文/洪妙玲
工研院產業服務中心

臺灣四面環海，會有無水可用的問題嗎？似乎不可能。臺灣每年的降雨量是世界平均值的2.6倍，水源十分豐沛，但受限於地形及降雨時間分布不均等因素，每年可儲存的水量僅是世界平均值的1/5。伴隨氣候變遷的劇烈變化，「缺水」已成為日常生活中不定期出現的問題，如2021年的旱災迫使各地出現限水、停耕、歇業等情況，或每每颱風過後，自來水水源濁度往往偏高，需要使用較多藥劑處理。以目前世界可用水量的標準來說，臺灣是世界排名第18位的缺水國家地區，「潔淨水資源」也成為需要面對的問題。

全球水資源產業發展趨勢

放眼全球，由於人口快速成長、經濟蓬勃發展、開發都市化及農作密集化等因素，在在造成水資源逐漸匱乏。根據經濟合作暨發展組織(Organization for Economic Cooperation and Development，OECD)估計，全球水資源需求量將於2050年之前增加55%，因此聯合國預測，在2025年來臨之前，全球將有2/3的人口面臨水資源短缺問題，且在2050年之前，將有1/4人口居住在時常或長期缺乏淨水的區域。而農業用水約占全球總用水量高達70%，農作產量亦面臨著重大衝擊。全球水資源情報(GWI)預估至2030年全球水資源產值將逾9千億美元，水資源成為國家級重要戰略目標。

麥肯錫研究指出，各國政府為確保水資源永續發展及利用，將由「水資源的儲存與蘊藏」、「農業用水」、「工業用水」及「水裝置與設備」四大面向著手，增加供水並提升水資源利用效率。對於完善水資源基礎建設、廢汙水回收再利用、智慧水務管理及節水產品等需求日殷，政府引導政策資源投入，技術需求創造廠商投入研發，預估將創造逾新臺幣千億元商機。然而，牽涉重資本投入的基礎建設或硬體設備開發，形成了進入門檻，科技新創公司如何切入參與「潔淨水資源」的戰場?

水處理新CEO技術面面觀

從一般人最有感的飲用水來看，成人每日要喝1500-2000毫升的水，但據世界衛生組織(WHO)調查，全球逾6億人缺乏乾淨的飲用水。在全球總體水處理主要關鍵技術與材料市場中，應用水處理膜技術處理約占總體水處理市場 的33.2%，產值約為5,38 6百萬美元，預估2024年將達到8,286百萬美元，其中以高分子膜材料市場占比89.3%為最高，是值得布局的重點方向。

圖1、全球總體水處理主要關鍵技術與材料市場分析
資料來源:Frost & Sullivan，工研院整理

• 膜淨材料

成立於2019年的膜淨材料股份有限公司，看到了日常水資源的潛在問題，專注於高分子材膜過濾材料的研究，開發和生產微過濾中空纖維薄膜產品，期盼解決各種複雜的過濾和淨化問題。

膜淨材料運用由多種高分子材料如聚醚碸(PES)、聚醯胺(尼龍Nylon)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)，生產各種微過濾中空絲膜(HF)，以滿足疏水性、親水性等高度多樣化的市場需求；並使用相轉換NTV-IPS工藝來鑄造不對稱孔隙結構，製造出能自我支撐的微過濾中空絲膜(HF-MF)。膜淨材料所研發200奈米中空纖維過濾薄膜，能夠在7秒淨化水中雜質，隔絕99.9％細菌與塑膠微粒等污染，濾心流速比市售品快3倍，加上不需電力又方便攜帶設計，在2020年榮獲經濟部「新創事業獎」微型企業組金質獎。

運用PES中空纖維膜濾心，膜淨材料研發出目前世界上最小、僅一個拇指大的生飲型濾芯，開發戶外隨身使用除菌淨水器，以方便登山人士就地取水，不必擔心喝到砂石、細菌等雜質，也應用於水龍頭除菌淨水器；針對海水淡化薄膜蒸餾系統，開發滿足高通量應用的中空纖維膜材；持續開發各種性質的關鍵膜材供應給過濾模塊製造商，為臺灣補足在過濾材料、水質淨化產業的薄膜過濾材料缺口。

圖2  膜淨材料股份有限公司開發世界上最小生飲型濾芯
資料來源：膜淨材料官網https://www.mbranfiltra.com/

• 工研院材化所新創團隊-創造去離子號

知名市調機構Market Research Future Report (MRFR)指出，全球淨水器市場自2018年至2025年的複合年增長率達9.55%，預計至2025年將達1,100億美元。RO(逆滲透膜；Reverse osmosis)是現今最有效的水處理方法之一，RO膜能有效處理95%以上的雜質，去除水中大部分雜質、各種離子、分子、有機膠體、細菌與病毒，但RO逆滲透濾水器耗水、耗電、又喝不到礦物質，為人詬病。

近年歐盟及中國大陸針對RO淨水技術下修能耗及水收率相關法規，工研院材化所開發下世代省水、低耗能的電容去離子淨水器，電容去離子(Capacitive Deionization；CDI）是一種以多孔材料作為電極，通電後去除水中離子的低壓脫鹽技術。有別於高耗能、高壓操作的逆滲透(RO)脫鹽技術，CDI技術省水30％、節能60％、減碳40％，應用於家用淨水器的硬水軟化、餘氯去除，也已開發出全戶型軟水機、商用飲水原型機等；可用於工業/農業再生水脫鹽、重金屬去除、有價物質回收(選擇性吸附)、難除污染物去除(硼、砷、硝酸鹽)，極具發展潛力。

圖3  工研院材化所開發下世代省水、低耗能的電容去離子淨水器
資料來源：工研院

• 創淨科技

在滿目瘡痍的災區或缺乏淨水的區域，環境髒亂與細菌孳生造成民眾生病。成立於2016年的創淨科技股份有限公司ELECLEAN，創辦人陳建宏博士在多次參與國內外救災中，體驗到人類對方便的消毒即時製造設備有急迫需求性，因此有了ELECLEAN的創新想法，只要有水就能產生高效消毒水，希望能夠幫助災區及偏鄉弱勢免受到細菌及病毒的危害。

創淨科技透過前瞻奈米電化學技術把水分子機能化，將水分子結構重新排列組合成含過氧化氫的「高活性氧消毒水」。以水為原料，過程中沒有添加任何的化學物，通電進行電氧化還原反應，15分鐘後就會轉化成高活性氧消毒水，效用可維持72小時，以氧化的方式破壞細菌及病毒結構，使用之後再還原為水，沒有毒性物質殘留的疑慮，可說是市面上最安全的消毒產品。目前創淨科技的e立淨抗菌液製造機已銷售至日本、美國、法國、澳洲…等12個國家，因應疫情嚴峻，更開發場域型的ELECLEAN 360智能潔淨系統防疫門，只要停留幾秒鐘，即可完成安全又有效的淨身程序。創淨科技的e立淨在2020年獲得WHO世紀衛生組織對抗新冠病毒之新創技術殊榮，並在2021年榮獲經濟部技術處卓越新創獎、2022年獲頒CES美國消費性電子展創新獎，持續繳出亮眼成績單。

圖4  新竹菁華扶輪社、新竹中信房、創淨科技捐贈新竹馬偕醫院ELECLEAN 360智能潔淨系統防疫門
資料來源：創淨科技官網https://eleclean.com.tw/

掌握科技新創應用商機

半導體製程中，過氧化氫運用於生產精密晶圓之清洗製程，高品質晶圓清洗劑，要求純度較高、不能有雜質，臺灣過往都幾乎仰賴進口；創淨科技的前瞻奈米電化學技術，若能生產出電子級過氧化氫，將有機會切入半導體產業開拓出嶄新商機。

各國政府為確保水資源永續發展及利用，廢汙水回收再利用的技術需求急切，膜淨材料的膜材開發能力與工研院材化所的CDI低壓脫鹽技術，各具搶占市場切入點，期待科技新創再提出下世代創新解方，提升臺灣水產業商機量能。

資料來源：

1. 2022臺灣國際水資源週(TIWW)。
2. 邱純慧，2021年1月4日。水處理膜市場發展趨勢。IEK產業情報網。
3. 膜淨材料股份有限公司，官網https://www.mbranfiltra.com/。
4. 工研院電容去離子淨水器介紹，https://reurl.cc/KQy6qM。
5. 創淨科技股份有公司，官網https://eleclean.com.tw/。