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經濟的整合管理與創新 技術—以台塑企業為例

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台塑企業總管理處安全衛生環保中心» 環保技術處» 張承呂» 處» 長

一、 推動循環經濟的緣由 (一) 石化業面臨的挑戰 1. 環境議題

化產業是一項具有高度產業關聯性的民生基礎工業,從現代人生活周遭常使 用的衣服、手機、3C產品,到醫療用的針筒、點滴袋,甚至飛機與汽機車的 零件、建築的隔熱板等都運用到石化產品,除此之外石化產品還提供包括半導體、

健康醫療、運輸、建築材料等產業創新的關鍵材料, 石化產品帶給人們生活便利的 同時,不可諱言的也帶來許多環境污染,根據歐盟研究指出,近60年全球對於石化 產品中的塑膠製品依賴程度大幅增加,其中以包裝材最常被使用,如保特瓶、盛裝 食物容器等,其使用量從1964年的15百萬噸,上升至2014年的311百萬噸,增加約20 倍(詳圖1),然而在這大量的塑膠製品中,每年近95%因一次性使用而浪費,等同於 浪費了800~1,200億美元,還對環境造成嚴重的負擔,2014年在海洋漁業捕撈的過程 中,廢棄塑膠製品與魚類的重量比例約為1比5,若再不進行改善,2050年比例將達

到1比1(詳圖2)。

圖1 石化產品成長趨勢圖

(資料來源:The new plastic economy rethinking the future of plastics)

圖2 海洋塑膠與魚類的重量比例 (資料來源:The new plastic economy rethinking the future of plastics)

2. 石化產業為高耗能產業

石化產業具有高能耗、高排碳及高用水的特性,根據國際能源署(IEA) 統計,

台灣總能源消耗逐年增加,從1990 年約 29,415 仟公噸油當量,至 2016 年約 70,283 仟公噸油當量( 詳圖 3),其中以工業部門能源消耗為最高,佔 48.3%,其次為交 通部門,佔26.5%( 詳圖 4),若再將工業部門細分到各行業,根據經濟部能源局統 計,2016 年工業部門能源消耗以化工業最高,佔 34.2%,其次為電機電子業,佔 27.3%,第三為金屬基本工業,13.3%( 詳表 1),顯示石化產業能源轉型迫在眉睫。

圖3 台灣總能源消耗歷年趨勢 (資料來源:國際能源署International Energy Agency)

圖4 台灣各部門能源消耗比例 (資料來源:國際能源署International Energy Agency)

1 2016年工業部門行業別能源消耗比例

行業別 總能源使用量

(仟公秉油當量) 佔比

化工業 13,660 34.20%

電機電子業 10,919 27.30%

金屬基本工業 5,309 13.30%

非金屬礦業 2,683 6.70%

紡織業 1,739 4.30%

造紙業 1,196 3.00%

食品業 873 2.20%

其他行業 3,594 9.0%

總計 39,973 100%

(資料來源:2017生產性質能源查核年報,財團法人工業技術研究院)

3. 全球暖化與溫室氣體排放情形

由於石化業屬高能耗產業,因此在溫室氣體排放表現上,同樣面臨巨大的壓 力,根據環保署2018 年出版之國家溫室氣體排放清冊報告顯示,2016 年全國溫室 氣體排放量為293,125 仟公噸 CO2e,其中燃料燃燒佔 95.26%,在製造業與營造業燃 料燃燒所排放的二氧化碳44,186 仟公噸 CO2e 中,又以化學材料與化學製品製造業 42.38% 為最高 ( 詳圖 5),雖然人們生活高度的依賴石化業品,且石化業掌握著各行 業及經濟發展的脈動,但在全球節能減碳的聲浪下,還是要認真看待氣候變遷及全 球暖化等環境污染的事實,並作出符合社會期待的減碳貢獻。

圖5 台灣2016年製造業與營造業燃料燃燒二氧化碳排放佔比 (資料來源:2018年國家溫室氣體排放清冊報告,行政院環境保護署)

(二) 國內外溫室氣體減量趨勢與壓力

面對全球氣候變遷及全球暖化的事實,2015 年的第 21 屆聯合國氣候變化大會 ( 俗稱巴黎峰會 ) 中,共有 195 個國家協議共同遏阻全球暖化的趨勢,將全球平均 氣溫增加幅度控制在工業革命前的水平不超過2℃,並努力將升溫控制在 1.5℃ 的 水 平, 締 約 國 也 依 據2℃ 的目標,提出國家自主減量貢獻 (Nationally Determined Contributions, NDC),並每五年檢視更新。

我國也因應全球氣候變遷,制定氣候變遷調適策略,降低與管理溫室氣體排 放,落實環境正義,善盡共同保護地球環境之責任,並確保國家永續發展,訂定出

「溫室氣體減量與管理法」,明定我國長期的減碳目標,2050 年的溫室氣體排放量要 減少至2005 年排放量一半的目標,此外,我國也呼應巴黎協議,提出 NDC,規劃 2030 年階段性目標要較基線情境 (Business as usual, BAU) 減量 50%,致力承擔共同 但差異的減量責任,共同努力遏阻全球暖化的趨勢。

二、 台塑企業循環經濟的管理機制

台塑企業執行循環經濟的首要工作就是針對能資源的控管,包括原物料循環、

能源循環、水循環及廢棄物循環四個面向進行,以麥寮園區為例,四期擴建完成 後,為了進一步提升能資源的使用效率並降低三廢( 廢水、廢氣及廢棄物 ) 排放,由 台塑企業總裁親任召集人,成立循環經濟暨節能減碳推動組織( 詳圖 6),並訂定出 台塑企業每年的減量目標 :節能3%、節水 2% 及減廢棄物 1%,每月召集各公司於

「節能減排循環經濟會議」進行績效檢討,全力推動循環經濟作業。

6 台塑企業循環經濟暨節能減碳推動組織架構圖

台塑企業推動循環經濟之關鍵,把握三大原則落實執行,包括(1) 主管堅定的決 心,(2) 創新與技術,及 (3) 良善的管理機制,以下分別說明 :

(一) 主管堅定的決心

在台塑企業總裁要求要做好節能減排循環經濟的政策下,各公司的高階主管皆 堅定的決心及意願,全力支持並推動各項的改善,然而在這之中的關鍵人物為「廠 長」,透過各部門的腦力激盪,帶領廠內同仁把想法付諸實行,落實各項改善,才能 使原物料、能耗用量減少,單位產品耗用量降低。

(二) 創新與技術

在創新技術部分,台塑企業層峰提倡「從零想起」的理念,如石化製程中不可 或缺的原料– 液鹼 ( 氫氧化鈉 ),其製造過程中因需要電解鹽水,若依循電解的概 念,陰陽兩極間必需要有間隔,再藉由溶液中的電解質形成電流迴路,若陰陽兩極 間無間隔,則無法形成電流迴路,然而此間隔( 電阻 ) 將是造成消耗大量電力的主要 因素,因此台塑公司就運用「從零想起」的理念,重新思考進行改善。

台塑公司麥寮鹼廠原本舊型的電解槽在陰陽極間有安裝離子交換膜,陰極與交 換膜的距離( 極距 ) 會對電解用電產生很大的影響,因此便與日本廠商合作,進行零 極距的改善,在原來的陰極上,安裝鎳絲編織而成的導電彈性體後,再於彈性體上 安裝新型的陰極細網,取代舊陰極,因原來的極距空間被置入彈性體後,使新陰極 至離子交換膜的距離降為0,達成零極距 ( 詳圖 7-8),麥寮園區鹼廠實際改善效益可 節電193,485,500 度 / 年,節省 395,678 仟元 / 年,CO2減排123,443 噸 / 年。

7 台塑麥寮鹼廠電解槽改善前 資料來源:台塑公司塑膠部麥寮鹼廠

圖8 台塑麥寮鹼廠電解槽改善後 (資料來源:台塑公司塑膠部麥寮鹼廠)

面對現今網路發達、知識爆炸的世代,必須拋開過去一塵不變的思維,扭轉過 肯循環發電技術(Organic Rankine Cycle, ORC),利用冷卻過後的高溫冷卻水作為熱 源,加熱ORC 中的冷媒使其膨脹蒸發,推動螺桿膨脹機進行發電,膨脹後的冷媒

廠區良善的環境管理,達到製程物零洩漏,能降低現場同仁暴露於危險的機

Do/Check/Action) 的模式推動改善,加速邁向工廠智能化的管理,此外,還由各公司 不同領域,包括節能、節水及節電的專家組成企業內的「節能服務團」,推廣各廠間

2 台塑企業麥寮園區循環經濟整合成效表 2007 年 1.02 2.47 243.9 279.5 113.5 109.1 2018 年 0.98 1.72 202.9 13.0 85.2 108.0 減量 % 3.9 30.4 16.8 95.3 24.9 1.0

(10) 製程、設備能源效率提升。

麥寮園區自1999 年至 2018 年,針對上述 10 個項目,共約投資 176.9 億元,

完成5,980 件節能 ( 電 / 蒸汽 ) 改善案,每年約可減少 1,031.2 萬噸 CO2e,相當於 27,795 座大安森林公園的吸碳量。

單位產品用電量從2007 年 235 度 / 噸降低至 2018 年 178 度 / 噸,降幅 24 %,單 位產品用汽量則從2007 年 0.47 噸 / 噸降低至 2018 年 0.36 噸 / 噸,降幅 23 %,趨勢 圖詳見圖9-10。

圖9 麥寮園區2007~2018年用電減量趨勢圖

10 麥寮園區2007~2018年用汽減量趨勢圖(3)水循環

鑒於台灣地形因素,雖然降雨豐沛,但水資源貯存不易致水資源不足,麥寮園 區用水量受到環評限制,為了在用水量受到限制的情況下提升產量,麥寮園區自 1999 年至 2018 年,共投資 80.8 億元,完成 1,779 件節水改善案,可節省約 27.09 萬 噸/ 日用水量,即每年節水相當於 18.5 座新竹寶山水庫。另根據經濟部水利署節水 的評量指標計算,麥寮園區用水回收率含冷卻水循環(R1) 為 98.8%,用水回收率不 含冷卻水循環量(R2) 為 86.2 %,每滴水可使用 7.3 次 ( 依據台積電相同計算公式計 算),而國內石化產業回收率 R1 值範圍約在 71~90 %,R2 則為 50 % 以下。

2007 年 ~2018 年麥寮園區產量從 124 仟噸 / 日增加至 142.8 仟噸 / 日,平均用水 量則從306 仟噸 / 日下降至 245 仟噸 / 日,單位產品用水量亦從 2.5 噸 / 噸降低至 1.7 噸/ 噸,降幅 31 %,趨勢圖詳見圖 11。

面對全球極端氣候發生頻率逐漸增加的挑戰,台塑企業將推動海水淡化廠的設 立,作為備用水源,以因應未來可能缺水的風險,確保生產穩定。

圖11 麥寮園區2007~2017年用水減量趨勢圖

(四) 雨水回收

為了更進一步降低取水量,麥寮園區自2009 年起開始進行雨水回收,做好廠區 環境製程物零洩漏的管理,使收集來的雨水不用再經過過多的處理程序就能使用,

主要是作為冷卻水塔的補充水,雨水回收量自2009 年 1,865 噸 / 日提升至 2018 年 15,136 噸 / 日 ( 約佔 2018 年麥寮園區實際總用水量 6.2%),回收率則從 9.8% 提升至 92.8%,2019 年目標則以麥寮園區各公司 2018 年用水量加總之 10% 訂定 ( 約 25,000 噸/ 日 ),努力增加雨水收集面積及收集效率,雨水貯留成效詳圖 12。

圖12 台塑企業麥寮園區雨水貯留成效圖

(五) 廢棄物循環回收

台塑企業為了建構麥寮生態工業園區,園區內廢棄物處理原則係以(1) 廠內製程 減廢,(2) 資源回收再利用,(3) 無法回收之可燃廢棄物採焚化處理回收熱能,(4) 無 法回收之不可燃廢棄物採掩埋處理等原則,將廢棄物對環境的衝擊最小化。

麥寮園區廢棄物發生量逐年下降,從2009 年 2,125 噸,減少至 2018 年 1,935 噸,減量約8.94%,廢棄物再利用率近年則皆維持在 93~94% 左右 ( 詳圖 13),主要 減量策略是將,其中資源化項目除了煤灰可取代部分水泥,製成混凝土之外,還包 括(1) 廚餘堆肥製成肥料,(2) 廢觸媒中貴重金屬的回收再利用,(3) 排煙脫硫污泥製 成紅磚,(4) 氟化鈣污泥再製成人造螢石作為煉鋼廠的助熔劑等。

13 麥寮園區近年廢棄物產生量趨勢圖

(六) 將循環經濟延伸至價值鏈

前述原物料、能源及水循環範疇皆在單一廠內或廠跟廠之間,以生命週期評 估(Life Cycle Assessment, LCA) 的觀點來看,僅介於「搖籃到大門」,為了要實現完

前述原物料、能源及水循環範疇皆在單一廠內或廠跟廠之間,以生命週期評 估(Life Cycle Assessment, LCA) 的觀點來看,僅介於「搖籃到大門」,為了要實現完