1121循環經濟趨勢下全球化學產業的發展新方向工研院+劉致中

(1)

行政院環境保護署毒物及化學物質局

永續思維綠色化學多元教育大專院校研習營

循環經濟趨勢下

全球化學產業的發展新方向

報告人：劉致中副組長

研究團隊：林國權、陳明君、蕭亞漩

工研院產業科技國際策略發展所

2018年11月21日

(2)

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11)

(3)

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

(4)

http://greg-neville.com/2012/11/05/6242 2018/02 非洲撒哈拉沙漠 2018/06 越南北部 2018/03 南非開普頓 2017/09 美國德克薩斯州 2017/12 中國大陸上海 資料來源：網路資料 (2018/07)

(5)

「循環經濟」發展的源由



2014年1月世界經濟論壇 (World Economic Forum, WEF)中英國艾倫‧麥克阿瑟基金會

(Ellen MacArthur Foundation, EMF)發表了邁向循環經濟(Towards the Circular Economy)

一文，循環經濟一詞才開始廣為經濟學者所使用。



艾倫‧麥克阿瑟基金會委託的麥肯錫公司(McKinsey)於在2011年11月發表的「資源革命

(Resource Revolution:Meeting the world’s energy, materials, food, and water needs)」一文

為「邁向循環經濟」一文的主要基礎。

資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11) 原料製造消費丟棄線性 非循環

(6)

未來化學產業面臨的經營環境(I)

(7)

未來化學產業面臨的經營環境(II)

(8)

未來化學產業面臨的經營環境(III)

全球中產階級人數快速增加，資源消耗快速增加，

廢棄物量超出自然界負荷

(9)

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

(10)

全球主要的廢棄物種類

廢棄物產生量持續增加

 全球廢棄物產生量2017年為285億公噸，至2018年預估將達到293億公噸。

 環保議題、循環經濟議題火熱，卻無法降低地球每年產生的廢棄物。

(11)

工業廢棄物收集率接近八成

回收利用率不到四成

 2018年全球產生的工業廢棄物將達到164億公噸，

東南亞

與

中東

的工業化程度讓全球工業廢棄物

的產生量持續增加。

 由於各國政府對製造商的嚴格環境法規以及對廢棄物作為戰略資源的興趣日益增加，收集率預計

將從2017年的73.7%提高到2018年的76.8%。

 雖然收集率可達到接近8成，但是真正有效回收再利用的比例仍僅有3成7。

 全球工業回收服務的產值，預計將從2017年的1151.7億美元增加到2018年的1241.3億美元，成

長率為7.8％。

(12)

資料來源：Frost & Sullivan (2018/04)

全球城市固體廢棄物產出

(13)



「線性經濟」(Linear Economy) 的商業模式已經造成全球暖化的結果，

持續發展線性經濟將持續累積世代風險。



使用在既有格局內找出最新解決問題的技術，是頭痛醫頭、腳痛醫腳的

「鋸箭療法」。每創造一個新技術，解決問題的同時，卻也帶來了更多

的新問題。



以使用取代擁有的「消費文化」，以製造延伸到服務的「產業文化」，

以「相互依存」取代「獨善其身」的「合作文化」

，有利於改變企業的

體質，提升競爭力。

循環經濟重點是「經濟模式」

資料來源：中經院溫麗琪主任(2018/06)

(14)

循環經濟的定義與全球發展項目

1 定義

範疇

在實現【永續發展】的目標下，創造【經濟效益】並【提升競爭力】的新經濟模式。 1. 運用物質不斷循環、利用的經濟發展模式，形成「資源、產品、再生資源」的循環，使整個系統產生極 少的廢棄物，甚至達成零廢棄的終極目標，應用有限資源與再生資源達到資源永續應用與經濟永續發展。 2. 重視資源使用效率，使資源、材料、產品在生物循環與工業循環中價值最大化。

資料來源：Ellen MacArthur Foundation;工研院IEKConsulting (2018/11) 創新 綠色永續材料 高效製造技術 創新產品設計 新型商業模式 資源再生 生產與消費 廢棄物管理 擴展生產者責任制度 (EPR) 降低掩埋量 再生能資源運用 法規 能源與資源 效率最大化 化學工業 民生工業 生物可分解材料 回收材料 升級循環材料 跨域副產物循環 化學品租賃 一次性包裝革新 綠色紡織品開發 金屬機械工業 電子資通訊產業 低碳製程 特殊金屬原材料回收 綠色運輸工具 創新產品的生態設計 延伸生產者責任 產品維修與翻新 雲端降低硬體消耗 農林漁牧業 生物技術產業 服務業 產品維修、租賃、二手 平台 新型消費經濟 回收物流管理與自動化 生質材料/可堆肥材料 生物質循環技術 食物消耗管理 建築營造業 水電能源業 高性能建築材料開發 建築維修技術 再生建材應用規範 營建材料循環 再生水處理技術 跨域副產物循環





















(15)

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

(16)

循環經濟下的新商業模式(I)

所有權的移轉

(一)租賃—使用權與擁有權分開計價的商業模式

適合租賃的產品：高單價、高維護成本、高折舊率。

(二)化學品租賃的特性

適合租賃的化學品：高保存成本、使用具高風險性、廢棄後對環境影響大

(17)

循環經濟下的新商業模式(II)

實際案例

荷蘭Bundles洗衣月租型服務 孕婦裝租賃服務 荷蘭Mud Jeans的租賃服務 荷蘭史基浦機場的照明租賃 採用租賃式的照明設施。機場向飛利浦租借燈具，飛利浦則根據其需求及周圍環境的情況，設計出最佳的照明應用。在租賃服務到期後，這些燈具能夠被100%循環再利用。租賃到期，Mud Jeans視商品狀態，選擇將原料修復再製或回收。資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11)

(18)

化學品租賃的效益

(Chemical Leasing, ChL)

資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11) --當計價方式以輛時，材料商會開發更高效率的塗料(單位用量能塗佈的車輛增加)，也進而降低總體的塗料用量。

(19)

國際上的化學品租賃案例

化學品管理服務(Chemical Management Services, CMS)

(20)

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

(21)

海洋塑膠問題迫在眼前

塑膠微粒造成食物鏈危害

(22)

海洋塑膠主要來自一次性塑膠包材

(23)

22 台灣處理廢棄一次性塑膠包材的方式

土地與環境成本高昂

小袋包裝 (sachets) 一次保護膜 (tear-offs) 零食包裝 (sweet wrappers) 手搖杯 新竹縣新豐垃圾 掩埋場汙水滲漏 基隆八斗子垃圾 掩埋場垃圾裸露 新設垃圾掩埋場 用地取得困難 焚燒出戴奧辛 汙染食物鏈 焚化爐底渣非法 棄置汙染農地 承裝盒 食品包裝袋 衛生掩埋場 焚化爐 資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11)

(24)

台灣衛生掩埋廠空間利用率已接近臨界值

資料來源：行政院環保署；工研院IEK(2017.06)

• 102年底掩埋場及焚化廠共計129座。

• 102年底，未封閉之衛生掩埋場有104

座，尚在使用中之衛生掩埋場有66座；

按地區別來看，以臺東縣最多，花蓮

縣之。

• 102年底已營運之大型垃圾焚化廠計

24座，其中高雄市4座最多，新北市、

臺北市、及臺中市各3座次之。

• 105年公營衛生掩埋廠剩餘使用容

積僅餘13.9%(剩餘可掩埋容積433

萬立方公尺)。

雲林縣垃圾危機爆發二年多，至今仍懸而未決，垃圾山越堆越大，衍生的環境衛生問題。斗六垃圾堆置8,000公噸、4層樓高

(25)

中國大陸面臨土壤塑膠化的問題

寄望可分解塑膠解決困境

• 每年600公噸的地

膜被“犁埋”

• 北京報導--北京的

PM2.5值一度達到

每立方米755微克。

中國大陸新疆生產建設兵團第五師

八十九團的農民正在用小型農業機

械清除回收農田中殘留的地膜。

(26)

一次性塑膠包材的產業變革

材料與商業模式的轉變



2017 World Economic

Forum —The New Plastics

Economy



塑膠包裝材料的再利用和

回收利用率提升的策略

(目 前的回收率僅為14％)



計畫參與者

—Amcor

(澳洲醫 材公司)

/Coca-Cola/Danone

(法 國乳品公司)/

MARS

(美國食品公 司)/

Unilever

(荷蘭聯合利華公司) /

Novamont

(法國生質塑膠與化學 品公司)

資料來源：Ellen Macarthur foundation(2017/01)

 小型食品一次包裝應用可堆肥生質材料

 利用可重複使用的替代品替換一次性塑膠運輸袋  重複使用的包裝創造新型態的運輸模式

(27)

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

(28)

生質塑膠可以達到碳排放的平衡

PLA/PHA/PHB… 生物可分解材料

生質材料

(29)

生質塑膠於食品包裝之應用

28

生質塑膠種類 說明 澱粉基聚合物 -可生物分解的多醣 -聚苯乙烯（PS）替代品 -應用於食品包裝：一次性餐具、咖啡膠囊、瓶子 纖維類聚合物 -可生物分解的多醣 -特性：阻水氣低、機械性能差、加工性能差、脆性 -符合2007/42 / EC規定 -應用於食品包裝：麵包、水果、肉類、乾燥食品等 聚丙交酯（PLA） -可生物分解的熱塑性聚酯_{-應用於食品包裝：生鮮托盤、一次性餐具} 聚羥基鏈烷酸酯 （PHA） -生物分解聚酯 -特性：脆性、剛性、熱不穩定 -應用於食品飲料包裝 生物基聚丙烯（PP） 和聚乙烯（PE） -不可生物分解的乙烯基聚合物 -主要來源為甘蔗 -應用於食品包裝：微波食品、一次性餐具、食品包裝袋/膜 生物基聚對苯二甲酸 乙二醇酯（PET） -常規PET瓶替代品 -含達30％生物基原料 -應用於食品包裝：飲料瓶 生物基聚喃二甲酸乙 二酯（PEF） -不可生物分解聚酯 -特性：較PET具更佳屏障功能、達100％生物基原料 -應用於食品包裝：瓶子 脂肪族聚酯 -可生物分解聚合物，包括聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚乙烯琥珀酸酯（PES）、聚己二酸乙二醇酯（PEA） -應用於食品包裝：一次性餐具 脂肪族-芳香族聚酯 -可生物分解聚合物，包括聚己二酸丁二酯（PBAT）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBST） -應用於食品包裝：一次性速食包裝資料來源：Foodpackagingforum，食品所整理

(30)

生質材料產業的思維邏輯

DOE Top 12 Building Block Chemical

資料來源: T. Werpy and G. Petersen, DOE, 2004

1,4 Diacids •Succinic acid •Fumaric acid •Malic acid Aspartic acid Glycerol Itaconic acid Levulinic acid 3-Hydroxypropionate Glutamic acid Glucaric acid Sorbitol 3-Hydroxybutyrolactone Xylito/Arabitol 5-hydroxymethylfurfural

DOE

Top 12

(31)

全球最大PLA生產廠商—NatureWorks

(USA)

 全球第一家商業化生產生質塑膠的廠商。

 年產能達15萬噸。

 除了使用玉米、甘蔗等天然作物作為PLA的原料外，Nature works與CALYSTA 進行技

術合作，研發將甲烷直接合成為PLA；2014年更獲得美國能源部250萬美元專案開發金，

2016年於總部明尼蘇達州建立實驗室以獲得階段性成功，預計2018年設立試量廠工廠，

2026前建設出全球第一座量產甲烷發酵乳酸的工廠。

目前

產業開發

評估階段

(32)

生物循環—產品(重新)設計(II)

生質塑膠

― PHAs/PHBs

Bioplastics

Bioimplants

Drugs

PHAs/PHBs Production

PHAs/ PHBs 資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11)

(33)

(34)

C2 Bio-based Chemical—Ethylene and PE

生質乙烯的發展歷史



Halcon/Scientific Design、ICI、ABB Lummus、Petrobras、Solvay，及Union Carbide

等公司均曾經在印度、巴基斯坦、澳洲、祕魯、巴西等國建立以生質乙醇製生質乙烯的生產廠，

這些廠的年產能約介於3,000至30,000公噸之間，大部份廠於1990年期間因石油降價而停產

(35)

C2 Bio-based Chemical—Ethylene and PE

Braskem

的生質PE產品運用於利基市場

 The Green PE product line, which includes

LLDPE, HDPE and LDPE, is used by the plastic cork producer Nomacorc in its Select Bio range and TetraPak for the 13 bn/y cartons it produces in Brazil.  Braskem與德國集團(Eckes-Granini，有機果之生 產商)合作開發，德國集團所銷售的有機果汁將由 Braskem所生產的綠色塑膠瓶盛裝，為了幫助消費 者識別產品，Braskem創建了“I‘m GreenTM”標籤， 保證包裝的可再生來源  Braskem 打入天然化妝品包裝和素食者—Bio Vegan，旨在滿足以環保方式製造的產品的需求。因 此，化妝品以對自然產生較少的影響為開發宗旨。 其中包括身體磨砂，液體皂，沐浴油和身體乳液。

 Bio-ethylene are very low in Brazil and India (i.e.

around USD 1,200/t bio-ethylene).

產品

主要投資者

合作公司

設廠狀況

HDPE

 Braskem(Miami)  international laboratory Beta Analytic

驗證

日本豐田通商貿易公司  工廠位於巴西 Triunfo，2010年9月投產  投資R$ 500 million(約2.9億美金)  20萬噸PE產能  原料：甘蔗→乙醇→乙烯→HDPE

LLDPE

Braskem  原料：甘蔗→乙醇→乙烯→LLDPE

(36)

C3 Bio-based Chemical—ECH

Solvay已成功建立生質ECH產業鏈

主要投資者

合作公司

設廠狀況

(2010→2016) Solvay 與法國Diester(生產柴油公司)簽訂長期供料合約  法國Tavaux生產基地  產能：1萬公噸/年→2萬公噸/年 (總產能5萬公噸/年)  2007年4月試車  原料：生質甘油 Solvay Group(50.01%)/ PTT Chemical Public Company (24.98%) /Charoen Pokphand Group(11.87%)  泰國Map Ta Phut廠(Solvay Biochemical Thailand)  產能：10萬公噸/年  投資3.6億泰銖 (3.4億台幣)  2012年Q1投產  原料：生質甘油 —  中國大陸江蘇省泰興  產能：10萬公噸/年  2014年Q2投產  原料：生質甘油 Dow Chemical — 中國上海漕涇 產能：15萬公噸/年 GTE技術首次應用資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11)

(37)

C3 Bio-based Chemical—1,3-PDO

Dupont 開啟護理用品市場

生產廠商

設廠狀況



Dupont Tate & Lyle Bio

Products



Loudon, Tennessee, 美國

產能：6.5萬公噸/年 原料：玉米 製程：發酵 2009年投產

 DuPont的生質1,3丙二醇經由兩個品牌—Susterra

和Zenmea進行行銷

 Susterra為工業用途應用，作為防凍、除冰劑、

傳熱應用液態衣物清潔劑、洗手液、自動洗碗

機清潔劑、地毯清潔劑、硬表面清洗劑和玻璃

清潔劑配方。

 Zemea純度高，不會對皮膚造成刺激性和過敏

反應，以及環保友好特性，可作為化妝品，個

人護理，家居護理，液體洗滌劑行業使用

 杜邦用于生產其Sorona聚酯（PTT）

(38)

C4 Bio-based Chemical—Succinic acid

BioAmber經由合作確認產品出路後，大規模擴充產能

主要投資者

合作公司

設廠狀況

BioAmber

Scale up the technology at

Agro-industrie Recherches & Developpements (ARD) multipurpose demonstration-scale facility in Pomacle

 法國Pomacle

 產能：350,000 litres/年  Pilot Plant

與日本貿易商三井物產

(Mitsui & Co)共同投資建造，三井同時必須每年負責購買1 萬噸/年SA。 BioAmber與經銷商Vinmar簽訂協議，將採購1萬噸/年SA，共計15年。  加拿大Sarnia  產能：3萬公噸/年(全球最大SA廠)  投資額：1.42億美金  原料：糖  2015年8月運轉  預計2018年二階段建廠完畢，屆時可生產20萬噸SA；7萬噸/年的1,4-BDO 與3萬噸/年的THF BioAmber並與Vinmar合作打造北美的第二個工廠，並已承諾購買從工廠生產的5萬噸 SA，及所有BDO和THF。  美國Louisiana或Canada  產能：10萬公噸/年SA，7萬噸/年的7 萬噸/年的1,4-BDO與3萬噸/年的THF  原料：糖  2017年運轉

The Sarnia facility uses yeast to produce succinic acid at low pH

(39)

C4 Bio-based Chemical—Succinic acid

既有廠皆穩定生產中

主要投資者

合作公司

設廠狀況

Myriant  美國能源局(DOE)出資5000萬美金，美國農業部貸款2500 萬美金及路易斯安那州政府交通運輸部出資1000萬美金所建成。

 Myriant and Azelis sign European distribution agreement

for biosuccinic acid(2015/01)

 美國Lake Providence , Louisiana  產能：1.4萬公噸/年  原料：  2013/6量產泰國PTT公司簽屬合作協定  泰國  6.5萬公噸/年  規劃中，未建廠中國大陸藍星集團計畫以IPO方式進行合作  中國大陸南京  10萬噸/年  規劃中，未建廠 Reverdia —  義大利的Cassano Spinola地區  1萬公噸/年  2012年12月運轉 Purac 2012年10月BASF與荷蘭的Purac合資成立生產生質琥珀酸的公司  西班牙Montmelo地區  產能：1萬公噸/年  2014/9量產資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11)

(40)

C5 Bio-based Chemical—FDCA

Avantium的生質FDCA即將量產



Avantium與BASF成立合資公司Synvina進

行量產

(2016/10)

BASF and Avantium have set up Synvina, a joint

company (51% BASF)for the production and marketing of furan dicarboxylic acid (FDCA) fromrenewable

sources.

Synvina will invest several hundred million Euros for the construction of a 50,000 tonnes/y unit at Antwerp,

Belgium.

Synvina will continue to work with Toyobo for the polymerization and development of polyethylene furanoate(PEF) for food and electronics packaging applications.

It will also work with Mitsui for thin films and PEF bottles in Japan.

Synvina also plans collaborations with Coca-Cola, Danone, ALPLA and other companies for PEF bottles.



生產技術

將碳水化合物降解為5-HMF(5-hydroxy-methyl-furfural) 的衍伸物RMF，再經催化氧化反應成FDCA (2,5-furan dicarboxylic acid) 估算年產能35萬公噸的商業化廠，每公噸FDCA的價格約500~1200歐元，每公噸PTA的價格約600~1200歐元

Aerial view of Avantium‘s pilot facility in the Netherlands

PEF bottles

Furan dicarboxylic acid (FDCA)

(41)

C6 Bio-based Chemical—Benzene

Virent的APR技術仍有待突破

 APR技術量產製程尚未成功

 Virent has announced that it has established a strategic Consortium with Tesoro, Toray, Johnson Matthey and The Coca-Cola Company focused on completing the development and scale up of

Virent‘s BioForming technology to produce low carbon bio-based fuels and bio -paraxylene(2016/09)

 Virent被Tesoro併購

(2016/09)  Tesoro石油公司主要採用Virent的生物燃料，滿足聯邦和加州的可再生燃料標準。

 APR技術

 使用異相觸媒，在溫度450~575 K、壓力10~90bar 的反應條件下進行脫氧反應資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11)

(42)

Coca-Cola逐步建構PET產品的循環經濟體系

(43)

食品飲料廠商包裝回收措施

資料來源：Beveragedaily、Foodnavigator、Nestle、Coca Cola、Pepsico、Mars、Mondelez，IEKConsulting(2018/11)

 與The Recycling Partnership 合作，在美國400多個社區投資回收基礎設施及教育。  改變包裝設計，使用可回收 包材，提高包裝回收率。  訂定2025年全部產品包裝都 可回收之目標。  2017年在英國市場瓶裝飲料含25%回收PET(rPET)，到 2020年將達到50%。目的為了增加包裝回收率。  透過包裝及行銷活動，推廣 飲料瓶回收。  提供可回收包裝和可回收的 生質PET瓶。  訂定2025年70%產品包裝可回收之目標。  在北美水品牌包裝與 Good Magazine 合作，推動回收教 育。同時和The Good Guide to Recycling 創立視訊和資訊圖 表，幫助消費者了解回收系統。  在全球各地推出含50-100%回 收PET瓶(rPET)。  89%包裝可循環回收再利用。  80%包裝膜設計成便於回收設施的可循環利用。  儘可能將軟包裝轉為單一包材，便於回收。

(44)

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

(45)

寶特瓶回收無法實現Closed-loop

(46)

多數廢輪胎進行降級使用

平級與升級應用技術的發展

 升級循環(Upcycle)

– 將副產品、廢料或產品轉化為新

材料，製成性能相同甚至更好，

或是對環境影響更小產品的過程。

 回收材料循環

— 與原材料相比，製成較低品質、

低性能之回收材料。

生膠片 橡膠粒/板

輪胎

(47)

rPET to rEG and rPTA

資料來源：遠東新世紀

(48)

Resinate’s Polyol from rPET

(49)

Circular Chain of Resinate

(50)

Petopur’s Polyol from rPET

The plant started operation in February 2009 with a capacity of approx. 3800 tons

per year of aromatic and aliphatic polyester polyols

資料來源：Petopur(2018/09)

Petopur之反應器等設備是與德國的H&S

Anlagentechnik GmbH進行合作

(51)

Huntsman’s TEROL

®

_{from rPET}

Digestion



具備難燃性，可減少PU系統中難燃劑之使用是

該產品之優勢，結構性絕熱板材與噴塗式PU泡

棉(spray polyurethane foam, SPF)等硬質泡

棉是Huntsman鎖定的應用。

(52)

AMPF’s polyol from waste foam PU and rPET

Acidolysis



RAMPF公司發在歐盟與德國官方專案補助下，發展這套系統已經超過20年，並於

2012年開始工業化生產。



PU泡棉仍為此類聚酯或聚醚多元醇主要的應用領域。



除了在德國、美國、中國大陸和日本設廠外，2018年該公司也進駐中東地度的Dubai。

資料來源：RAMPF

(53)

Agilyx’s PS Recycling Facility

PS Foam Lifesaver



Agilyx公司在美國奧勒岡州興建聚苯乙烯熱裂解回

收設施，每天可將10噸剛性和泡沫PS轉化為苯乙烯

單體。



美國專門生產PS和苯乙烯單體的Styrenics公司的

創新和可持續發展經理Jon Timbers表示：“消費

者已經開始放棄我們的產品，因為產品使用後沒有

適當的處理選擇，對於一個PS生產商來說，這有點

像已經快在海洋中淹死時，有人扔給妳一個救生圈。



Agilyx首席執行長Joe Vaillancourt表示：他們測

試了數千種產品混合物和基質，達到今天的產品規

格。



2017年，總部位於德國的另一家PS生產商—

INEOS Styrolution的美國子公司INEOS

Styrolution America與Agilyx達成了開發協議。



INEOS也與另一家從PS中回收苯乙烯單體的公司簽

訂協議。這家位於加拿大安大略省的公司是利用在

微波爐來進行PS的解聚製程。

資料來源：Agilyx(2018/04/25)

(54)

Saperatec

多層包裝拆解技術

(55)

CADEL DEINKING

印刷包裝塑膠回收技術

(56)

PE/PA多層膜回收技術

(57)

Dow’s Compatibilizer Technology

RETAIN™ Polymer Modifiers

Win "Sustainable Technology Packaging Award 2016"

(58)

Printpack

easy-tear PE pouch design

(59)

塑膠包裝回收應用仿生技術

蕃茄醬包裝：借鏡豬籠草結構

 LiquiGlide 公司開發出如蕃茄

醬、沙拉醬等黏性食品，不易沾

黏的包裝塗層。

− 其將豬籠草作為光滑材料表面的仿生對象，研發液體浸漬的塗料，為包裝內部與黏性食品之間的光滑介面。 − 塗層永久性附著於包裝內側，並可讓黏性食品完全滑落，沒有殘留物。另保持包裝清潔，大大減少後續回收處理，水和能源的使用。

優格包裝蓋：借鏡蓮花葉結構

 日本 Morinaga 公司與 Toyo

Aluminium合作，應用蓮花葉

不附著水的原理，研發出不

沾黏優格的鋁蓋。

− 食用優格時，多數鋁蓋會沾黏內容物，造成食物浪費。 − 當包裝與內容物接觸大於某個角度時，優格就不黏著於杯蓋。資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11)

(60)

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

(61)

丹麥科倫德堡工業區的作法

副產品/廢棄物廠區間的循環利用

資料來源：生態工業園區規劃及營運機制之研究 (邱崇德)

發電廠：

蒸汽→養魚場、其他工

廠、居民加熱之熱能

灰飛→水泥製造商、城

鎮鋪路

石膏→石膏廠

煉油廠：

瓦斯→石膏廠、發電廠

冷水→發電廠

製藥廠：

生物汙泥→農業肥料

石膏廠：

回收發電廠硫份占石膏

產品進料的2/3

(62)

(63)

BASF的製程一體化設計(I)

(64)

BASF的製程一體化設計(II)

(65)

生物質升階應用 •沼氣回收 •生物質利用(食用蛋白質 •製造生物燃料及生化品營建材料應用 •大規模清洗底灰 •清理後底灰為營建材料 •鐵和非鐵物料升階利用回收和社會責任 •電子廢物處理 •紡織品分類 •大型垃圾分類 •油漆回收(乳膠) 廢棄物能源化 •蒸氣供應工業 •二氧化碳捕捉 •家庭供熱使用大尺度物料回收 •垃圾分選 •塑料分類 •尿布循環回收 •回收紙張升階利用資料來源：AEB簡報資料(2017/2)

荷蘭AEB電力公司的廢棄物能源化(WtE)

(資源+能源循環)

1.垃圾回收與再應用

2.高能源效率(30.6%)，每年減碳156~438 kton排放/百萬噸進料，提供阿姆斯特丹市 54%

再生能源，碳捕捉、熱電應用、底渣循環再利用

3.污水生物污泥、沼氣能源回收、biomass升級回收

(66)

• 產品評估

–

產品以高值化為優先，耗能採用最佳可行技術(best practice technology,

BPT)

• 耗能評估

–

新製程, 對苯二甲酸新製程節能達50%

–

IEA評估, 公布各產業最佳可行技術

65

大宗化學品製程能源效率評估

IEA【最適可行技術】可做為【評估標準】

1 2 3 4 RENF EED Z-6B 6 Z-6C 7 12 8 Z-8C 8C 8B 25 17 Z-8A Z-8B 6B Z-2 Z-8D 18A 18 19 20 21 B1 F-101 _R-101 E-101 E-102 V-104 C-201 M-201 SEP C-202 C-203 P-201 C-204 P-202

– 產品單位耗能指標, 工研院近十年完成鋼

鐵、水泥、石化、電子、食品產品單耗

指標，並持續更新

– 以

電腦模擬

協助評估

(67)

關鍵技術特色：

 解決高阻尼與剛性的衝突限制，開發高阻

尼與高剛性並存的碳纖複材

。 • 利用碳纖複材降低支臂重量，達成節能減碳需求，並以疊層設計彌補剛性不足缺陷。 • 本計畫利用奈米碳管及纖維複材間微滑動現象所產生阻尼機制，設計一個可行的運動結構件之振動抑制，同時大幅縮短振動衰減時間(Settling)。

產品流程示意

【應用範疇】制振奈米複合碳材研製與應用

制振膜材專利組合疊層設計受力結構分析驗算單步驟表面改質技術資料來源：工研院材化所劉時州博士(2018/09)

應用範圍

3C製造業水五金業金屬加工業

目標達成規格(ITRI)

國際規格(Denson)

 可動結構件:12Kg  Payload: 5kg  趨緩時間:0.5sec < 0.05 mm  平均能耗:1500 W  可動結構件:20Kg  Payload: 1.5kg  趨緩時間:1.0sec < 0.05 mm  平均能耗:3000 W *大安森林公園CO₂的吸收量為一年389公噸計算 1.5KW×210天×24小時×3600秒/小時

×0.623 KgCO2eq/千瓦 =16,955TCO2eq

43.5.座大

安森林公園

台電計畫基準

(68)

台灣工業區目前在循環經濟下努力的方向

經營條件的改變

—既有與新設工業區的能、資源整合

既有工業區整合所面臨問題

 能源產生者與利用者距離過遠，整合不具效益 (以能源產生者為核心建立整合應用群聚)。  台灣廠商的【下腳料】與【廢棄物】已循環利用到僅存熱能回收的剩餘價值，目前均採焚化方式進行處理，耗費運輸成本與未回收熱能利用。  連熱能回收剩餘價值也無的無機廢棄物，目前採掩埋方式處理，造成專業處理場容積快速減少。

新設工業區整合原則

 規劃引入可能資源整合應用廠商(土地利用商業模式調整)。  設立能資源整合相關之公共設施(汽電共生廠、共同管道…)。

 設立區域、小型、結合汽電共生的焚化爐

 建立安全風險控管機制，開放填海造陸應用

管道

(69)

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

(70)

新型態的生質建材



菌絲體技術

(Mycelium Technology)



MycoBoard™ products



A biofabricated, certified sustainable, form

of engineered wood.



Growning using mycelium – “nature’s

glue” .



Current Applications

 Furniture (Structural and Non Structural)

• Gunlocke

 Work surfaces

 Molded furniture components

 Seatbacks  Architectural panels  Door cores  Cabinetry 資料來源：Ecovative網站(2017/05) Gunlocke®

(71)

營建材料循環(I)

荷蘭Venlo循環園區

—設計端導入循環經濟

(72)

營建材料循環(II)

荷蘭Park20|20園區

 Park20|20每一個設計環節都以人為

本，符合人體工學的架構和技術

 辦公空間的設計創造出最舒適與最

佳利用率的辦公室環境，以提高工

作士氣和工作產能

 以搖籃到搖籃概念作設計，建築物

使用的建材通過搖籃到搖籃的認證

(73)

纖維素纖維逐漸成為織物主流

 纖維素纖維

終端產品主要應用於 服裝、家飾用紡織品、 不織布等產品。蘭精之木材供應商需具備國際森林認證，主要來自奧地利、及鄰近國家如捷克。使用 FSC®_{（森林管理委員會，Forest} Stewardship Council）和PEFC™（泛歐森林認證體系，Pan European Forest Certification）認證系統作為木材來自可持續來源的驗證。原材料取得，來自無爭議的樹木來源，透過「再生」方式繁殖，即樹木可自行繁殖生長，毋須人工灌溉或種植。 _{奧地利廠估計已銷售全球近70萬噸} Tencel®_{纖維。總計集團投入} Tencel®_{生產金額已達7.5億歐元，} 目前除奧地利外，也於美國、英國生產。銷售纖維予布料、終端製品製造商，並授權其使用品牌吊牌。終端產品主要應用於 服裝、家飾用紡織品、 不織布等產品。資料來源：工研院IEKConsulting (2018/11)

(74)

結論與建議



切莫為循環而循環—循環經濟是有應用限制的(自然界趨勢

朝向最大亂度方向走/成本是必要考量因素)



循環是手段，經濟是重點



循環經濟不是萬靈丹—循環經濟是有後遺症的

(75)

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建永續

循環

再生創新

經濟

ieknet.iek.org.tw/IEKTopics/2017

1121循環經濟趨勢下全球化學產業的發展新方向 工研院+劉致中

行政院環境保護署毒物及化學物質局

永續思維綠色化學多元教育大專院校研習營

循環經濟趨勢下

全球化學產業的發展新方向

報告人：劉致中 副組長

研究團隊：林國權、陳明君、蕭亞漩

工研院 產業科技國際策略發展所

2018年11月21日

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新



生質材料/可堆肥材料



回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環

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綠色紡織



結論與建議

簡報大綱



循環經濟的發展緣由



全球廢棄物的種類與產生狀態



新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新

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生質材料/可堆肥材料

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回收材料/升級循環材料



跨域副產物循環



營建材料循環



綠色紡織



結論與建議

「循環經濟」發展的源由



2014年1月世界經濟論壇 (World Economic Forum, WEF)中英國艾倫‧麥克阿瑟基金會

(Ellen MacArthur Foundation, EMF)發表了邁向循環經濟(Towards the Circular Economy)

一文，循環經濟一詞才開始廣為經濟學者所使用。



艾倫‧麥克阿瑟基金會委託的麥肯錫公司(McKinsey)於在2011年11月發表的「資源革命

(Resource Revolution:Meeting the world’s energy, materials, food, and water needs)」一文

為「邁向循環經濟」一文的主要基礎。

未來化學產業面臨的經營環境(I)

未來化學產業面臨的經營環境(II)

未來化學產業面臨的經營環境(III)

全球中產階級人數快速增加，資源消耗快速增加，

廢棄物量超出自然界負荷

簡報大綱



循環經濟的發展緣由

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全球廢棄物的種類與產生狀態

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新型態化學品交易模式—化學品租賃



一次性包材革新

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生質材料/可堆肥材料

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回收材料/升級循環材料

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跨域副產物循環

1121循環經濟趨勢下全球化學產業的發展新方向工研院+劉致中

報告人：劉致中副組長

工研院產業科技國際策略發展所