近年來，全球氣候變遷與節能減碳已成為熱門議題，這也促使各產業開始思考如何降低能源的消耗，以減少對環境的影響，各國也為了減少碳排放、減緩氣候變遷而設定的政策目標。
圖一、台灣各部門歷年各部門燃料燃燒CO2排放量占比趨勢
台灣的木工機產業在全球市場中佔有重要地位，其出口產品被廣泛應用於建築、家具、木製品、手工藝品等領域。根據最新的數據，台灣木工機在全球出口市場中具有競爭力，未來仍有發展潛力，在全球出口排名中名列前茅；而全球排碳淨零趨勢對於台灣木工設備業者有著深遠的影響。
首先，全球淨零趨勢將促使木工設備業者開發更環保、節能的產品。隨著全球氣候變遷日益嚴重，各國將會進一步加強碳排放限制，木工設備業者需要開發更環保、節能的產品以符合趨勢。此舉不僅可以減少對環境的影響，也有助於提高企業形象和競爭力。
其次，全球淨零趨勢也將對木工設備業者的市場需求產生影響。由於越來越多的國家設定淨零目標，因此對於木工產業的需求也將有所改變。未來，消費者將更加關注產品的環保性能，對環境友好的產品將會受到更高的關注和追捧。
最後，全球淨零趨勢對木工設備業者的成本也會產生影響。由於越來越多的國家將推出更嚴格的碳排放限制，木工設備業者將需要更多的資金和技術投入以符合這些要求。此舉可能會增加企業的成本，對業務造成一定的負面影響。總之，全球淨零趨勢對台灣木工設備業者的影響是多方面的，需要業者密切關注和及時調整企業策略以應對市場變化並透過技術的創新與改良，開發出節能設備已成為木工產業降低能源消耗、減少對環境的負面影響的重要途徑。
在木工產業中，許多製造過程需要使用大量的能源，如刨床、鋸床、砂輪機等設備。因此，研發節能減碳的木工設備已成為該產業的一個重要課題。透過技術創新與改良，開發出節能設備，不僅可以降低企業的能源消耗，更能減少二氧化碳等有害氣體的排放，達到節能減碳的目的。木工機設備是製造木製品所必需的工具，如果能夠實現綠能減碳，將對環境保護和氣候變遷產生積極的影響。實現木工機設備的綠能減碳，需要從多個方面進行考慮和實施，以下是具體的步驟：
▋ 1. 分析能源消耗：
對設備使用過程中的能源消耗進行分析，找出能源消耗的主要原因和節能減碳的潛在空間。
以下是幾種分析能源消耗的方式：
- 能源消耗統計：通過收集相關數據，統計能源的消耗情況。這個過程需要進行能源測量、資料分析、能源報告等相關工作。
- 能源診斷：透過現場調查和數據分析等方式，對能源消耗進行評估，發現消耗較大的環節和問題，提出改進建議和方案，實現節能降耗目的。
- 能源流分析：通過對能源的流動過程進行分析，掌握不同環節能源的消耗量和能源流動方向等信息，從而定位節能重點，采取相應的節能措施。
- 能源熱平衡分析：通過能量平衡原理，對能源的供需和轉化過程進行分析，從而找出能源的損失、浪費和效率不高的地方，提出改進建議和方案。
- 能源效益評估：通過對能源消耗和效益進行量化分析，綜合考慮能源消耗、生產效益、經濟效益等因素，對節能措施和技術進行評估，確定節能措施的實施效果和經濟效益。
▋ 2. 設計節能措施：
對設備進行設計優化，包括使用高效率的零部件、增加節能控制系統、優化運轉模式等，從而減少能源消耗。以下是一些常見的設備設計節能措施：
- 選擇高效率的馬達：選擇高效率的馬達能夠降低能耗和碳排放，提高機器運行效率。
- 使用變頻器：變頻器能夠根據生產需求自動調節馬達的轉速，降低馬達的能耗。
- 優化傳動系統：將齒輪、皮帶等傳動機構進行優化設計，減少能量損失，提高傳動效率。
- 應用自動化控制技術：通過自動化控制技術，可以實現自動調節和優化設備運行，避免浪費和能量損失。
- 使用高效節能的加熱、冷卻和通風系統：選擇高效節能的加熱、冷卻和通風系統，能夠提高能源利用率，降低能耗和碳排放。
- 減少設備空轉時間：通過合理的生產安排和設備調配，減少設備的空轉時間，提高設備運行效率。
- 使用低能耗的照明設備：使用低能耗的照明設備，能夠減少能耗和碳排放，同時提高工作環境的舒適度。
- 設計可持續性產品：在產品設計階段考慮材料的選擇和設計的效率，設計出具有可持續性的產品，能夠減少生產過程中的能耗和碳排放。
以下使用PMC開發之木屋加工設備改善為例：
圖二、木屋加工設備示意圖
圖三、木屋加工設備核心機構示意圖
圖四、木屋加工設備控制操作介面示意圖
馬達動力為此加工機主要動力來源，大小馬達總數量為39顆，用以完成各種切削、鑽孔、銑削、搬運等工藝程序。由於加工過程需要不斷地運轉馬達，因此馬達的耗電量也會隨之增加。如果馬達的效率較低或者運轉時間過長，其能耗也會相應地增加，從而增加了加工機的整體能耗。
設計開發初期未考量綠能議題，馬達在選用上為效率等級皆為IE1，效率為79%~88%，因而每年設備運作總耗能約為362257.69度電，約產生184.39公噸二氧化碳當量。後因淨零排碳趨勢影響，經優化設計結構輕量12%後，並提高馬達效率為IE3，效率為87%~92%，每年設備運作耗能降為336020.28度電，節省比例為7.24%，節省電費約為14.93萬元（以2022電價計算），並降低13.35公噸二氧化碳當量的產生。此設備也具備加工機種設置，預先將加工路徑設置於控制系統，自動化控制加工可以減少人力和能源的浪費，降低生產成本，實現半無人化生產，提高生產效率。
未來設計改善目標為，增加檢知包含主軸、線軌、螺桿等零組件，在木工設備容易產生高粉塵環境下，使用狀況進行監測，以達到即時維護，避免長時間停機，造成設備運行效率不高等問題。
因此，在進行加工機的能耗管理和節能減碳等相關工作時，需要重點關注馬達的運行狀況和能耗情況，采取相應的節能措施以減少能耗。綜上所述，提高設備運行效率需要從多個方面進行考慮和實施，設備業者可以根據實際情況選擇相應的措施，從而提高設備運行效率，降低能源消耗和成本支出。
▋ 3. 使用綠色材料及綠色能源：
- 在木工機設備的製造過程中，應該儘可能使用環保材料，如可回收的材料和可再生的材料，例如：使用可回收鐵鋁等材料，取代木工製品的使用，減少對環境的影響。同時，應該盡量避免使用有害物質，如含氟化合物、重金屬等選擇環保材料，從材料的生產到使用過程中的能源消耗都可以降低對環境的影響。
- 使用綠色能源，如太陽能、風能等取代傳統的電力，可以有效減少碳排放，同時還能夠節省能源成本。因此，木工機設備生產商可以考慮使用綠色能源來供應機器的電力。
▋ 4. 提高設備運行效率：
提高設備運行效率可以從以下方面進行具體的做法：
- 減少空轉時間：減少設備的空轉時間，通過減少設備啟動和停止次數，減少不必要的能源消耗。一般木工加工機減少空轉時間有幾個作法；①合理的加工順序：根據不同工件的加工過程，合理安排加工順序，盡可能減少空轉時間和等待時間。②換刀速度越快，機器的停機時間就越短，空轉時間就越少。③可以考慮使用自動換刀系統，減少人工操作時間。④減少手動操作：手動操作容易出現等待時間和錯誤操作，可以考慮使用自動化控制系統，減少手動操作時間和空轉時間。⑤適當的設置加工參數：合理的加工參數可以提高加工效率和品質，減少加工時間和空轉時間。
- 優化設備運行參數：通過優化設備運行參數，如轉速、溫度、壓力等，可以提高設備的運行效率，減少能源消耗。降低空壓機設定壓力可以降低能源消耗和節約成本，但也會對空壓機和生產設備的運行造成影響。一般來說，空壓機每降低設定壓力0.1MPa，空壓機運轉所能節省的能源大約在2%~3%之間。
- 加強設備培訓：加強對設備操作人員的培訓，提高他們的操作技能和管理水準，減少人為因素對設備運行效率的影響。
- 安裝節能裝置：安裝節能裝置，如變頻器、節能電機等，可以降低能源消耗，提高設備的運行效率。
▋ 5. 設置監測系統，加強維護和保養：
對於木工機設備的維護和保養工作應該加強，及時更換損壞的零部件，維護良好的機器狀態，可以使機器的運行更加高效，同時也能減少不必要的能源消耗和碳排放。設置設備監測系統，定期收集設備運行數據，發現異常情況及時進行處理，從而保障設備高效運行。
具體實行步驟如
- 確定監測項目：根據設備的特點和關鍵部位，確定需要監測的項目，如溫度、壓力、能耗等。
- 選擇監測儀器：選擇合適的監測儀器，滿足監測項目的要求。例如，選擇能夠測量設備耗電量的電表，或能夠測量氣體壓力的壓力儀器。
- 設置監測點：根據監測項目和監測儀器的特點，在設備的關鍵部位設置監測點。例如，在空壓機的出氣口設置壓力傳感器，以測量出氣壓力。
- 建立數據庫：將監測得到的數據記錄下來，並建立相應的數據庫。數據庫可以用於分析設備的運行狀態，發現問題並進行優化。
- 監測數據分析：通過監測數據的分析，找出設備存在的問題，提高效率和節能減碳效果。例如，通過分析電表數據，找出能源消耗較高的時段，制定相應的節能措施。
- 定期維護：定期檢查監測儀器和監測點的狀態，保證數據的準確性和可靠性。定期進行設備的維護和保養，確保設備正常運行，並減少故障發生的機率。
▋ 6. 進行節能減碳效果評估：
節能減碳效果評估是評估一項節能減碳措施或項目實施後的效果，以確定其是否能夠達到預期節能減碳目標的過程。評估效果的主要方法包括以下幾個方面：
- 能源消耗量的比較：通過比較實施節能減碳措施前後的能源消耗量，可以直觀地評估節能減碳措施的效果。
- 碳排放量的比較：通過比較實施節能減碳措施前後的碳排放量，可以評估其對減少碳排放的貢獻。
- 節能減碳效益的評估：通過評估節能減碳措施的節能減碳效益，包括節能減碳成本、節能減碳效果與經濟效益等，來判斷該措施是否值得實施。
- 節能減碳指標的評估：通過設定節能減碳指標，比如單位能耗、單位產值碳排放量等，評估節能減碳措施的實際效果。
- 效果持續時間的評估：評估節能減碳措施的實施效果是否能夠長期持續，進一步確定措施的實用性和可持續性。
綜上所述，節能減碳效果評估需要結合具體的實際情況，運用多種評估方法進行綜合分析，從而確定節能減碳措施的實際效果，以便進一步完善和調整相關的節能減碳措施，對設備節能減碳效果進行評估，通過監測和評估，發現問題和不足，及時進行調整和改進。
實現木工機設備的綠能減碳需要進行產品設計、能源使用、材料選擇、維護保養等多方面的改進措施，這些措施可以減少對環境的影響，同時也有助於企業提高競爭力和品牌形象。舉例來說，新型節能木工鋸床可以透過調整切割角度、切割深度與切割速度等參數，降低切割時的摩擦與熱能消耗，同時也能提高木材的利用率。另外，研發出新型的砂輪機，不僅可以減少砂輪磨損所產生的能量損失，也能透過設計改良，使其在研磨時產生的熱能得到更好的利用。
▋ 參考文獻
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