二、複合材料循環技術發展現況
1.2 生物循環的流程特性
生物資源循環，以生質能與沼電(Biomass & Biogas Power Generation)、
食品製程工業(Food & Beverage Industry )、紙漿與果漿(Paper & Pulp Industry)、
智慧農業(Smart Farming)、水資源管理(Water Resource Management)、 製藥 與生技(Pharmaceutical Industry)等領域作為代表。OECD（經濟合作暨發展組 織）估計全球的糧食需求將較現今增加16%~25%，在這樣的發展下，循環 經濟如何將生物循環過程，有效的利用與經濟化價值，是未來重要的議題。
圖1. 10 日本廢 FRP 再資源化專案推動體制
廢FRP 之收集係以 FRP 成型廢材邊料（事業廢棄物）占絕大部份，至 於從巿場回收之FRP 廢品（巿場廢棄物），其比例不到總廢量的 10%。FRP 廢棄物之種類包括浴缸、水槽、浪板、安全帽、化糞池、模特兒、衛浴設備 等，工業用廢材則有管材、桶槽、風電葉片、汽車零配件、電器/電子絕緣材 等。CFRP 廢棄物再資源化，CFRP 不同於 FRP 的地方是 CFRP 使用高單價 的碳纖維(Carbon Fiber, CF)。碳纖維比重是鋼的 1/4，強度是鋼的 10 倍以上，
比彈性率是鋼的 7 倍以上，輕且高強度是主要特徵。客機機體重量 50%使 用CFRP，燃料費可省 20%，加上近年風力發電葉片、汽車、建築土木補強 等應用，碳纖維需求急速增加。2016 年全球碳纖維需求量為 76,500 噸，較 2015 年的 68,400 噸增長 11.8%。在 CFRP 複合材料製造過程中，大約會產 生20~30%的廢棄物，而在中國大陸則更有高達 30~50%的廢棄物產生。
日本高砂工業株式會社投人 CFRP 回收處理設備的研發工作。碳纖維 再生利用技術的構想是將樹脂燃料化，利用燃燒樹脂產生的熱能量，來提供 低成本且再利用的技術，在過熱蒸氣裡添加氣體以提升再生纖維和樹脂的 緊密性。廢CFRP 經過熱蒸氣處理過得到的再生碳纖維。
圖1. 11 再生碳纖維製程與應用
1.2 生物循環的流程特性
生物資源循環，以生質能與沼電(Biomass & Biogas Power Generation)、
食品製程工業(Food & Beverage Industry )、紙漿與果漿(Paper & Pulp Industry)、
智慧農業(Smart Farming)、水資源管理(Water Resource Management)、 製藥 與生技(Pharmaceutical Industry)等領域作為代表。OECD（經濟合作暨發展組 織）估計全球的糧食需求將較現今增加16%~25%，在這樣的發展下，循環 經濟如何將生物循環過程，有效的利用與經濟化價值，是未來重要的議題。
圖1. 12 全球糧食需求估計12
目前全球人口為76 億人，預估到 2030 年成長到 86 億人，以英國為例，
每年食物的浪費，預估有12 億歐元，相當於 170 萬噸的食物損耗。換言之，
生物循環如何減少廢棄、提高單位產能、made on demand、降低可負擔的成 本，才能面對即將來臨的衝擊13。
歐盟統計，Chelating Agents Market （產品的再次使用價值），主要在 Pulp & Paper, Agrochemicals, Chemical Processing, Household & Industrial Cheaning, Water Treatment & Customer Products 等六個發展領域。依照 Global Market Insights, Inc., 估計，2024 年全球可成長到 50 億美元，2016-2024 年 CAGR 複合成長性平均為 3%。關鍵廠商包含 Mitsubishi Rayon, EMD Millipore, AkzoNobel, Archer Daniels Midland (ADM) Company, BASF SE, Tate
& Lyle, Lanxess, The Dow Chemical Company, Sigma-Aldrich, Cargill Inc, AVA Chemicals, Kemira Oyj, Shandong IRO Chelating Chemical Co., Ltd., Dabeer SA, and Nagase ChemteX Corporation.。
12 OECD，FAO
13
https://www.themanufacturer.com/articles/servitization-digital-tech-%E2%86%93-food-waste-%E2%86%91-competitiveness/
圖1. 13 Europe Chelating Agents Market Size by Application, 2013-2024 (USD million) 14
生質物質(Biobased Material) 無疑在循環經濟佔有一席重要的席位，其 生態循環，在荷蘭 Christian Block 所建構的價值鏈，是由兩層循環構築而 成。Biomass 先經過農畜餵養消化後，污廢經過精煉發酵過程(Bio-refinery)，
將物質前處理，再回到畜養環環境，形成有機物質為內圈循環。外圈循環則 是這些物質，進一步分解成為碳水化合物、蛋白質、自然纖維、木質素、油 脂等有機元素，再經由轉化過程(Conversion)，聚合(Polymer Processing)、合 成(Synthesis)，形成最終製品（衣服、寶特瓶、燃料等）的原料，而最終製 品是可自然分解還原的，如此完成一個價值鏈。
14 Fractovia, 2017, “Pulp and Paper Sector to Drive Chelating Agents Market Growth Over 2016-2024, APAC to be a Strong Ground”,
https://www.fractovia.org/news/industry-research-report/chelating-agents-market
圖1. 12 全球糧食需求估計12
目前全球人口為76 億人，預估到 2030 年成長到 86 億人，以英國為例，
每年食物的浪費，預估有12 億歐元，相當於 170 萬噸的食物損耗。換言之，
生物循環如何減少廢棄、提高單位產能、made on demand、降低可負擔的成 本，才能面對即將來臨的衝擊13。
歐盟統計，Chelating Agents Market （產品的再次使用價值），主要在 Pulp & Paper, Agrochemicals, Chemical Processing, Household & Industrial Cheaning, Water Treatment & Customer Products 等六個發展領域。依照 Global Market Insights, Inc., 估計，2024 年全球可成長到 50 億美元，2016-2024 年 CAGR 複合成長性平均為 3%。關鍵廠商包含 Mitsubishi Rayon, EMD Millipore, AkzoNobel, Archer Daniels Midland (ADM) Company, BASF SE, Tate
& Lyle, Lanxess, The Dow Chemical Company, Sigma-Aldrich, Cargill Inc, AVA Chemicals, Kemira Oyj, Shandong IRO Chelating Chemical Co., Ltd., Dabeer SA, and Nagase ChemteX Corporation.。
12 OECD，FAO
13
https://www.themanufacturer.com/articles/servitization-digital-tech-%E2%86%93-food-waste-%E2%86%91-competitiveness/
圖1. 13 Europe Chelating Agents Market Size by Application, 2013-2024 (USD million) 14
生質物質(Biobased Material) 無疑在循環經濟佔有一席重要的席位，其 生態循環，在荷蘭 Christian Block 所建構的價值鏈，是由兩層循環構築而 成。Biomass 先經過農畜餵養消化後，污廢經過精煉發酵過程(Bio-refinery)，
將物質前處理，再回到畜養環環境，形成有機物質為內圈循環。外圈循環則 是這些物質，進一步分解成為碳水化合物、蛋白質、自然纖維、木質素、油 脂等有機元素，再經由轉化過程(Conversion)，聚合(Polymer Processing)、合 成(Synthesis)，形成最終製品（衣服、寶特瓶、燃料等）的原料，而最終製 品是可自然分解還原的，如此完成一個價值鏈。
14 Fractovia, 2017, “Pulp and Paper Sector to Drive Chelating Agents Market Growth Over 2016-2024, APAC to be a Strong Ground”,
https://www.fractovia.org/news/industry-research-report/chelating-agents-market
圖1. 14 Bio-based Material 價值鏈15
生質能(Biomass)屬於生物循環；從資源的角度，促成一個轉換介面的一 致性（例如上列Oasis 的 microconverter），才能使得資源（電能）無縫接軌。
Biomass 的利用流程，有所謂的厭氧消化(Anaerobic Digestion)，是一系列的 生化程序(Biological Processes)分解程序，產生以 CH4 & CO2的過程。 和太 陽能、風能直接轉換成電能不同的是，Biomass 是能量轉換成燃料，須經由 燃料燃燒，產生熱能再利用，或者利用熱能/蒸氣發電轉換成電能。傳統的 Biomass 分為濕製程程序(Wet Process, Continuous Processes)與乾製程程序 (Dry Process, Discontinuous Processes)，製程程序的關鍵在於控制適當的混合 比例，物料的連續投入，以及連續輸送製程後的物質，使製程連續一貫。過 程中要精確的監控溫度、pH、N 氮原子的平衡以及甲烷 CH4的產出。
15 Christiaan Bolck, “Biobased performance materials in a circular economy”, Biobased Performance Materials Symposium 14 June 2018, Wageningen, The Netherlands
圖1. 15 典型的生物循環溼式過程16
圖1. 16 典型的生物循環乾式過程16
濕式製程與乾式製程的優缺點以及差異性可見下表。在水循環利用上，
濕式製程式以稀釋添加為主，乾式製程式以過濾滲透為主。乾式製程的穩定 性較濕式製程複雜，但有較小的熱能與用電需求。知名的廠家例如法國
16 https://www.biogasworld.com/news/dry-wet-anaerobic-digestion-systems/?utm_content=buffer4588a&utm_medium=social&utm_source=twitter.com&utm_campai gn=buffer
圖1. 14 Bio-based Material 價值鏈15
生質能(Biomass)屬於生物循環；從資源的角度，促成一個轉換介面的一 致性（例如上列Oasis 的 microconverter），才能使得資源（電能）無縫接軌。
Biomass 的利用流程，有所謂的厭氧消化(Anaerobic Digestion)，是一系列的 生化程序(Biological Processes)分解程序，產生以 CH4 & CO2的過程。 和太 陽能、風能直接轉換成電能不同的是，Biomass 是能量轉換成燃料，須經由 燃料燃燒，產生熱能再利用，或者利用熱能/蒸氣發電轉換成電能。傳統的 Biomass 分為濕製程程序(Wet Process, Continuous Processes)與乾製程程序 (Dry Process, Discontinuous Processes)，製程程序的關鍵在於控制適當的混合 比例，物料的連續投入，以及連續輸送製程後的物質，使製程連續一貫。過 程中要精確的監控溫度、pH、N 氮原子的平衡以及甲烷 CH4的產出。
15 Christiaan Bolck, “Biobased performance materials in a circular economy”, Biobased Performance Materials Symposium 14 June 2018, Wageningen, The Netherlands
圖1. 15 典型的生物循環溼式過程16
圖1. 16 典型的生物循環乾式過程16
濕式製程與乾式製程的優缺點以及差異性可見下表。在水循環利用上，
濕式製程式以稀釋添加為主，乾式製程式以過濾滲透為主。乾式製程的穩定 性較濕式製程複雜，但有較小的熱能與用電需求。知名的廠家例如法國
16 https://www.biogasworld.com/news/dry-wet-anaerobic-digestion-systems/?utm_content=buffer4588a&utm_medium=social&utm_source=twitter.com&utm_campai gn=buffer
Naskeo Environnement，為著名的 Wet And Dry Anaerobic Digestion Systems，
成立12 年，提供 100KW 到 2200KW 的設計模組，標準模組每年可以去化 feedstock 5000~30000 ton/year。Biogest 同為歐洲著名公司，其設計在於具有 2-stage 的厭氧程式，產生發電能力 250 kW to 2,000 kW ，提供沼氣(bio-methane)產出 80m³/h to 500m³/h。
表1. 2 生物循環溼式/乾式過程比較16