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2022年KISTEP十大新興技術 KISTEP 10 Emerging Technologies 2022
2022/06
Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning (KISTEP), Korea
https://www.kistep.re.kr/flexer/view.jsp?FileDir=/board/0046&SystemFileName=202206271407240881.pdf&ftype=pdf&FileName=202206271407240881.pdf
一、研究背景
在世界加速邁向數位化社會的過程中,全球科技霸權競爭逐漸白熱化,社會型態轉變與產業結構調整在所難免。若欲在此環境變化中佔得先機,重點在於能預測未來的社會轉變趨勢並發展能刺激科技進展的新興技術,因此有必要透過選擇新興技術以反映未來科技趨勢,以應對未來的社會問題。為因應氣候變遷,國際社會已宣布實現碳中和的承諾,並加強對產生與排放碳的限制。在此趨勢下,韓國社會預計在近5到10年間將隨著能源轉型朝向碳中和社會而產生巨大變化,因此需要深入討論以確定溫室氣體淨零排放的措施與時間表。自2009年以來,韓國科學技術評估暨規劃研究院(Korea Institute of Science and Technology Evaluating and Planning, KISTEP)每年都會選擇10項新興技術,並提供用於技術規劃的資訊,例如新興技術的定義與描述、相關的社經問題、技術趨勢、相關技術與技術挑戰,以利於制定未來策略方向。

二、2022年十大新興技術篩選程序
2022年KISTEP選擇「碳中和時代」(Carbon-neutral Era)作為年度主題,透過文獻回顧、調查與專家會議選出十大新興技術。新興技術在篩選過程中主要遵循以下四大步驟:
(一) 識別未來課題:透過審查已發表文獻與蒐集專家意見,探索未來課題的候選議題,並以創新性、社會利益與時效性、影響力、與科技的相關性、可用性做為指標,由前瞻專家與KISTEP政策小組選定特定議題。
(二) 遴選候選技術:候選技術為根據2021年8月所宣布的「碳中和核心技術」(Core Technologies for Carbon Neutrality)所得出的技術分佈預期時程所決定。
(三) 選擇十大新興技術:根據技術前瞻專家的討論與評估,以及技術可行性、經濟影響與為減少溫室氣體排放做出貢獻等指標,從遴選清單中選出十大新興技術。
(四) 綜合分析所選技術:從技術的概述、全球趨勢、2030年未來展望以及與其他新興技術之間的關係對所選技術進行分析。

三、2022年十大新興技術篩選結果
KISTEP根據上述所介紹之篩選程序,從最近發表的未來展望報告、技術展望報告與未來策略2045中,從政治、經濟、社會、環境與技術面向分析未來社會趨勢與挑戰,得出未來社會五個主要趨勢作為主題候選者,分別為「大都會區(Megalopolis)」、「高齡化社會」、「太空時代」、「碳中和時代」與「平台經濟」五大主題。在調查科技與政策專家的意見後,經由計算各項指標分數進而選定「碳中和時代」為本年度主題。

選定主題後,再根據專家推薦程度、指標得分、研發策略與核心技術等各方面的評估,從257項技術中依對主題的影響力與相關性選出13項候選技術。接著KISTEP評估每個候選技術的指標分數,再與技術專家對每個候選技術逐一討論之後,並考慮候選技術產生的溫室氣體排放量、全球趨勢與技術實現的預期時程篩選出十項新興技術,如下所述。
(一) 碳捕捉、利用與封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)-碳捕捉與利用:從工業製造過程產生的氣體中捕獲二氧化碳並將其轉化為燃料或化學產品,包括碳捕捉技術與轉化技術。碳捕捉技術可分為用於商業化的燃燒後捕捉、工業製程捕捉、燃燒前捕捉與直接從空氣中捕捉;另轉化技術指的是將二氧化碳轉換成具有經濟價值的產品,按該技術可分為化學轉化、生物轉化與礦物碳酸化轉化等。
(二) 工業-生物性原料/產品製造技術:將石油基基礎/應用的原料與塑料轉換為生質衍生原料與塑料以降低溫室氣體排放,包括生物性原料生產技術、生物性應用原料生產技術等。
(三) 工業-鋼鐵低碳生產:透過使用含氫氣體與生物質等替代碳基燃料與還原劑,減少鼓風爐的碳使用量以及提高煉鋼轉爐中廢鋼的使用量,並結合碳捕捉、利用與儲存相關技術以降低碳排。
(四) 運輸/交通-高容量、壽命長的二次電池:電動車與儲能系統(Energy Storage System, ESS)的二次電池技術,包含鋰電池、二次電池管理、電池模組與系統等。相關的關鍵技術包含有材料技術、電池技術與其零組件技術。
(五) 能源-清潔製氫:結合生產氫氣的技術與及利用天然氣、輕油(Naphtha)與液化石油氣中捕獲二氧化碳的技術,或利用再生/現有能源將水分解製氫。利用水分解從風能或太陽能等再生能源所產生的氫氣稱綠氫;而透過從天然氣等化石燃料提取氫氣的技術結合碳捕捉技術所生產的氫氣稱藍氫;另利用生物能源也可以小規模生產氫氣。
(六) 能源-以氨作為燃料發電:氨為潔淨的無碳燃料,逐步提高氨在發電燃料混合物的比例可減少碳排放。
(七) 能源-併網系統:解決再生能源的變異性與汽車充電站數量增加所導致電力系統不穩定的問題,保證電能品質,並提高分散式能源轉換效率,發展電網整合,包括智慧變頻技術與交通車輛充電站技術等。智慧變頻技術包含提高電力轉換效率、監測/控制電網與檢測故障的技術;交通車輛充電站技術利用電動與運輸車輛的電池用作有線與無線基礎設施、快速充電站與電網運行的靈活資源。
(八) 能源-高效率太陽能電池:研發突破效率極限的下世代太陽能電池,如鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite Solar Cells, PVSCs)、串聯太陽能電池與多接面太陽能電池等。
(九) 能源-大型海上風電系統:大型海上風電系統安裝與運行技術,包含風電複合設計、零組件、安裝施工與運行維護等。
(十) 環境-有用資源的回收(稀土元素):收集、分離、揀選與回收稀土元素的技術,包含永續與環保的資源回收技術、開發增值材料技術與振興工業生態系統的技術。

四、結論
根據創新性、社會利益與時效性、影響力、與科技的相關性與可用性五大指標,2022年KISTEP選擇「碳中和時代」作為十大新興技術的年度主題,並針對每項新興技術進行綜合分析。而促進新興技術的商業化與發展需要完善的相關法律、人才培育、技術基礎設施,與建立標準化與認證基礎。這些新興技術可能將在未來五到十年內為韓國社會帶來重大變化,且每項新興技術間的互補關係可在技術發展的過程中產生積極的協同效應,並有助於實現2030年韓國國家目標。
吳佩蓉
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