物質流分析(Material Flow Analysis, 簡稱為 MFA)可以用於資源管理、廢棄物管理及 環境管理，支援其決策分析，因為物質流分析是以系統性的方式，評估一個特定的區域 及時間範圍內，物質的流量(flow)及存量(stock)。它的系統包含物質的來源(sources)、去 向(pathways)、中間轉換(intermediate)及最終流向(final sink)。依據物質不滅定律，物質 流分析的結果可以運用質量平衡來完整掌握各程序(process)中的輸入、輸出、存量，此 為物質流分析的特性。一般來說，物質流分析可以描述人類圈與環境圈的物質交流關係，
人為系統(anthropogenic systems)，又稱經濟系統，可大幅干擾物質在自然生態系統體的 平衡，同時也造成的資源或環境的問題，圖 1 描述人類圈與環境圈間之關係，物質、能 源、空間、資訊及社會經濟的議題必須包含於人類圈中，而物質(M)、能源(E)、生物(LO) 及資訊(I)在人類圈與環境圈相互交流。物質流分析雖然未必包含上述全部面向，然而大 部份的案例中，有考慮到物質流動與這些面向的關聯性，並在物質流分析中探討，因此，
物質流分析時常結合能源、經濟、都市計畫之分析。
圖 1：人類圈與環境圈交換之關係 (Brunner and Rechberger, 2004)
物質流分析傳遞一個完整且一致的資訊，即一個系統中由許多程序、流量與存量所 組成。物質流分析檢核輸入與輸出是否平衡，故能更清晰掌握廢棄物產量及所造成的環 境負荷，對應的物質的來源也能從系統中指出。許多物質流動在短時間內看似無明顯變 化或立即危害，然而，透過物質流分析，可看出未來潛在的巨大損害，故能及早發覺資 源存量的消耗或廢棄物的累積趨勢，以提供對策。
物質流帳(Material flows accounts, MFAs)可採用生命週期的系統觀點，以提供完整的 環境資源管理資訊，追蹤物質從其開採、製造、使用、廢棄，至回收等階段之使用情形，
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如圖 2 所示，故世界資源研究所 World Resource Institute 認為物質流分析在制定環境政 策中，是相當重要的工具。
圖 2：物質流生命週期 (WRI, 2005)
物質流帳提供一套方式，可整合環境與經濟政策之問題，並提供決策良好的基礎物 質資訊，亦可幫助政策制定、改善企業環境管理等議題，並提出可行之解決方案。在檢 視物質循環的同時，亦能導向下列關鍵問題：
1. 所制訂的政策是否會與經濟成長及物質使用衝突？
2. 政策是否有助於企業做環境有善的產品與製程設計，防止有害物質進入環境？
3. 生物可分解產品是否持續增加？
4. 自然資源轉換為消費產品的製造效率是否提昇？
5. 何種自然資源進入經濟圈，其如何改變？
在物質流分析的概念下，已發展出許多種方法及工具可供不同管理標的使用，如 SFA(substance flow analysis)、PFA(product flow accounts)、物質平衡(material balancing)、
生命週期盤查(life cycle inventories)及(bulk material flow accounts)等。計算單位以物理量 (physical units)呈現，通常以重量單位表示，如公斤、公噸等。分析範圍涵蓋開採 (extraction)、生產(production)、轉換(transformation)、消費(consumption)、再循環(recycling) 及廢棄(disposal)等階段。物質流分析也可以進行不同空間尺度的分析，包括跨國、國家、
區域、社區(community)或企業等。
二 二 二
二、 、 、物質流分析目的 、 物質流分析目的 物質流分析目的 物質流分析目的
物質流分析(Material Flow Analysis, 簡稱為 MFA)屬於系統性的評估方法，主要用於 評估特定空間與時間的系統中物質的流量與存量，其中包括了物質與貨物的平衡，是一 個用於描述與量化人類系統和自然系統代謝機制的方法，其主要的分析原理是建構於在
原物料 供給
製造 使用 廢棄
輸入
回收 再製 再利用
排放至空氣、水體、土壤
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質量平衡的概念之下。有部分的研究並未將物質與貨物明確的區分開來，因此元素流分 析(Substance Flow Analysis，簡稱為 SFA)有時候也可以用來代表物質流分析，不過一般 而言，SFA 指的是單一元素或分子的物質流分析。透過物質流分析可檢視系統內部的物 質流動分布，若是將物質流分析結合能源流分析(Energy flow)、經濟分析(Economic analysis)以及消費導向之分析，則可應用於人類經濟活動管理。物質流同時可應用於去 物質化與去毒化之製程管理，所謂的去物質化係指增加物質的再生循環使用效率，而所 謂的去毒化係指減少物質使用所造成的有害物質排放。物質流分析可以有效的找出環境 問題管理的優先順序，並且達到去物質化與去毒化的目的，進而建構永續物質管理，使 得物質在使用的過程中，不僅可以提昇物質的使用效率，同時可以降低物質使用對於環 境的衝擊。其目的如下：
1. 用完整明確的定義將系統內物質流量與存量加以描述。
2. 以合適的決策考量為基礎，盡可能的將系統簡化。
3. 運用物質平衡概念並考量不確定性，進而量化目標物質的流量與存量。
4. 用明確、可理解並具有再現性的方式呈現系統內物質的流量與存量。
物質流分析方法是在特定的區域及時間下，以系統性的方式評估物質的流量(flow) 及存量(stock)，它包含物質的來源(sources)、去向(pathways)、中間轉換(intermediate)、
及最終流向(final sink)。依據物質不滅定律，物質流分析的結果可以由簡單的質量平衡 來比較目標物質在各程序中的輸入量、輸出量與存量。此為物質流分析的特性，而此方 法特性使其成為資源管理、廢棄物管理及環境管理中之決策依據。
物質流的概念有多種方法及工具可供使用，如元素流分析 SFA(substance flow analysis)、產品流分析 PFA(product flow accounts)、物質平衡(material balancing)、生命週 期盤查(life cycle inventories)及總合物質流帳(bulk material flow accounts)等。計算單位以 物理量(physical units)呈現，通常以重量單位表示，如 kg、ton 等，分析範圍涵蓋開採 (extraction)、生產(production)、轉換(transformation)、消費(consumption)、再循環(recycling) 及廢棄(disposal)等階段。物質流分析也可以進行不同空間尺度的分析，包括跨國、國家、
區域、社區(community)或公司等層級。
運用物質流做管理之目標包括：(1)資源保育及降低能資源消耗、(2)降低廢棄物產 生量及環境負荷。若欲達成此目標則需藉由分析、評估及管理物質及產品在人類圈中的 流量及存量。如同一般會計用來檢視資金之收支平衡，物質流分析方法可用來檢視物質 的投入產出情形，並加以改善能資源的效率或供需平衡，運用於大尺度的系統，物質流 分析亦可檢視人類圈物質的循環情形。若運於中小尺度的系統，例如都市、工業區或工 廠，此工具可提供決策者物質消費及使用效率等資訊，以支援永續城市的建構發展，或
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指向減少生產製程的物料成本的方案，物質流分析的結果也有助於思考新產品設計及原 料選擇，還可協助人類預測物質釋放至環境對未來之潛在危害。因此，物質流分析可作 為決策重要參考依據，產業能依此持續改善製程及使用效率，同時也為經濟永續發展盡 一份心力。
物質流分析傳遞一個完整且一致的資訊，物質流系統中是由流向流量(flow)及製程 (process)及存量(stock)所組成。檢核投入產出的平衡，廢棄流向，將有助於掌握及實際 系統所造成的環境負荷，物質流分析確認物質的來源；而且檢討消耗或累積趨勢與速度 對未來的存量的影響，故可以及早被發覺相關問題，以提供預防性的對策，因為對當短 期間看似微小的問題，做出的微小管理變革，在長遠看來可能會避免巨大的損失。物質 流計算(Material flows accounts)是追蹤物質在開採、製造、使用、廢棄、回收等各階段之 使用情形，如圖 2 所示，其分析結果可以作為資源、環境、廢棄物管理的基礎。
三 三 三
三、 、 、常用物質流名詞定義 、 常用物質流名詞定義 常用物質流名詞定義 常用物質流名詞定義
物質與能源會在人為系統(Anthroposphere)及環境系統(Environment)中交互流動，而 人為系統所包含之項目更廣，如空間、資訊及社會經濟議題等。物質流分析雖然可以不 包括人為系統的項目，然而在大部份的案例中，這些面向的影響必需在物質流分析結果 中使用。因此，物質流時常結合能源、經濟、都市計畫之分析。常用之物質流名詞定義 如下：
(一) 物質 (material)
在物質流分析中，物質(material)一詞可用於純物質(substance)或貨物(goods)的意 思。在化學中，純物質被定義為一種具有單一均勻單位的物質，若此單位為原子(atoms) 則稱為元素(element)，如碳(C)或鐵(Fe)；若為分子(molecules)則稱為化合物(chemical compound)，如二氧化碳(CO2)、二氯化鐵(FeCl2)。貨物是指由純物質或混合物所組成 的有價物質，有些物質具有正面價值(如汽車、燃料、木材等)，有些則具負面價值(廢 棄物、污泥等)。雖然在經濟學中，廣義的貨物一詞亦包含非物質性的貨物，如電力 以及資訊服務；在物質流分析上，貨物僅代表物質性的。但是，在應用物質流分析管 理時，物質流分析所定義物質和經濟學所定義之物質，兩者間的關聯性相當重要，若 處理資源管理之議題，便需要同時從經濟學與物質流之面向做整合性的分析。
(二) 程序 (process)
程序(process)被定義為物質的運輸(transport)、轉換(transformation)或儲存(storage)
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過程。運輸可以是自然的，也可以是人為的，前者如磷隨著在河川流動，後者如用管 線中輸送天然氣至消費端或廢棄物清運。而轉換程序亦有屬自然及屬人為系統兩類。
(三) 存量 (stock)
存量(stock)的定義為物質留存於分析的系統中，且以重量單位計算。存量是程序 的一部份，存量是系統代謝(metabolism)重要的特性之一。當某程序的輸出與輸出相 等，存量不變化，而處於穩態(steady-state)，存量亦可能是處於增加或減少的狀況。
(四) 流量/通量 (flow/flux)
流入或流出程序的物質是由流量(flow)或通量(flux)表示，流量係指單位時間的流 量，常用計量為公噸/年，通量指單位時間通過某單位切面的量，國家級物質流分析 常會以單位人口做為其單位切面，便於比較各國的物質密集度，故其計量單位為噸/
人．年。流量或通量在跨越系統邊界(system boundary)時稱為進口(import)或出口 (export)；而跨越程序時稱為輸入(inputs)或輸出(output)。
(五) 系統 (system)
系統(system)是由數個流量、存量與程序所組合而成的集合，最小的系統至少包 含單一程序(process)。物質流分析案例中可見不同的系統，例如：地區、都市焚化爐、
家戶、工廠及農場等。而系統邊界(system boundary)係指系統的時間跟空間邊界，空 間除了可指地理或行政上的區域(如：集水區、縣市界)，也可以實際活動作為邊界(如：
家戶及維持其家庭生活所需的衛生、運輸等服務)。
(六) 活動 (activity)
除了上述的基本系統組成之外，在物質流分析中，亦常常納入活動資訊，運用其 對於物質流系統以進行評估與設計，活動可包含許多程序，並引起許多物質的流動。
基本上，活動是為了各種滿足人類需求的行為，例如食物的攝取、清潔、溝通、居住
基本上，活動是為了各種滿足人類需求的行為，例如食物的攝取、清潔、溝通、居住