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臺馬循環經濟的水能鏈結合作

Publish time：2021-06-02

文章引用自：

臺馬循環經濟的水能鏈結合作
董瑞安; 林佩錡

馬來西亞是個位於太平洋與印度洋赤道區域間，以自然及農業資源為主的國家，在東協十國中為僅次於新加坡的第二大經濟體，在將近3,300萬人口中，華人的比例大約佔23%，是個與臺灣關係密切且深受中華文化影響的國家。近五年馬來西亞僑生來台就學的人數都介於14,000 – 17,000人間，台灣自馬來西亞的進口貿易也是東協國家的第1名，清楚看出台灣與馬來西亞間有相當緊密的合作關係。而馬來西亞也位於中南半島與南洋群島相當適中的地理位置，與東南亞國協中的7個國家有緊鄰陸地或領海，在新南向國家中，是個相當適合作為連結台灣-東協-南亞地區的中心區域。
新南向國家目前以東協10國及南亞地區國家為主，在目前新南向地區國家在所面臨的重要議題中，提供安全乾淨的飲用水及永續的能源是諸多國家所共同面臨的問題，而此也是聯合國永續發展指標(Sustainable Development Goals, SDGs)所著重的議題。為了能協助新南向國家取得適切的技術來進行水-能鏈結的技術，國立清華大學在科技部的支持下，2018年開始與馬來西亞理工(工藝)大學(Universiti Teknologi Malaysia, UTM)、馬來西亞理科大學(Universiti Sains Malaysia , USM)及馬來西亞大學玻璃市分校(University of Malaysia Perlis, UniMAP)合作成立聯盟，並於2019年4月分別於馬來西亞最南邊的柔佛州(Johor)及最北邊的玻璃市州(Perlis)設立海外科學研究中心，辦公室，共同推動臺馬雙邊的國際合作，並希望未來能以馬來西亞為學術研究基地，將水能鏈結的技術拓展至中南半島及南洋群島等新南向國家。
 
  • 玻璃市(Perlis) - 馬來西亞北部的小寶石
臺馬海外科研中心成立至今已超過二年，在與馬來西亞大學合作的過程中，由於雙方文化背景與研究理念類似，與馬來西亞的諸多研究人員建立相當不錯的情誼，尤其此次海外科研中心辦公室的設置地點座落於馬來西亞的最北邊與最南邊州府，在合作的過程中，也體驗到馬來西亞的民俗文化與現實面，其中與馬來西亞大學玻璃市分校(UniMAP)的合作，頗讓國立清華大學團隊相當印象深刻。UniMAP是位於是馬來西亞最北邊的玻璃市州（以下簡稱）「玻州」），南邊緊鄰馬來西亞的吉打州，北邊則與泰國的沙敦府及宋卡府為界。前往玻璃市州的交通方式並不是太方便，得先從台灣搭機到檳城後，再開2小時的車程才能抵達玻州及UniMAP。清華大學團隊每次前往海外研究中心時，都必須搭機從台灣到吉隆坡，再轉機到檳城，之後再由研究中心人員開車前來接團隊成員前往UniMAP。從檳城到玻州事實上也只有一條主要的幹道，在高速公路沿岸一眼望去都是開闊的稻田與棕櫚樹田，相當純樸自然。事實上此區域相當類似為國內的嘉南平原，也是馬來西亞最重要的米倉之ㄧ，因此在前往玻州行程中，可以一邊與UniMAP合作人員進行討論及聊天，一邊沿途欣賞綠油油的自然景象，也讓旅途的疲頓獲得舒緩。
玻州的面積只有795平方公里，雖然是馬來西亞13個州中最迷你袖珍的一個，但卻肩負國境安全工作。玻州內有幾個重要城市，例如加央(Kangar)是當地的首府，同時也是UniMAP的所在地；而在伊斯蘭教中相當有地位的蘇丹則居住於亞婁(Arau)，也就理所當然的被視為玻州的皇城，鎮內有蘇丹皇宮和皇族的回教寺院，相當值得參觀；巴東勿剎(Padang Besar)鎮則是與泰國宋卡府緊鄰的邊境城鎮，是馬泰兩國居民商業活動及休閒旅遊的重要關卡，兩國政府在此設有移民局和海關，辦理出入境手續。
雖然玻州沒有國內較為熟悉的知名城市，但有許多相當著名的農產品及旅遊地點，除了作為馬來西亞的米倉外，玻州生產的香甜芒(Harum Manis)是相當知名的當地特產。香甜芒以前是王室的貢品，也是玻州王室送給各州蘇丹貴族的特產，一年只在4 – 6月盛產，幾乎與馬來西亞最著名的榴槤品種貓山王可以媲美。而除農產品外，玻州也有許多旅遊地點，包括知瑪達蘇湖 (Timah Tasoh Lake)、哥蘭山洞 (Kelam Cave)及蘭卡威(Langkawi)。知瑪達蘇湖是一個人造湖，主要是境內兩條河川達蘇河(Sungai Tasoh)和伯拉利河(Sungai Pelarit)在玻州匯集，因此玻州府即建造此湖泊作為水庫、防洪及發電用途。瑪達蘇湖表面積13.33平方公里，大約是日月潭的1.6倍大，湖泊兩岸充滿植物，為候鳥的休憩提供了地方，也因此理所當然的成為當地相當著名的賞鳥景點。而哥蘭山洞則是位於離西北部加基武吉(Kaki Bukit)市區約1公里的石灰岩洞，是玻璃市最著名的洞穴，也是馬來西亞第二大的天然岩石生態公園。哥蘭山洞最早只是小溪流經的天然岩洞，之後演化成運送錫礦的重要通道，岩洞內除有橋樑通道外，也佈置彩色燈飾照亮洞內的石筍和鍾乳石，相當具有特色。

知瑪達蘇湖一隅，湖泊的水量較多時，鞦韆處下方也會充滿湖水，在湖面上盪鞦韆是另一種詩情畫意的休閒。

位於馬來西亞玻璃市州的哥蘭山洞生態公園
在玻州另一個較為知名的景點為蘭卡威，雖然許多城市如吉隆坡、檳城、及吉打都有交通工具可以前往蘭卡威，但由玻州港口(Kuala Perlis)登船，只需45分鐘就可以抵達蘭卡威，相當的方便。蘭卡群島是由馬六甲海峽 104 個島嶼所組成，蘭卡威是則是蘭卡群島中最大的島嶼。2020年亞太經濟合作（APEC）的東道主為馬來西亞，2019年亞太經濟合作非正式資深官員會議即選在蘭卡威舉行。原本清華大學也計畫結合APEC的活動，再度前往UniMAP海外研究中心，強化雙邊的學術合作，可惜由於COVID-19疫情的影響，最後僅能以線上討論的方式進行。

位於玻璃市河口的玻璃市港，在夕陽下遠眺蘭卡威相當漂亮。
  • 年輕的研究能量 - 馬來西亞大學玻璃市分校
馬來西亞的高教系統頗為複雜，目前在超過200所大學中，依其性質不同，大致可將之分為一般大學系統(即馬來西亞大學系統)、理科大學系統、科技大學系統及農林大學系統，每個系統都有幾所頂尖大學，又以馬來亞大學(Universiti Malaya, UM)、馬來西亞國立大學(Universiti Kebangsaan Malaysia, UKM)、馬來西亞理科大學(USM)、馬來西亞理工大學(或稱馬來西亞工藝大學)(UTM)及博特拉大學(Universiti Putra Malaysia, UPM)五所研究型大學最為有名。而馬來西亞大學玻璃市分校(UniMAP)則是2002年新成立的公立技術體系的學校之一，由於成立還不到20年，校內的教師一般相對年輕，對於國際合作有相當高的興趣及積極度，因此在該校推動成立海外學術研究中心相當順利。目前該校共有10個學院、1個學群及8個卓越研究中心，最初在與UniMAP討論國際合作的可能性時，該校衡量海外研究中心的成立目的與可能發展的研究能量，決定選擇位於生物程序工程學院內的生質能利用卓越研究中心(Center of Excellence for Biomass Utilization，CEBU)作為主要的合作窗口。CEBU為UniMAP在2015年成立的研究中心，目前共已邀請該校23位不同領域專長的教師加入該中心，共同開發包括生質能回收技術、薄膜技術、分離技術、催化與低碳節能技術等。因此在與CEBU的合作中，雙方主要著重在循環經濟的應用，利用農業廢棄物由稻桿、棕櫚葉、椰子殼等製備出生物炭，再把這些材料應用在水處理及能源領域。此部分的研究內容相當受到該校生物程序工程學院Farizul Hafiz Kasimu院長、CEBU研究中心Ku Syahidah Ku Ismail主任、與材料科學與工程學院Hui-lin Lee教授的強力支持，因此在計畫開始執行三個月內，雙方就已針對在CEBU設立海外研究中心達成共識，並於半年內就在UniMAP正式成立了海外研究中心辦公室。當初的成立儀式相當有趣，除了傳統的開幕儀式外，UniMAP還準備了一塊相當大的壓克力牌匾，上面除了有臺馬海外科研中心的名稱及臺馬雙方各合作單位的校徽外，也還有該校Zul Azhar Zahid Jamal副校長(Vice Chancellor)及清華大學陳信文副校長的名字，在開幕典禮後再由陳信文副校長親簽落款，相當具有創意，也為開幕典禮帶來不小的亮點。會後UniMAP的合作夥伴也引導清華大學團隊前往CEBU及生物程序工程學院，由Farizul院長親自帶領清華大學團隊成員參觀相關的儀器設備，同時也期盼與清華大學的國際合作，提昇UniMAP的研究能量與能見度。

臺馬海外科研中心在馬來西亞大學玻璃市分校成立時之牌匾，牌匾上有兩校主管的簽名，以示對海外研究中心的重視。

臺馬海外科研中心辦公室位於馬來西亞大學玻璃市分校生質能利用卓越研究中心大樓內

臺馬海外科研中心與馬來西亞大學玻璃市分校生質能利用卓越研究中心共用之實驗室

 
  • 失衡的天然資源 - 循環經濟體系下的水能鏈結合作
由於地處熱帶地區，馬來西亞擁有豐富的水資源，其年平均降雨量約為9,710億噸，遠高於馬來西亞全國所需要的總用水量，因此目前馬國約有98%以上的飲用水來自於地表逕流水。另外，馬來西亞同時也盛產石油及天然氣，因此能源的使用以天然氣的41%貢獻最大，其次為石油的35%。從表面的數據來看，馬來西亞並不缺水，也不缺能源，但環境變遷所造成水質水量分佈失衡問題，加上嚴重的採（錫）礦與棕櫚油產業對環境的污染及聯合國2030年永續發展目標的壓力，正衝擊馬來西亞的用水與能源的使用，因此在馬來西亞政府朝向「2030年永續發展目標」前進的同時，提供潔淨用水與可負擔潔淨能源也就成為各大學及研究單位的重要的議題。
CEBU研究中心主要是以生質能的相關研究為重點，而玻州又是馬來西亞的米倉，因此在雙方討論海外研究中心辦公室的合作重點時，就希望能利用循環經濟技術，從農業廢棄物中製備碳材來進行水能鏈結的相關研究。在雙方的學術合作研究過程中，UniMAP總共選送了2名博士班研究生前來清華大學，利用UniMAP發展的技術，將廢棄稻桿轉換成奈米纖維，再配合清華大學的技術與儀器，發展成生物炭及分離薄膜，進行電容脫鹽及超級電容的相關研究。這是個相當成功的國際合作案例，藉由馬來西亞大學玻璃市分校發展的萃取技術，配合國立清華大學的材料製備與鑑定技術，將所開發的材料製備成可進行淨水及能源儲存的設備，吸引了東南亞國家如菲律賓及泰國的學者派遣他們的研究生前來清華大學學習利用農業廢棄物製備生物炭進行潔淨水質與永續能源的相關技術，也因此成功將臺馬海外研究中心的名聲與研究能量外溢至新南向國家。由於雙方合作的成效相當不錯，因此在UniMAP舉辦的2020 生質能應用與永續能源國際會議（1st International Conference on Biomass Utilization and Sustainable Energy 2020）中，就邀請國立清華大學團隊擔任大會演講講員(Plenary Speaker)來介紹雙方的合作成果，讓與會的人員對雙方的合作有相當深刻的印象。
 
  • 模範的新南向合作 - 成為新南向國家標竿學習的大學

馬來西亞各大學近年來相當重視國際學術排名，各校也常見滾動式的修正進行研究中心或學院的整併，例如與清華大學的合作單位之一馬來西亞理工大學(UTM)在2018年就對全校18個學院(School)重新進行架構整併，並將調整成7個學程(Faculty)，同時也加重研究中心的角色。而UniMAP也想進行架構的重整，加上馬來西亞為華盛頓公約會員國，對於大學的課程設計與教學均需符合公約會員國的規定，而清華大學化學工程系已是獲得工程認證之系所，因此在臺馬海外研究中心辦公室的安排下，馬來西亞大學玻璃市分校的生物程序學院院長Farizul Kasim教授、生質能利用卓越研究中心主任Ku Syahidah Ku Ismail教授及Hui Lin Ong教授，於2020年2月再次前來國立清華大學化學工程系進行化學工程領域的標竿學習。雙方由課程的介紹、專題研究執行、實驗室設備及工程認證的各項要求項目進行比較與討論，也期盼藉由臺馬海外研究中心的協助，能讓馬來西亞大學玻璃市分校生物程序學院的教學與研究能量具備全球化的挑戰能力。值得一提的是此次的會議安排剛好是COVID-19疫情爆發的初期，雙方一度也相當猶豫是否要舉辦會議，最後還是決定如期舉行，標竿學習會議相當成功，但之後由於疫情轉趨嚴峻，此次的會議也就成為去年雙方唯一的一次實體會議。


馬來西亞大學玻璃市分校(UniMAP)生物程序學院前來清華大學進行標竿學習

臺馬雙方研究團隊定期進行視訊會議
 
  • 共創的雙贏未來 - 臺馬攜手共創循環經濟體系之水能鏈結
藉由臺馬海外研究中心的技術分享與多邊交流，國立清華大學的學術聲譽與研究能量也逐漸在新南向國家建立學術卓越的品牌，因此目前有部份的東南亞地區的優質大學選擇國立清華大學作為學術合作對象，希望能藉由潔淨水質與永續能源的鏈結技術推廣，深化國際合作，而清華大學也樂意進行國際分享與雙向交流，以能實質進行國際鏈結，創造國際品牌。在計畫執行的下半年由於疫情的影響，無法進行實體的國際合作交流，讓雙方成果與討論僅能透過視訊方式進行。臺馬雙方研究團隊經由多次的視訊會議，大致確定後續所欲推動的學術合作與人才培育方式，也希望能選擇湄公河作為實務場域，來實質推動新南向國家的水能鏈結技術。


 
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本「潔淨水質與永續能源海外創新研究中心(WISE)」的願景在於整合與執行跨領域與先進關鍵技術的國際化，利用跨領域的節能省碳與潔淨回收再利用技術，更有效的執行環境永續與低碳環境科技的整合應用。 在創新研究項目部分，潔淨水環境與能源永續的技術開發範疇主要以水-能源鏈結技術的新穎化與創新研究為主，在技術開發上，將應用循環經濟的精神與理論於環境永續創新技術的執行策略上，將水-能源視為一體，在節能省碳的技術發展下，進行水質的淨化與水體的回收再用，同時讓可資源化物質可被循環再利用，以達到此海外研究中心的卓越性與永續性。因此研究主軸定位在「潔淨水質」、「低碳綠能」及「先進關鍵材料」等三大領域的合作，以達到環境永續之創新技術發展，以進行實質國際的跨領域合作及人才培育，實質達到潔淨水環境與能源永續的卓越學術研究目的。