在2019年底召開的第25屆世界氣候變遷大會（COP25）期間，台灣因為非巴黎氣候協定締約國，只能比照往年一樣在場外賣力宣傳。但同時由環保團體德國看守（German watch）在議場邊發布的「2020年氣候變遷績效指標（Climate Change Performance Index，CCPI 2020）」報告中，除了前三名從缺，以瑞典排名第四最佳；且格外諷刺的是，台灣不僅在過去幾年來排名每況愈下，於去年61個評比國家中名列59，倒數第三名更是歷屆最差，只贏過沙烏地阿拉伯和美國，甚至落後中國大陸、印度。

圖1 : 瑞典環保少女桑伯格（Greta Thunberg）在2019年COP25世界氣候變遷大會上，呼籲各國政府與產業應負起節能減碳責任，來避免災難性的全球暖化。（source： reneweconomy.com.au）

雖然事後因為該報告中的前三項評比資料：溫室氣體排放、再生能源發展、能源使用，均引用2017年統計數據而受爭議。但依照曾參與CCPI評比的環境品質文教基金會董事長謝英士表示，這幾年來因為台灣為了強推「2025非核家園」政策，而無視於太陽能、風力、水力等電力來源的不穩定特性，必須仰賴近80%大量燒煤及天然氣等石化燃料為主的火力發電維持備轉基載；並且因此占用濕地、林地空間，反而破壞生態等，皆導致台灣人均排碳量居高不下。

對於台灣產業而言，除了應持續利用可再生能源，以減少碳排放之外，還須不斷尋求創新解決方案和技術，以加強管理、節省使用能源，才是減少碳足跡最重要的方法。如根據統計現今典型工業設施中約可減少耗能15~20%，而壓縮空氣系統又占全球工業耗能約10%，包含在生產過程中，唯恐受到馬達或其他產生動力的設備效能不佳，所以必須從生產、管路配置與消耗等能源鏈各環節都盡可能提高效率。

圖2 : 「2020年氣候變遷績效指標（CCPI 2020）」報告發布，除了以瑞典排名第四最佳，台灣排名倒數第三位更是歷屆最差。（source：news.cgtn.com）

空壓機地位舉足輕重　串聯整廠網路節能減碳

估計目前由工廠造成的總能源消耗中，壓縮空氣裝置約占5%~40%，而在空壓機5~10年生命週期成本中，就有70%與能耗相關；另有約20%壓縮空氣會自供應空氣配管中洩漏，距離越遠就越容易浪費能量；即使停機狀態下，也會消耗額定功率20%，造成空氣需求波動。

因此，使用者必須同時納入壓縮空氣網路的供應端（supply）、配置端（distribution）、需求端（demand；user）三大環節，預防配置端洩漏，避免造成壓縮空氣系統最大浪費來源；以及進入生產過程後，容易因為製程設備或生產線轉換而形成的洩漏點，更難以評估和修復，成本同樣高昂；進而將廢棄物管理觀念用於壓縮空氣裝置，透過適當維護服務及時預防或回收，即可降低約5%以上耗能，促使能效最大化。

瑞典空壓機大廠Atlas Copco公司逾百年來持續提供創新空壓機、真空解決方案、空氣處理系統和動力技術，並專注於開發具備可持續生產力、能源效率、安全性和人體工程學相關的產品和服務；進而達成最佳化配置，同時提供需求端使用者許多現場解決方案，建議最佳產氣量，避免不必要的浪費。

於供應端則為了協助顧客預防浪費，使能效最大化，而建議採用較佳產品提高壓縮空氣網路每度發電效率。例如推出VSD+系列變頻空壓機貼近客戶實際用氣量需求，通常可降低能耗約50%左右。並陸續推出與空壓技術相關產品，包含無油/微油/高壓/離心空氣壓縮機、渦輪增壓設備和乾燥空氣後處理系統等，囊括5~15,000HP範圍，並以10HP~3,000HP為主流，應用廣及電子、汽車、塑化、鋼鐵、食品、化工等產業。

除了近年來已售予台灣TFT-LCD產業1,000HP以上空壓機；並符合半導體產業對於輸出高品質空氣、高可靠度與安靜無聲要求的無油式空壓機，成功切入供應鏈。同時可搭配自行研發的智能控制器和ES系列多機聯控系統，選擇最有效的空壓機組合及運行模式，得以較低起動電流減少高峰狀態、穩定調節壓縮功率，省下可觀使用和售後服務成本；還有極少機會卸載或放空，在如此龐大的空壓系統內，仍有餘裕加入多部壓縮機，從而達到最低能源需求，加快回收投資報酬。

隨著如今各家國內外空壓機大廠都競相推出節能解決方案cost down，並配合政策爭取補貼，Atlas Copco也透過旗下永磁式變頻空壓機種所提供的全方位增效節能解決方案，已獲得Siemens認證其採用的變頻馬達效能更佳，可不必像傳統定頻、感應式馬達受到IE等級規範限制，在相同馬力、能源使用率前提下的抽/排氣效率較高。

也就是說在相同75HP運轉前提下，Atlas Copco變頻空壓機運轉頻率可依負載於25~98Hz區間調節，而非僅憑藉定頻馬達+變頻器協助剎車或調整轉速快慢，而分別達到50~60Hz、40~60Hz頻率，滿足終端需求用氣量不浪費；進而省下後續維護保養費用，避免磨耗增加而縮短使用壽命。

最新推出的微油變頻螺旋式空壓機係採取內建垂直式永磁IPM馬達＋變頻器直接傳動，加上整合內建冷乾機，得以更大程度節約占地面積與工作空間，最多可增加12%風量；即使在用氣需求20%~100%劇烈變化時，仍可維持平均節能50%。無油變頻螺旋式鼓風機則採用第五代智慧控制操作面板，具備RS-485輸出、MART LINK無線遠端監控發報功能，並通過ISO-8573-1 Class Zero無油認證，比起傳統魯式鼓風機節能效益30%。

Atlas Copco空壓技術部門總經理John Demers表示：「即使未來面對更成熟的市場環境，該公司仍將繼續努力成為在品質、節能、效益、環保、服務和符合人體工程學設計的佼佼者，以確保客戶可持續生產力。」目前Atlas Copco在台灣從原來空壓機、真空泵、動力設備和低壓產品線等部門外，今年再增添24/7可靠租賃解決方案，以協助使用者減少停機時間，並實現生產最大化，進而爭取離岸風電產業商機。

引進高效空壓機種　更強調潔淨比節能更重要

另一家日系空壓機大廠日立公司（Hitachi）則自1911年開始製造壓縮機以來，也有超過百年歷史，至今已是日本市占率約達32%的第一大品牌，近年來更完成整併旗下所有空壓機製造工廠，並訴求將持續致力於乾淨壓縮空氣的生產效能，為地球環境貢獻節能。

維恩實業從1997年開始成為Hitachi在台灣地區的空壓機總代理商之後，除了不斷引進原廠最新優質設備，客戶群已涵蓋3C電子、高科技、食品產業等多家上市櫃公司及各大醫院，還提供全方位技術服務及諮詢，以節能技術促進產業革新。2016年更獲得Hitachi技術核可，在維恩桃園總公司成立「日立空壓機學校在台教育中心」，與日本原廠技術同步。

目前便針對半導體及光電產業客戶，特地引進Hitachi無塵式專用的DSP/SDS兩大系列無油螺旋空壓機，全系列機種均依據ISO8573-1標準，符合在壓縮機設置場所的大氣中，均能提供所含油份及有機溶劑成份等濃度，皆達到潔淨度Class 0等級的壓縮空氣。

其中DSP系列無油變頻式空壓機的節能模式，可依使用端的用氣量需求變化分為三階段控制，確實為客戶達成了最佳省電節能要求；而更大型的SDS系列無油螺旋式空壓機吐出的最大壓縮空氣量，更可高達80m3/min以上，滿足光電業者對大用氣量的需求。同時搭配更具人性化的NEXT II彩色觸控式操作面板，除了提升性能外，也大幅加強了監視空壓機使用狀態的功能。

圖3 : 在日立（Hitachi）螺旋式壓縮機的本體結構內，利用獨家三次元補正技術且施以鏡面加工，保持最適當間隙值，即使在嚴苛環境下還能保持其性能。（攝影／陳念舜）

然而，因為目前台灣依IE等級分類的節能補助計畫，僅針對傳統200kW以下感應式馬達+變頻器效率高者補助，該公司30~1,500HP等大馬力無油及微油變頻式空壓機，雖然均可通過更加精確的壓力控制，提供最適合現場使用壓縮空氣的需求之壓力及風量；並採用比起IE4等級更高效率的DCBL（永磁/DC無刷）馬達，卻因為輔導單位缺乏檢測能力而被排除在外，導致客戶採購卻無法獲得補助。

維恩實業公司技術部黃仁和表示，由於現今空壓機所有輸出能量都會轉移成熱而不作功，而成為台灣推動節能補貼政策下的首波開刀對象。但他坦言：「目前產業想談真正節能並不容易，包含市面上大部份空壓機均屬容積式，其主要透過機械力量壓縮空氣，所以當空壓機維持滿載時的效率最高，只要降低輸出空氣量，變頻空壓機就會自然減少所需轉速和軸功率。」客戶也因此，或為滿足最終買主要求而不得不節能，並創造變頻器需求。

惟若受到各家馬達功率因素及搭配變頻器後的效率均不相同，加上政府輔導單位也僅擷取部份使用數據，來證明節能效果的可信度其實不高。反而依ISO已開始針對馬達、變頻器等整體變頻系統總效率規範更有用，所以他建議使用者或輔導單位，未來仍應長期監控實際用氣量狀況才可能精準。

但即使在工業4.0問世後，要想藉此反饋使用資訊、輸出報表，也須要在公司生產前先投資更新設備蒐集資料，再通過Modbus上傳雲端監控，大部份客戶卻寧願等到空壓機真正故障毀損後才叫修。黃仁和認為：「使用者評估空壓機品質最重要的標準，還是耐用！」

使用空氣做為動力來源的好處是潔淨、容易控制和便宜，但要真正節能仍是靠管理，即須業主下定決心，在設廠規劃前精算以長遠規劃；至於管路配置或生產過程中洩漏，仍應經由使用者設法解決。若是採購的空壓機性能夠好、偵測能力更強，業主就能自行操作，即使在生產過程中也能免停機測漏，並配合現場員工解決。

Hitachi不僅在螺旋式壓縮機的本體結構內，皆採用耐蝕及耐久性佳的不鏽鋼精密轉子，並考量到預防運轉中的熱膨脹增加內部洩漏量，所以會先利用Hitachi獨家3次元補正技術，並施以鏡面加工，以保持最適當間隙值；且在轉子表面塗裝有固體潤滑被膜，即使在超過300℃嚴苛環境下，還能保持其性能。

同時專為無油螺旋式壓縮機設計的螺紋式軸封加上空氣軸封，可透過內部螺紋溝槽將漏油阻擋回去，防止進入壓縮室；且在軸承使用專屬滾珠和滾柱軸承，並使用噴射給油潤滑；以及透過精密加工的正時齒輪，確保轉子間有適當間隙。

黃仁和指出，目前空壓機本體平均壽命約10年，即使常被置於嚴苛環境亦無妨；加上變頻器設計都會納入滿載需求，甚至高出客戶用氣量110~120%，或採取多機操控、調配，不怕損及變頻空壓機壽命；且已有許多感應式馬達採用「軟起動」裝置，不必擔心起動電流過大，就能因應滿載、部份負載或空?情況，反而是變頻器更容易受到外在環境影響。

因此他建議輔導單位，由於使用端很難有一模一樣的使用狀況，不能只計算使用或電力成本，而應該長期大規模追蹤IE2、IE3馬達以比較維運成本；另將有無變頻器節能的成本說清楚，以免因故障導致設備停產或更高維修成本。否則依目前節能補助只適用於感應馬達，而排除節能效率更佳的DCBL驅動馬達，造成大部份業者都為了節能補助而採購變頻新機，卻非汰舊換新，仍難免使用定頻舊機，而非真正省電。

**刊頭圖（source：fluidflow.com/）