產業帶來三大啟示:首先,仿生學方法可能是突破傳統技術瓶頸的有效途徑,從自然界尋找靈感或能開啟全新的解決方案。其次,住宅儲能市場正處於技術多元化的關鍵時期,企業應密切關注非鋰離子、非金屬催化劑的創新技術發展。第三,隨著亞太地區能源儲存市場在 2025 至 2034 年間預計增長超過 8 倍,及早佈局新興技術將是搶佔市場先機的關鍵。

未來的研究方向將聚焦於提升電池穩定性、延長使用壽命,以及開發適合大規模生產的製造工藝,這些都將決定該技術能否從實驗室走向市場。在全球致力於實現碳中和目標的背景下,核黃素-葡萄糖電池這類創新技術的成功商業化,將為建構更清潔、更韌性的能源系統提供重要支撐。

資料來源: 美國化學學會(ACS) Interesting Engineering Mordor Intelligence Global Market Insights ACE Battery

 

read more
低碳綠色科技專欄

大專生應對氣候變化的策略 從城市熱島到山泥傾瀉的創新研究

 

鄧淑明博士

香港大學計算與數據科學學院及社會科學學院地理系客席教授

 

一年一度的「Esri青年學人大獎」鼓勵大專生全方位應用GIS去分析社會問題,並提出具體的解決方案。今年,學生的研究多聚焦氣候變化等相關議題,以協助城市可持續發展。

 

獲得個人組季軍的香港大學城市規劃及設計系黃德耀同學有感香港在高温和潮濕的天氣下,熱島效應加劇,市民在酷熱的氣温下外出活動,容易中暑,便為香港不同地區的感知熱量和建築環境變數的關連作數據分析。研究發現綠化設施令植被覆蓋率增加,可有效降低感知熱量,而此方案在元朗及北區地方實施特別有效。黃同學這個以《導航酷暑:乘浪熱潮》為題的研究,同時顯示了城市綠化有助提升宜居度,跟政府發展北部都會區計劃的可持續發展目標一致。

 

同樣來自港大城市規劃及設計系的陳其言、劉欣然、劉雲松和謝金豐同學則關注極端降雨下引發的山泥傾瀉風險,團隊整合分析過去15年的山泥傾瀉記錄、地形數據、氣象資料及植被指數進行研究。研究題為《氣候韌性視角下的香港滑坡風險分析與預測——基於2030+發展規劃的多情景類比》,構建了動態預測模型,揭示降雨量跟山泥傾瀉風險的密切關連,而植被護坡可大大降低風險。研究提出的智慧災難應對策略,包括建立數據災害預警系統、擴大植被護坡等,對建設更具韌性和安全的智慧香港,起著參考作用,因而得到團體組別季軍奬。

 

這些獲獎的研究盡展年青人對氣候變化的關注,實在值得加許。事實上,要提升城市的韌性,年青人的創意和參與度都是關鍵,希望他們能夠進一步將研究成果轉化為可行方案,為社會解決困難。

 

 

read more
低碳綠色

AI、IoT、機械狗助追蹤污染源 跨地域合作推動智慧減排

鄧淑明博士

香港大學計算與數據科學學院及社會科學學院地理系客席教授

 

為爭取於 2050 年前實現碳中和,香港從多元出發,當中改善城市空氣質素便是重點目標之一。

 

為提升空氣質素,政府不但推進《香港電動車普及化路線圖》、《香港清新空氣藍圖2035》及《香港氣候行動藍圖2050》內多項空氣污染物排放管制措施,還與內地政府作更緊密合作,加強對珠三角區域的空氣監測,除設立大量的監測站,還研發了智慧空氣質素監測系統(Smart AQ),系統結合物聯網(IoT)、AI、現有的空氣質素監測站、微型空氣質素監測設備和數值模型,讓公眾即時掌握最新和更細緻的地區空氣質素資訊。

 

環保署更開發了人工智能機械狗,配有電腦視覺、機器人結構、先進的空氣測量傳感器和人工智能演算法,協助調查空氣滋擾投訴,靈活偵測污染的源頭和位置。其特製的定向進氣口及演算法,能判斷不明氣體的屬性,自動追蹤氣體方向和尋找污染源。同時,機械狗可透過連結 5G 及 IoT,從環保署智慧指揮及控制中心的電腦伺服器,即時獲取搜索範圍的空氣污染物排放清單大數據,方便進一步分析,對本港的環境監測與緊急應變工作,起著突破性意義,而這機械狗方案更在智慧政府創新實驗室的比賽中獲獎,值得鼓舞。

 

隨著 AI 的不斷進化,我們應該化被動為主動去規劃城市持續發展,共同構建更智慧和健康的居住環境,以減少空氣污染所帶來的禍患,而積極投入科技研發,尋求跨學科和跨地域合作,探索多元創新方案,就是守護市民健康,創造幸福感的基礎。

 

read more
低碳綠色

英國以 AI 協助空氣監測 大數據提高預測準確性,應對突發污染事件

 

鄧淑明博士

香港大學計算與數據科學學院及社會科學學院地理系客席教授

 

聯合國報告指出,空氣污染是死亡的第二大風險因素,可導致全球每年有超過800萬人死於相關的疾病。香港大學則有研究指出,長期暴露於污染環境中,整體癌症死亡風險增加22%。

 

為減低空氣污染,英國以人工智能(AI)作為空氣監測及預警的核心科技。倫敦市政府構建了名為「呼吸倫敦」(The Breathe London Network)的空氣品質監測網路,廣設超過 100 個空氣品質監測站於學校、醫院等地,以監測社區的空氣污染指數,並運用所收集得來的數據,作為日後推動空氣政策的科學依據。

 

而倫敦帝國學院地球科學與工程系和數據科學研究院組成的研究團隊於去年更開發了 DyNA系統,結合了物理模型和 AI 技術,使用特制的循環神經網路(RNN)來處理數據時序並預測污染事件,又利用實時空氣數據來提高預測的準確性。一旦發生可能影響空氣質素的突發事故,該系統就迅速分析數據並更新預測,以確保提供最新、最可靠的空氣質素健康指數,較傳統的空氣品質評估工具更快速可靠。

 

此外,英國初創企業Air Aware Labs開發出一個名為 AirTrack 的應用程式,結合 GPS 資訊、AI、空氣污染模型以及用戶行為,針對性地提供有關空氣污染的資訊,讓市民決定最佳的外出時間和地點,以便市民規劃騎單車的通勤路線或調整跑步的時間,避免進入污染重災區影響健康。

 

英國善用AI加強城市空氣品質的監測,以保障市民大眾的健康。我們也應積極投入科技研發,探索多元創新,潔淨城市空氣,守護市民健康之餘,還展現智慧城市應對挑戰的強韌實力。

read more
低碳綠色

零廢物的智慧城市 循環再造起橋起路「變廢為寶」

 

 

 

鄧淑明博士
香港大學計算與數據科學學院及社會科學學院地理系客席教授

 

 

建築廢物增多是城市發展的必然考驗。根據環保署公布的《香港固體廢物監察報告》,2023 年於堆填區棄置的固體廢物總量每日高達 15,783 公噸,當中建築廢物佔近三成。如何妥善處理及利用建築廢物,是智慧城市可持續發展的關鍵指標。

 

以湖北省武漢市為例,該市成功獲選為 2024 年度湖北省十大「無廢城市」,正因為其高效處理建築廢物的能力。武漢市將混凝土、磚塊、支撐樑等建築廢料碾碎成再生材料,並廣泛應用於重點道路項目,如知音大道、漢江灣橋、左岸大道等。這種「變廢為寶」的做法,既減少廢物又為城市建設提供了低成本、高效益的資源,值得借鏡。

 

其實,除了混凝土、磚塊和金屬等廢料可以轉化重用,其他廢料如竹材、塑料、玻璃、木材、紙張和植物等也可以回收再造,減少浪費之餘,還能賦予廢物重新價值。

 

例如玻璃因易碎且運輸成本高,回收率一直偏低。澳洲皇家墨爾本理工大學(RMIT)的研究團隊研發出一種建築物使專用的合成防火覆蓋層(non-combustible cladding),該覆蓋層由83%再生玻璃製成,團隊在再生玻璃添加塑膠黏合劑和防火添加劑,令材料既柔韌又兼具防火及防水功能,加上價格低廉,可同時滿足結構和環境可持續的要求。香港都會大學的科研團隊則利用廢棄熱塑性塑膠,結合石膏、生石灰、沙和粉煤灰等材料製成合成環保磚。這種磚塊的質量較傳統沙磚堅固耐用,又具備優良的防水、隔音和隔熱性能,而且成本更低,相信可為建築行業帶來顯著的經濟效益。

 

源頭減廢是可持續發展的重要策略,我們須探索多元方案,推動香港成為零廢物的智慧城市。

 

 

 

read more
人工智能低碳綠色

AI 助減建築廢物 預測廢料產量 制定有效管理策略

 

 

鄧淑明博士
香港大學計算與數據科學學院及社會科學學院地理系客席教授

 

近年,科技在減少建築廢物方面大派用場,當中人工智能(AI)的應用,更是普及廣泛。

 

例如透過AI可分析建築項目的設計和施工計劃,提前預測廢料的產量,並制定有效的廢料管理策略,再配合建築資訊模型(BIM)技術,可在設計階段作更精確的材料需求計算,減少施工過程中的浪費。英國諾森比亞大學(Northumbria University)便研究利用AI驅動廢物管理系統,追蹤建築廢物的產生,然後以數據生成有效的處理方案,並透過關鍵績效指標(KPI)評估專案的可持續性,優化資源運用,同時確保廢物管理的成效。

 

同時,建造業也運用AI提升3D的打印技術,按需要生產建築組件,避免材料過剩。如AI演算法可以分析建築設計的複雜性,自動選擇最佳的打印材料和打印參數,從而提高打印效率和品質。而且,AI可透過實時監測打印過程中的各項數據,如溫度、濕度和材料流動性,及時調整打印數量,以確保列印過程的穩定可靠。AI還可根據多方面的數據,預測潛在的打印問題,以便採取相應的預防措施減少廢品率。

 

全球陸續有建築商採用AI結合3D打印的技術方案,既有助減碳排放,又可提升建築效率及降低成本。葡萄牙有建築商指出,這些科技有望提升建造速度達七成,同時可節省成本達兩成。

 

發展局局長甯漢豪指出,香港每年的建築工程費用總開支高達3000億元,可為業界提供實踐可持續建築的黃金機會,把「ESG(環境、社會及管治)原則」納入大型建築項目。而人工智能的應用既可提升效率又能降低成本,更有效減少建築廢物,定能助業界朝著可持續發展之路邁進。

read more