第三冊 資源及產品 循環應用技術

中華民國 107 年 12 月

第三冊 資源及產品 循環應用技術

發行人／

潘文炎

財團法人中技社董事長

主　編／

鄒　倫

財團法人中技社主任

張祖恩

成功大學環境工程學系特聘教授

循環經濟系列叢書

循環經濟系列叢書

第一冊 總論

第二冊 循環經濟評估工具技術

第三冊 資源及產品循環應用技術

第四冊 系統科技與商業創新

使用再生紙印製 ISBN 978-986-97218-9-9

循環經濟系列叢書第三冊資源及產品循環應用技術財團法人中技社 發行

09

第三冊 資源及產品循環 應用技術

執行摘要 第一章 前言

第二章 生物循環模式 2.1 生物層級應用 2.2 生化原料應用 2.3 生物能源應用 第三章 工業循環模式 3.1 維修

3.2 再使用 3.3 再製造/翻修 3.4 循環利用 3.5 綜合性循環模式 第四章 有機資源循環應用技術 4.1 塑膠與橡膠

4.2 食用油與礦油 4.3 有機污泥

4.4 生質廢棄物（農業）

第五章 無機資源循環應用技術 5.1 還原碴與氧化碴（煉鋼業）

5.2 無機污泥

5.3 底渣與土石（土地新生）

5.4 電子電器物品（貴金屬）

第六章 行業應用案例 6.1 電子業 6.2 紡織業 6.3 能源業 6.4 土木營建業 6.5 農業

6.6 其他應用案例 第七章 結語

中華民國 107 年 12 月

第三冊 資源及產品 循環應用技術

發行人／

潘文炎

財團法人中技社董事長

主　編／

鄒　倫

財團法人中技社主任

張祖恩

成功大學環境工程學系特聘教授

循環經濟系列叢書

循環經濟系列叢書

第一冊 總論

第二冊 循環經濟評估工具技術

第三冊 資源及產品循環應用技術

第四冊 系統科技與商業創新

使用再生紙印製 ISBN 978-986-97218-9-9

循環經濟系列叢書第三冊資源及產品循環應用技術財團法人中技社 發行

09

第三冊 資源及產品循環 應用技術

執行摘要 第一章 前言

第二章 生物循環模式 2.1 生物層級應用 2.2 生化原料應用 2.3 生物能源應用 第三章 工業循環模式 3.1 維修

3.2 再使用 3.3 再製造/翻修 3.4 循環利用 3.5 綜合性循環模式 第四章 有機資源循環應用技術 4.1 塑膠與橡膠

4.2 食用油與礦油 4.3 有機污泥

4.4 生質廢棄物（農業）

第五章 無機資源循環應用技術 5.1 還原碴與氧化碴（煉鋼業）

5.2 無機污泥

5.3 底渣與土石（土地新生）

5.4 電子電器物品（貴金屬）

第六章 行業應用案例 6.1 電子業 6.2 紡織業 6.3 能源業 6.4 土木營建業 6.5 農業

6.6 其他應用案例 第七章 結語

中華民國 107 年 12 月

第三冊 資源及產品 循環應用技術

發行人／

潘文炎

財團法人中技社董事長

主　編／

鄒　倫

財團法人中技社主任

張祖恩

成功大學環境工程學系特聘教授

循環經濟系列叢書

循環經濟系列叢書

第一冊 總論

第二冊 循環經濟評估工具技術

第三冊 資源及產品循環應用技術

第四冊 系統科技與商業創新

使用再生紙印製 ISBN 978-986-97218-9-9

循環經濟系列叢書第三冊資源及產品循環應用技術財團法人中技社 發行

第三冊 資源及產品循環 09

應用技術

執行摘要 一、目標 二、範圍 三、內容 第一章 前言

第二章 生物循環模式 2.1 生物層級應用 2.2 生化原料應用 2.3 生物能源應用 第三章 工業循環模式 3.1 維修

3.2 再使用 3.3 再製造/翻修 3.4 循環利用 3.5 綜合性循環模式 第四章 有機資源循環應用技術 4.1 塑膠與橡膠

4.2 食用油與礦油 4.3 有機污泥

4.4 生質廢棄物（農業）

第五章 無機資源循環應用技術 5.1 還原碴與氧化碴（煉鋼業）

5.2 無機污泥

5.3 底渣與土石（土地新生）

5.4 電子電器物品（貴金屬）

第六章 行業應用案例 6.1 電子業 6.2 紡織業 6.3 能源業 6.4 土木營建業 6.5 農業

6.6 其他應用案例 第七章 結語

序

財團法人中技社(CTCI Foundation)( 以下簡稱本社 ) 於 1959 年 10 月 12 日創設，以「引進科技新知，培育科技人才，協助國內外經濟建設及 增進我國生產事業之生產能力為宗旨」。初期著力於石化廠之設計與監 建，1979 年轉投資成立中鼎工程，承續工程業務 ；本社則回歸公益法人 機制，朝向裨益產業發展之觸媒研究、污染防治與清潔生產、節能、及環 保技術服務與專業諮詢。2006 年本社因應社會環境變遷的需求，在環境 與能源業務方面轉型為智庫的型態，藉由專題研究、研討會、論壇、座談 會等，以及發行相關推廣刊物與科技新知叢書，朝知識創新服務的里程碑 邁進，建構資訊交流與政策研議的平台 ；協助公共政策之規劃研擬，間 接促成產業之升級，達成環保節能與經濟繁榮兼籌並顧之目標。

本社有感於資源對環境與產業發展有相當的重要性，自2006 年轉型 為智庫起，即將資源列為議題範疇，從物質循環及碳循環、物質流及碳循 環、永續資源管理、國內外循環經濟發展趨勢、中小企業轉型至循環經濟 之挑戰與契機、循環經濟推動的重要關鍵議題等，共出版6 本專題報告。

循環經濟目前為政府大力推動之5+2 創新產業之一，為讓讀者對循環經 濟全貌有一完整的理解，除彙總過去10 多年之相關研究內容，並納入國 內外推動循環經濟一些新的科技與新的思維，包括循環經濟之整體運作機 制、評估工具技術、資源及產品循環應用技術，以及到近年廣泛被討論的 系統創新與商業體系等議題，出版本套叢書。

I

主編並統籌規劃，第一、二冊主要由臺灣大學環境工程學研究所馬鴻文教 授主導協助，第三冊由臺北科技大學環境工程與管理研究所張添晉特聘教 授主導協助，第四冊由桓達科技股份有限公司執行副總鄭兆凱博士主筆。

團隊除上述三位外，亦包括中華經濟研究院第一研究所劉柏定助研究員 ； 成功大學環境工程學系陳必晟助理教授 ；中國文化大學土地資源學系陳 起鳳副教授 ；社團法人台灣循環經濟與創新轉型協會施秀靜秘書長、廖 孟儀研究員及蕭明瑜副研究員 ；臺灣大學環境工程學研究所卓瑜玉研究 助理、鄭光利、陳立衡博士生及李昀晟、侯乃華、江佳芸碩士生 ；臺北 科技大學環境工程與管理研究所黃思緯、吳積承、洪毅翔、徐佳駿、楊鈞 翔、陳俊翰、曾逸貞及林俊誠碩士生 ；與本社同仁陳潔儀組長、黃玠然 副研究員等共25 位參與撰寫，共同完成本套叢書共四冊，供產官學研界 參考。

財團法人中技社董事長 潘文炎 2018年12月

II

導論

石油危機之後，全球產業已經歷幾次資源價格攀升的營運風險，包括 先起漲的原油與糧食，以及接續的金屬與高科技仰賴的稀有元素材料，近 10 年物價漲幅已抵消過去 100 年累積的降幅，全球正面臨著資源風險增 加的挑戰，許多標竿國家與智庫體認到從線性經濟轉型為循環經濟的迫切 性，也因此提出發展循環經濟的目標與策略。台灣資源回收做得早，且自 2016 年起，政府開始正視循環經濟，並列為 5+2 創新產業之一。

然而在轉型循環經濟之過程中，除需先對循環經濟的概念與發展有 完整性了解外 ；對推動循環經濟可能產生之效益或衝擊如何做整體性評 估 ；可運用之技術有哪些以及如何跳脫傳統僅以廢棄物回收利用為目標 之循環經濟，提升為以系統科技提高所有循環過程中之價值，進而創造循 環經濟新的觀點等，對政府還是產業來說都相當重要。

本叢書共分四冊，第一冊從國內外政府與企業推動循環經濟現況與趨 勢談起，梳理台灣轉型循環經濟所面臨的課題與挑戰 ；第二冊論述循環 轉型程序中可採用的評估工具，針對各種評估工具，提出其原理、執行步 驟及其於循環經濟上的應用，並釐清循環經濟轉型過程中可能產生的效益 與衝擊，再綜合探討較佳之策略方案 ；第三冊以生物循環模式、工業循 環模式、有機循環應用、無機循環應用為主軸，彙整過去發展成熟之技術 為主，再輔以行業資源化應用之技術使用與運用案例說明 ；最後第四冊 探究各種資源，包括無機資源、有機資源以及基礎設施（水、電、熱、資

III

何整合自身的價值鏈，跨越到另一個循環產業創造契機，並引導既有的製 造型態企業，轉型成為服務化的組織發展，最後以嶄新的循環經濟天牛圖 取代傳統的蝴蝶圖，歸納系統科技與商業創新的結合。

台灣資源稀缺，多數資源仰賴進口，本套循環經濟系列叢書，提供政 府及企業了解如何透過有效利用資源的同時創造經濟價值，來推動循環經 濟的發展，透過科技整合與商業模式創新，掌握關鍵問題，尋求解決方 案，創造循環經濟所帶來的群聚價值。

亟待政府、產業界、學研界與消費者共同努力，讓循環經濟成為新的 經濟價值典範。

IV

叢書目錄

第一冊 總論 第一章 前言

第二章 各國循環經濟之目標與藍圖

第三章 我國循環經濟之目標、藍圖與運作機制 第四章 課題與挑戰

第五章 結語

第二冊 循環經濟評估工具技術 第一章 前言

第二章 物質流分析 第三章 生命週期評估 第四章 成本效益分析 第五章 風險評估

第六章 評估方法的整合及案例 第七章 結語

第三冊 資源及產品循環應用技術 第一章 前言

第二章 生物循環模式 第三章 工業循環模式

第四章 有機資源循環應用技術 第五章 無機資源循環應用技術 第六章 行業應用案例

第七章 結語

第四冊 系統科技與商業創新 第一章 系統科技與循環轉換特性 第二章 系統科技在資源循環的應用 第三章 循環監測與控制運作

第四章 科技加成循環經濟的投資價值 第五章 商業創新與服務價值鏈 第六章 資源永續應用與關鍵契機 第七章 結語

V

第三冊 資源及產品

循環應用技術

» 執行摘要» ��������������������� 1 »

第一章» 前言

第二章» 生物循環模式

» 2.1» » 生物層級應用»������������� 14

» 2.2» » 生化原料應用»������������� 16

» 2.3» » 生物能源應用»������������� 22

第三章» 工業循環模式

» 3.1» » 維修»����������������� 26

» 3.2» » 再使用»���������������� 29

» 3.3» » 再製造 / 翻修» ������������� 34

» 3.4» » 循環利用»��������������� 40

» 3.5» » 綜合性循環模式»������������ 43

目錄 Content

IX

第四章» 有機資源循環應用技術

» 4.1» » 塑膠與橡膠»�������������� 47

» 4.2» » 食用油與礦油»������������� 58

» 4.3» » 有機污泥»��������������� 64

» 4.4» » 生質廢棄物（農業）»���������� 69

第五章» 無機資源循環應用技術

» 5.1» » 還原碴與氧化碴（煉鋼業）»������� 81

» 5.2» » 無機污泥»��������������� 85

» 5.3» » 底渣與土石（土地新生）»�������� 87

» 5.4» » 電子電器物品（貴金屬）»�������� 94

第六章» 行業應用案例

» 6.1» » 電子業»���������������� 99

» 6.2» » 紡織業»���������������� 104

» 6.3» » 能源業»���������������� 109

目錄 Content

X

» 6.4» » 土木營建業»�������������� 115

» 6.5» » 農業»����������������� 123

» 6.6» » 其他應用案例»������������� 129

第七章» 結語

目錄 Content

XI

» 表 2.1» » 生質高分子材料製造技術類型»������ 17

» 表 2.2» » 生質高分子材料製造技術»�������� 18

» 表 4.1» » 七大類塑膠類別»������������ 48

» 表 4.2» » 橡膠資源化技術»������������ 55

» 表 4.3» » 廢潤滑油回收處理技術»��������� 63

» 表 4.4» » 有機性污泥申報量»����������� 64

» 表 4.5» » 污泥減量之技術比較»���������� 65

» 表 4.6» » 我國污泥堆肥製品有害金屬成分限值»��� 67

» 表 5.1» » 還原碴再利用»������������� 82

» 表 5.2» » 氧化碴再利用前處理»���������� 83

» 表 5.3» » CNS»15310「瀝青鋪面混合料用鋼爐碴粒料」»

» 標準»����������������� 84

» 表 5.4» » 無機污泥申報量»������������ 85

» 表 5.5» » 二階段焚化底渣再利用處理技術»����� 89

» 表 5.6» » 營建剩餘土石方分類»���������� 90

» 表 5.7» » 營建剩餘土石方再生利用方法»������ 93

» 表 6.1» » 貴金屬主要回收的產業及產品»������ 99

表目錄

XII

» 表 6.2» » 弘馳貴金屬回收產業»���������� 100

» 表 6.3» » 佳龍科技貴金屬回收產業»�������� 101

» 表 6.4» » 各國底渣應用»������������� 117

» 表 6.5» » 營建剩餘土石方再生利用»�������� 118

» 表 6.6» » 建築剩餘土石方再利用»��������� 128

表目錄

XIII

» 圖 1.1» » 臺灣推動循環經濟願景»���������� 5

» 圖 1.2» » 線性經濟與循環經濟»����������� 6

» 圖 1.3» » 臺灣資源循環產業範疇»���������� 7

» 圖 2.1» » 中國四川省成都市安龍村有機農法»���� 12

» 圖 2.2» » 生物循環»��������������� 13

» 圖 2.3» » 層級應用下各階段木材加工應用»����� 15

» 圖 2.4» » 碳化技術流程示意圖»���������� 21

» 圖 2.5» » 生質物應用流向»������������ 22

» 圖 3.1» » 工業循環»��������������� 25

» 圖 3.2» » Ubag 再使用» ������������� 30

» 圖 3.3» » 能源與資源的整合利用»��������� 31

» 圖 3.4» » 丹麥卡倫堡產業共生範例»�������� 32

» 圖 3.5» » 德國企業推動能資源整合»�������� 33

» 圖 3.6» » 汽車產業二手零件再製造作業流程»���� 35

» 圖 3.7» » NISSAN 汽車保險桿再製造»������� 36

» 圖 3.8» » 太平洋水泥廠 AK 系統»��������� 37

» 圖 3.9» » 產品與售後服務鏈結概念»�������� 38

» 圖 3.10» » 慧與科技再製造流程圖»��������� 39

圖目錄

XIV

» 圖 3.11» » 工業循環示意圖»������������ 40

» 圖 3.12» » 海洋垃圾製成環保紗流程圖»������� 41

» 圖 3.13» » 日本 ECO-SYSTEM»KOSAKA 之»

» 金屬和蒸氣回收焚燒爐»��������� 42

» 圖 3.14» » 電腦之循環模式»������������ 43

» 圖 3.15» » 新公鋼鐵汽車回收拆解流程»������� 45

» 圖 4.1» » 臺灣石化及塑橡膠產業鏈»�������� 47

» 圖 4.2» » 塑膠循環再生流程»����������� 49

» 圖 4.3» » 寶特瓶循環再生»������������ 50

» 圖 4.4» » 瓶到瓶食品級聚酯回收»��������� 51

» 圖 4.5» » BOLON 地毯» ������������� 52

» 圖 4.6» » 廢輪胎回收»�������������� 54

» 圖 4.7» » 廢輪胎循環利用流程»���������� 57

» 圖 4.8» » 廢食用油流向管理»����������� 58

» 圖 4.9» » 廢食用油轉化生質柴油流程»������� 59

» 圖 4.10» » 廢食用油製成硬脂酸流程»�������� 60

» 圖 4.11» » 廢食用油製成肥皂流程»��������� 60

» 圖 4.12» » 廢食用油飼料添加流程»��������� 61

圖目錄

XV

圖目錄

» 圖 4.13» » 廢潤滑油處理流程»����������� 62

» 圖 4.14» » 生物碳產製及碳循環流程»�������� 70

» 圖 4.15» » 菱殼生物碳循環經濟»���������� 71

» 圖 4.16» » 稻鴨共生生物循環»����������� 72

» 圖 4.17» » 魚菜共生運作示意圖»���������� 73

» 圖 4.18» » 麥麩餐盤及披薩»������������ 74

» 圖 4.19» » 稻殼餐具製品»������������� 75

» 圖 4.20» » 食物染產品»�������������� 76

» 圖 4.21» » 生物精煉製程»������������� 77

» 圖 4.22» » 半田市生質能工業城市的»

» 產品產業化利用計畫»���������� 79

» 圖 5.1» » 煉鋼廠還原碴及氧化碴產生點»������ 81

» 圖 5.2» » 污泥材料化再利用流程»��������� 86

» 圖 5.3» » 焚化底渣之處理處置及資源再利用整體架構» 87

» 圖 5.4» » 焚化底渣資源化處理程序»�������� 88

» 圖 5.5» » 營建剩餘土石方處理流程»�������� 91

» 圖 5.6» » 營建剩餘土石方資源化分類處理»����� 92

» 圖 5.7» » 採礦流程»��������������� 95

» 圖 5.8» » 傳統金、鈀之粗煉、精煉製程»������ 96

XVI

圖目錄

» 圖 5.9» » 濕式環保剝金之浸泡除去焊錫»������ 97

» 圖 5.10» » 日鑛廢棄物處理及金屬回收»������� 98

» 圖 6.1» » 優勝奈米貴金屬剝除程序»�������� 102

» 圖 6.2» » 東京奧運 3C 回收再製獎牌» ������� 103

» 圖 6.3» » 廢寶特瓶再製球衣»����������� 104

» 圖 6.4» » 咖啡紗製程»�������������� 105

» 圖 6.5» » 生質聚酯衣»�������������� 106

» 圖 6.6» » Adidas 再生鞋款» ����������� 107

» 圖 6.7» » 荷蘭 Gumshoe» ������������ 108

» 圖 6.8» » 德國漢堡污水處理廠污泥再生應用現況»�� 109

» 圖 6.9» » 養豬場沼氣發電流程»���������� 110

» 圖 6.10» » 厭氧發酵反應器»������������ 111

» 圖 6.11» » 有機污泥產製生質柴油示意圖»������ 112

» 圖 6.12» » 廢食用油之去化»������������ 113

» 圖 6.13» » 不同柴油車產生的廢氣»��������� 113

» 圖 6.14» » 國內 2015 年 1 至 5 月廢食用油流向»��� 114

» 圖 6.15» » 污泥材料化各項途徑»���������� 115

» 圖 6.16» » 無機廢棄物可去化之管道»�������� 116

» 圖 6.17» » 環生方舟»��������������� 119

XVII

執行摘要

一、目標

工業革命後，科技與經濟的高度發展，在舊有線性經濟思考下，地球的 資源與能源被快速消耗，造成地球環境負荷日益嚴峻，且生產銷售過程與消 費使用後所剩餘的物質被視為廢棄物處置，使其價值無法充分利用與提升，

形成一種實質上的資源浪費。近年秉持著資源再生與能資源整合理念，在產 官學共同努力研發下，使相關處理技術發展日漸成熟且具可行性之應用，過 去已有許多針對各項資源循環技術相關議題研究探討之專題報告，惟欠缺 理論概念與執行成果之整合，爰此，期望藉由將各項資源技術歸類，整合理 論與實際應用之觀念，建構國內優質循環經濟運作體系，便於後續循環經濟 推動之參考。

二、範圍

本冊主要為撰寫資源及產品循環應用，著重相關技術之蒐集，以彙整過 去發展成熟之技術為主，因此採用文獻蒐集為工作執行方法。首先確立本冊 各章節的主題，藉由國內外相關網站、期刊、雜誌及中技社等網路與書籍文 獻的蒐集，撰寫生物循環模式、工業循環模式、有機循環應用、無機循環應 用及行業資源化應用之技術使用與運用案例。

「資源及產品循環應用技術」主要以蝴蝶圖各層級概念，搭配目前迫切 解決之相關議題與行業應用案例，側重技術面之蒐集。

第一章前言，首先以緒論簡述本冊「資源及產品循環應用技術」之撰寫 背景及目的，再針對二到六之章節內容作一簡單概述。

第二章生物循環模式與第三章工業循環模式，是以 Ellen MacArthur Foundation 提出之循環經濟蝴蝶圖概念進行撰寫，第二章首先介紹生物循環 之基本概念，其次針對生物層級、生化原料及生物能源等三方面進行觀念與 應用技術之說明；第三章時則介紹工業循環之基本概念，再針對維修、再使 用、再製造/翻修及再生利用等四方面進行觀念與應用技術之說明。

» 圖 6.18» » 塑膠磚»���������������� 120

» 圖 6.19» » 生態再生漂浮公園»����������� 121

» 圖 6.20» » 東京都江東區新填海地區»�������� 122

» 圖 6.21» » 菱殼生物碳»�������������� 123

» 圖 6.22» » Novozymes 玉米生物精煉» ������� 124

» 圖 6.23» » 歐盟 MultiHemp 麻類作物生物精煉計畫» � 125

» 圖 6.24» » 蘑菇廢物中提取之化合物»�������� 126

» 圖 6.25» » 日本宮崎縣污水處理廠»��������� 127

» 圖 6.26» » 歐萊德 100% 再生塑膠瓶»�������� 129

» 圖 6.27» » PLA 瓶» ��������������� 130

» 圖 6.28» » 一比一再製造寶特瓶»���������� 131

» 圖 6.29» » PLA 塑膠盒及提袋» ���������� 132

» 圖 6.30» » 廢塑膠 3D 列印製作之公共椅子» ����� 133

» 圖 6.31» » 綠能足球»��������������� 134

» 圖 6.32» » 塑膠垃圾再製電影眼鏡»��������� 135

» 圖 6.33» » 瓶蓋再生文具»������������� 135

» 圖 6.34» » 生物保麗龍»�������������� 136

» 圖 7.1» » 循環經濟特徵»������������� 140

圖目錄

XVIII

執行摘要

一、目標

工業革命後，科技與經濟的高度發展，在舊有線性經濟思考下，地球的 資源與能源被快速消耗，造成地球環境負荷日益嚴峻，且生產銷售過程與消 費使用後所剩餘的物質被視為廢棄物處置，使其價值無法充分利用與提升，

形成一種實質上的資源浪費。近年秉持著資源再生與能資源整合理念，在產 官學共同努力研發下，使相關處理技術發展日漸成熟且具可行性之應用，過 去已有許多針對各項資源循環技術相關議題研究探討之專題報告，惟欠缺 理論概念與執行成果之整合，爰此，期望藉由將各項資源技術歸類，整合理 論與實際應用之觀念，建構國內優質循環經濟運作體系，便於後續循環經濟 推動之參考。

二、範圍

本冊主要為撰寫資源及產品循環應用，著重相關技術之蒐集，以彙整過 去發展成熟之技術為主，因此採用文獻蒐集為工作執行方法。首先確立本冊 各章節的主題，藉由國內外相關網站、期刊、雜誌及中技社等網路與書籍文 獻的蒐集，撰寫生物循環模式、工業循環模式、有機循環應用、無機循環應 用及行業資源化應用之技術使用與運用案例。

「資源及產品循環應用技術」主要以蝴蝶圖各層級概念，搭配目前迫切 解決之相關議題與行業應用案例，側重技術面之蒐集。

第一章前言，首先以緒論簡述本冊「資源及產品循環應用技術」之撰寫 背景及目的，再針對二到六之章節內容作一簡單概述。

第二章生物循環模式與第三章工業循環模式，是以 Ellen MacArthur Foundation 提出之循環經濟蝴蝶圖概念進行撰寫，第二章首先介紹生物循環 之基本概念，其次針對生物層級、生化原料及生物能源等三方面進行觀念與 應用技術之說明；第三章時則介紹工業循環之基本概念，再針對維修、再使 用、再製造/翻修及再生利用等四方面進行觀念與應用技術之說明。

執行摘要

執行摘要

第四章有機資源循環應用技術與第五章無機資源循環應用技術，則是 針對臺灣目前具迫切性解決與優先處理之生質物廢棄物（農業）、有機污泥 及塑膠橡膠等有機資源問題，與還原碴與氧化碴（煉鋼業）、無機污泥及電 子電器物品（貴金屬）等無機資源問題進行循環應用技術之說明。

第六章行業應用案例，針對臺灣重要的行業，如農業、紡織業、能源業、

土木業、電子業及其他等六個行業面向之實際應用案例介紹。

三、內容

「循環經濟」是以天然資源為核心的經濟體系，在資源有限的情況下，

同時滿足需求變化及避免資源的浪費，並於建構資源循環體系時，創造出額 外的經濟附加價值。資源循環應以「廢棄物是被錯置的資源」觀念，提倡搖 籃到搖籃的循環理念，發展新穎、環保、綠能之產品與製程，強調過程中新 產品、新製程、新市場之開發，使資源循環轉化為正面積極的產業，創造經 濟、社會、環境保護與綠色能源之實質效益，建構資源循環型社會，以落實 所謂「資源再生與循環經濟」。

臺灣廢棄物處理的展望從廢棄物管理到資源化管理為趨勢及思考方向，

從新世紀眼界，創建搖籃到搖籃的資源回收再利用與物料供應系統，並於未 來強化技術面、法規面、經濟面、管理面、市場面與宣導面等資源循環六大 面向之途徑與程序，以零廢棄全回收作為政策及目標展望未來。

為此我國以推動循環經濟的模式來提升工、商與人民的需求，在過去幾 年中我國在產業的發展中，將循環經濟相關方法、技術、制度、國際標準和 管理系統引進國內推動，在完善的物流體系與豐沛的科技人才支持下，正持 續地以循環經濟發展的四項要素：「技術發展」之技術篩選與資源投入、學 研機構技術開發、動態產業共同參與；「法規規範、經濟誘因」建立法規、

認證制度，建立經濟誘因，引導國家轉型；「利害關係人的參與」供應鏈上 下游的配合，跨行業合作夥伴，政府和政策配合；「商業模式、消費行為」

引導消費者以「使用」取代「購買」為關鍵因素，並輔導與環境建構、產業 的轉變及消費者的積極參與，來實踐循環經濟中各階層的應用，創造一個經 濟、環境與社會共榮共存的時代。

面對溫室氣體之管制，循環經濟之推動已蔚為趨勢，在工業無機循環部 分，未來仍面臨技術、經濟與政策面諸多之挑戰，另延伸生產者責任亦為啟 動資源再生二次革命之最佳契機。另有機資源生物循環部分，如何強化既有 設施加以有效利用，加速跨部會之協調與整合以及提高誘因，促進生質能源 之開發亦為未來重要之課題。

第四章有機資源循環應用技術與第五章無機資源循環應用技術，則是 針對臺灣目前具迫切性解決與優先處理之生質物廢棄物（農業）、有機污泥 及塑膠橡膠等有機資源問題，與還原碴與氧化碴（煉鋼業）、無機污泥及電 子電器物品（貴金屬）等無機資源問題進行循環應用技術之說明。

第六章行業應用案例，針對臺灣重要的行業，如農業、紡織業、能源業、

土木業、電子業及其他等六個行業面向之實際應用案例介紹。

三、內容

「循環經濟」是以天然資源為核心的經濟體系，在資源有限的情況下，

同時滿足需求變化及避免資源的浪費，並於建構資源循環體系時，創造出額 外的經濟附加價值。資源循環應以「廢棄物是被錯置的資源」觀念，提倡搖 籃到搖籃的循環理念，發展新穎、環保、綠能之產品與製程，強調過程中新 產品、新製程、新市場之開發，使資源循環轉化為正面積極的產業，創造經 濟、社會、環境保護與綠色能源之實質效益，建構資源循環型社會，以落實 所謂「資源再生與循環經濟」。

臺灣廢棄物處理的展望從廢棄物管理到資源化管理為趨勢及思考方向，

從新世紀眼界，創建搖籃到搖籃的資源回收再利用與物料供應系統，並於未 來強化技術面、法規面、經濟面、管理面、市場面與宣導面等資源循環六大 面向之途徑與程序，以零廢棄全回收作為政策及目標展望未來。

為此我國以推動循環經濟的模式來提升工、商與人民的需求，在過去幾 年中我國在產業的發展中，將循環經濟相關方法、技術、制度、國際標準和 管理系統引進國內推動，在完善的物流體系與豐沛的科技人才支持下，正持 續地以循環經濟發展的四項要素：「技術發展」之技術篩選與資源投入、學 研機構技術開發、動態產業共同參與；「法規規範、經濟誘因」建立法規、

認證制度，建立經濟誘因，引導國家轉型；「利害關係人的參與」供應鏈上 下游的配合，跨行業合作夥伴，政府和政策配合；「商業模式、消費行為」

引導消費者以「使用」取代「購買」為關鍵因素，並輔導與環境建構、產業 的轉變及消費者的積極參與，來實踐循環經濟中各階層的應用，創造一個經 濟、環境與社會共榮共存的時代。

面對溫室氣體之管制，循環經濟之推動已蔚為趨勢，在工業無機循環部 分，未來仍面臨技術、經濟與政策面諸多之挑戰，另延伸生產者責任亦為啟 動資源再生二次革命之最佳契機。另有機資源生物循環部分，如何強化既有 設施加以有效利用，加速跨部會之協調與整合以及提高誘因，促進生質能源 之開發亦為未來重要之課題。

第一章

前言

第一章 前言

工業革命後，科技與經濟的高度發展，快速地消耗地球的資源與能源，

造成地球環境負荷日益嚴峻。近年更是受到氣候變遷行動趨勢之影響，在公 布氣候變化綱要公約、京都議定書及巴黎協定後，全球環境保護議題備受關 注。我國是一個天然資源極度缺乏的國家，因此為了降低產業生產成本及原 物料取得之風險，政府秉持著「資源再生」及「能資源整合」的理念，輔導 產業循環使用資源，建構資源循環永續利用之產業環境，促進產業互利共生，

讓物質全循環達到零廢棄，藉以提升產業綠色生產力，讓臺灣產業逐步邁向 循環經濟¹。圖1.1為臺灣推動循環經濟之願景。

圖1.1 臺灣推動循環經濟願景²

自工業革命以來，人類為追求經濟成長之目標，從產品設計到製造都是 以搖籃到墳墓的一次性使用概念進行，當自然資源經由開採、加工、製造、

使用、拋棄及污染的單向線性經濟之路發展，在生產銷售過程與消費使用後 所殘留之物質，多被視為廢棄物處置，使其價值無法充分利用與提升，形成

1 游振偉、顏鳳旗、張添晉，臺灣循環經濟與產業共生之效益剖析，經濟部永續產業發展 期刊vol.78，2017 年 01 月。

2 行政院環境保護署，推動循環經濟-廢棄物資源化，2018 年 02 月。

第一章 前言

工業革命後，科技與經濟的高度發展，快速地消耗地球的資源與能源，

造成地球環境負荷日益嚴峻。近年更是受到氣候變遷行動趨勢之影響，在公 布氣候變化綱要公約、京都議定書及巴黎協定後，全球環境保護議題備受關 注。我國是一個天然資源極度缺乏的國家，因此為了降低產業生產成本及原 物料取得之風險，政府秉持著「資源再生」及「能資源整合」的理念，輔導 產業循環使用資源，建構資源循環永續利用之產業環境，促進產業互利共生，

讓物質全循環達到零廢棄，藉以提升產業綠色生產力，讓臺灣產業逐步邁向 循環經濟¹。圖1.1為臺灣推動循環經濟之願景。

圖1.1 臺灣推動循環經濟願景²

自工業革命以來，人類為追求經濟成長之目標，從產品設計到製造都是 以搖籃到墳墓的一次性使用概念進行，當自然資源經由開採、加工、製造、

使用、拋棄及污染的單向線性經濟之路發展，在生產銷售過程與消費使用後 所殘留之物質，多被視為廢棄物處置，使其價值無法充分利用與提升，形成

1 游振偉、顏鳳旗、張添晉，臺灣循環經濟與產業共生之效益剖析，經濟部永續產業發展 期刊vol.78，2017 年 01 月。

2 行政院環境保護署，推動循環經濟-廢棄物資源化，2018 年 02 月。

一種實質上的資源浪費，將會使資源有限的地球面臨嚴重的物資耗竭、全球 暖化、氣候變遷與生態破壞等環境問題。因此依據目前循環經濟發展趨勢，

我們需拋開傳統「獲取─製造─使用─丟棄」之線性經濟發展模式並且重新建 構由搖籃到搖籃的嶄新模式概念，以一種可恢復與可再生的零廢棄物產業 體系，利用「養分管理」觀念，從產品設計階段就構思產品的結局，讓物資 得以持續循環。循環經濟著重於再生恢復、使用可再生能源、拒用妨礙再利 用之有毒化學物質，並以「循環」概念為基礎，透過重新設計材料、產品及 商務模式來消除廢棄物，增加原物料的使用價值，減少浪費及對環境的負擔，

使資源更有效率地被利用。透過再製造、再利用，將使廢棄資源轉為可再利 用之物質，從中萃取出價值，作為新價值的來源，在其中可發現許多商業機 會、創業機會、就業機會及新的商業模式機會，讓原本要摧毀的價值被保留，

維持產品在生產過程中被疊加的各種價值，同時也可達降低環境衝擊³。圖 1.2為線性經濟與循環經濟差異。

圖1.2 線性經濟與循環經濟⁴

臺灣由於日常生活中環境教育宣導完善及完整的法令配套，成功將環 保觀念深植人心，而民眾對於環保意識也因此逐漸成熟。在廢棄物管理的歷 程由早期以解決環境污染的管末處理，逐漸調整為源頭減量及回收再利用 為主。自2003 年起環保署提出「零廢棄」政策目標，以源頭減量及資源回 收再利用為兩大主軸⁵，在五大策略中有一項便是資源循環零廢棄，臺灣資 源循環產業範疇主要如圖1.3所示。臺灣資源循環產業範疇係依廢棄物管理

3 經濟部工業局，2018 年全國循環經濟創意競賽簡章，2018 年。

4 經濟部工業局產業綠領人才培訓，循環經濟的多元價值與商機，2016 年。

5 財團法人中技社，資源循環經濟與產業發展，2015 年 01 月。

相關法令，從事以各類可資源化廢棄物為原料，將其再生利用為再生產品之 行業。其中包含公告再利用、共同清除處理、公民營清處理、及公告應回收 廢棄物處理等廠商。歷經產學各界近十年來共同的努力，我國工業廢棄物再 利用率從2002 年的 56%，已提昇達 80%，資源再生廠商已超過 1,600 家，

其產值亦達671 億元。

圖1.3 臺灣資源循環產業範疇⁶

臺灣為高科技進出口導向之國家，然而無天然礦源，且根據國內外物質 流相關研究，物料種類可分為四大類別，包含生質物類、金屬礦類、非金屬 礦類及化石燃料類等，國際間常使用直接投入物質（Direct Material Input，

簡稱 DMI）作為指標，包含國內所有開採並使用之物質以及進口物質。我 國的天然資源較為匱乏，大多仰賴國外進口，依據2016 年度 DMI 資料顯示 約有七成來自進口，國內自產約三成，以四大物料分類來看，其中金屬礦 100%、化石燃料 99.81%、生質物 66.12%、及非金屬礦 23.5%來自進口，顯 示我國四大物料由國內自給之比率相當有限。

6 綠基會通訊，臺灣資源循環經濟之策略發展。

一種實質上的資源浪費，將會使資源有限的地球面臨嚴重的物資耗竭、全球 暖化、氣候變遷與生態破壞等環境問題。因此依據目前循環經濟發展趨勢，

我們需拋開傳統「獲取─製造─使用─丟棄」之線性經濟發展模式並且重新建 構由搖籃到搖籃的嶄新模式概念，以一種可恢復與可再生的零廢棄物產業 體系，利用「養分管理」觀念，從產品設計階段就構思產品的結局，讓物資 得以持續循環。循環經濟著重於再生恢復、使用可再生能源、拒用妨礙再利 用之有毒化學物質，並以「循環」概念為基礎，透過重新設計材料、產品及 商務模式來消除廢棄物，增加原物料的使用價值，減少浪費及對環境的負擔，

使資源更有效率地被利用。透過再製造、再利用，將使廢棄資源轉為可再利 用之物質，從中萃取出價值，作為新價值的來源，在其中可發現許多商業機 會、創業機會、就業機會及新的商業模式機會，讓原本要摧毀的價值被保留，

維持產品在生產過程中被疊加的各種價值，同時也可達降低環境衝擊³。圖 1.2為線性經濟與循環經濟差異。

圖1.2 線性經濟與循環經濟⁴

臺灣由於日常生活中環境教育宣導完善及完整的法令配套，成功將環 保觀念深植人心，而民眾對於環保意識也因此逐漸成熟。在廢棄物管理的歷 程由早期以解決環境污染的管末處理，逐漸調整為源頭減量及回收再利用 為主。自2003 年起環保署提出「零廢棄」政策目標，以源頭減量及資源回 收再利用為兩大主軸⁵，在五大策略中有一項便是資源循環零廢棄，臺灣資 源循環產業範疇主要如圖1.3所示。臺灣資源循環產業範疇係依廢棄物管理

3 經濟部工業局，2018 年全國循環經濟創意競賽簡章，2018 年。

4 經濟部工業局產業綠領人才培訓，循環經濟的多元價值與商機，2016 年。

5 財團法人中技社，資源循環經濟與產業發展，2015 年 01 月。

相關法令，從事以各類可資源化廢棄物為原料，將其再生利用為再生產品之 行業。其中包含公告再利用、共同清除處理、公民營清處理、及公告應回收 廢棄物處理等廠商。歷經產學各界近十年來共同的努力，我國工業廢棄物再 利用率從2002 年的 56%，已提昇達 80%，資源再生廠商已超過 1,600 家，

其產值亦達671 億元。

圖1.3 臺灣資源循環產業範疇⁶

臺灣為高科技進出口導向之國家，然而無天然礦源，且根據國內外物質 流相關研究，物料種類可分為四大類別，包含生質物類、金屬礦類、非金屬 礦類及化石燃料類等，國際間常使用直接投入物質（Direct Material Input，

簡稱 DMI）作為指標，包含國內所有開採並使用之物質以及進口物質。我 國的天然資源較為匱乏，大多仰賴國外進口，依據2016 年度 DMI 資料顯示 約有七成來自進口，國內自產約三成，以四大物料分類來看，其中金屬礦 100%、化石燃料 99.81%、生質物 66.12%、及非金屬礦 23.5%來自進口，顯 示我國四大物料由國內自給之比率相當有限。

6 綠基會通訊，臺灣資源循環經濟之策略發展。

在我國產業生產過程中所產生之不良品或是下腳料等，需做為事業廢 棄物申報，依據環保署資料顯示申報量自2005 年起呈逐年遞增趨勢，2007 年後趨於平緩或緩步下降，主要原因為事業廢棄物管制中心自2000 年成立 以來，逐年擴大列管應網路申報之事業，列管門檻逐年下修，使得事業廢棄 物申報量逐年增加，在2007 年列管對象確立後，申報量也趨於穩定。事業 廢棄物管理策略包括再利用、妥善處理以及越境轉移三大部分。此外為落實 零廢棄，達成廢棄物產生量最小化以及資源回收再利用量最大化之目標，將

「資源回收再利用法」與「廢棄物清理法」兩法於2013 年通過「資源循環 利用法」草案，並將管制權回歸環保署。融入產品生命週期之概念，從源頭 設計、製造、使用、回收以及再利用作全面性推動。

近年來，許多國家已覺察納入資源循環再生的經濟模式有助於環境永 續發展，循環經濟的思維逐漸在全世界受到關注。各國政府及企業亦逐步投 入資源以加速循環經濟的體現，並在策略和產業創新上提出許多新的作為。

我國在過去產業發展的過程中，已經將循環經濟相關方法、技術、制度、國 際標準和管理系統引進國內推動，我國強項則是在資源回收方面已經成為 國際標竿，但是還有許多項目尚待努力。為達成「資源使用效益極大化」，

可透過提高物料利用效率，減少原生物料供應需求，達到提升資源生產力之 目標，可行策略包含推動易於循環的產品設計、延長產品壽命、提高生產流 程的能資源效率或促進能源回收以減少化石燃料使用；同時在考量「環境衝 擊影響極小化」之情況下，避免廢棄物以焚化或掩埋方式處理，強化回收循 環體系，並確保二次料及再利用產品品質以增加使用機會。以物質生命週期 觀點推動循環經濟發展各階段策略可分為生產、消費、廢棄物管理、二次料 市場4 大面向來擬訂推動策略及關鍵績效指標，共計 12 項推動策略，主要 以塑膠、金屬、營建廢棄物、廚餘做為優先推動項目。

至今我國在靜脈產業的管理領域，已累積多年經驗與成熟的產業技術，

環保署相關的法制、措施也逐步轉向符合資源循環利用之精神，例如針對一 般廢棄物進行回收處理工作的資源回收四合一制度；在事業廢棄物的部分，

也加強後端再利用產品管理之規範，對於與動脈產業的結合，近年也著手推 動搖籃到搖籃的平台及認證工作。臺灣自資源回收體系運作以來，錯置的資 源觀念已逐漸被產業所認同，近年更秉持資源再生與能資源整合理念，在產

官學共同努力研發下，使相關處理技術發展日漸成熟且具可行性之應用，過 去針對各項資源循環技術相關議題探討之專題研究報告已小有成就，惟欠 缺理論概念與執行成果之整合，爰此，期望藉由歸類各項資源技術，整合理 論與實際應用之觀念，建構國內優質資源循環永續利用之體系，便於後續循 環經濟推動之參考。

本冊是以Ellen MacArthur Foundation 提出之「循環經濟是具有可回復 性和可再生性，且其特性是於商品設計時，從物質單一整體價值鏈與跨域價 值鏈的系統，檢視各項經濟活動並建立資源循環圈」的蝴蝶圖概念，配合目 前需迫切解決之相關議題與行業應用案例，著重技術面與應用面之蒐集作 為工具書使用，期望俾益各界於經營管理中做為參考。

在我國產業生產過程中所產生之不良品或是下腳料等，需做為事業廢 棄物申報，依據環保署資料顯示申報量自2005 年起呈逐年遞增趨勢，2007 年後趨於平緩或緩步下降，主要原因為事業廢棄物管制中心自2000 年成立 以來，逐年擴大列管應網路申報之事業，列管門檻逐年下修，使得事業廢棄 物申報量逐年增加，在2007 年列管對象確立後，申報量也趨於穩定。事業 廢棄物管理策略包括再利用、妥善處理以及越境轉移三大部分。此外為落實 零廢棄，達成廢棄物產生量最小化以及資源回收再利用量最大化之目標，將

「資源回收再利用法」與「廢棄物清理法」兩法於2013 年通過「資源循環 利用法」草案，並將管制權回歸環保署。融入產品生命週期之概念，從源頭 設計、製造、使用、回收以及再利用作全面性推動。

近年來，許多國家已覺察納入資源循環再生的經濟模式有助於環境永 續發展，循環經濟的思維逐漸在全世界受到關注。各國政府及企業亦逐步投 入資源以加速循環經濟的體現，並在策略和產業創新上提出許多新的作為。

我國在過去產業發展的過程中，已經將循環經濟相關方法、技術、制度、國 際標準和管理系統引進國內推動，我國強項則是在資源回收方面已經成為 國際標竿，但是還有許多項目尚待努力。為達成「資源使用效益極大化」，

可透過提高物料利用效率，減少原生物料供應需求，達到提升資源生產力之 目標，可行策略包含推動易於循環的產品設計、延長產品壽命、提高生產流 程的能資源效率或促進能源回收以減少化石燃料使用；同時在考量「環境衝 擊影響極小化」之情況下，避免廢棄物以焚化或掩埋方式處理，強化回收循 環體系，並確保二次料及再利用產品品質以增加使用機會。以物質生命週期 觀點推動循環經濟發展各階段策略可分為生產、消費、廢棄物管理、二次料 市場4 大面向來擬訂推動策略及關鍵績效指標，共計 12 項推動策略，主要 以塑膠、金屬、營建廢棄物、廚餘做為優先推動項目。

至今我國在靜脈產業的管理領域，已累積多年經驗與成熟的產業技術，

環保署相關的法制、措施也逐步轉向符合資源循環利用之精神，例如針對一 般廢棄物進行回收處理工作的資源回收四合一制度；在事業廢棄物的部分，

也加強後端再利用產品管理之規範，對於與動脈產業的結合，近年也著手推 動搖籃到搖籃的平台及認證工作。臺灣自資源回收體系運作以來，錯置的資 源觀念已逐漸被產業所認同，近年更秉持資源再生與能資源整合理念，在產

官學共同努力研發下，使相關處理技術發展日漸成熟且具可行性之應用，過 去針對各項資源循環技術相關議題探討之專題研究報告已小有成就，惟欠 缺理論概念與執行成果之整合，爰此，期望藉由歸類各項資源技術，整合理 論與實際應用之觀念，建構國內優質資源循環永續利用之體系，便於後續循 環經濟推動之參考。

本冊是以Ellen MacArthur Foundation 提出之「循環經濟是具有可回復 性和可再生性，且其特性是於商品設計時，從物質單一整體價值鏈與跨域價 值鏈的系統，檢視各項經濟活動並建立資源循環圈」的蝴蝶圖概念，配合目 前需迫切解決之相關議題與行業應用案例，著重技術面與應用面之蒐集作 為工具書使用，期望俾益各界於經營管理中做為參考。

第二章

生物循環模式

第二章 生物循環模式

在全球氣候變遷、地球資源枯竭、自然環境的退化下，全球極需要一種 不同於以往的全新經濟發展策略，以有效解決目前全球面臨之種種困境，多 數國內外相關研究已證明投入循環經濟發展之效益與產業的可行性。生質 物是由各種動植物和微生物有機體，藉由光合作用將太陽能轉化為化學能 形式儲存於生物體中的能量形式，做為物質資源或再生能資源因其成分來 自天然動植物，所以使用過程對環境相較危害性較低，最後還可藉由直接或 間接掩埋的處理過程回歸自然體系，且其生長過程可減少溫室氣體中二氧 化碳的累積。

生質物資源的應用領域可分為五種，第一種是作為健康食品、食用油、

精油、香料、食品添加物等項目之糧食(Food)；第二種為應用於衣物、寢具、

汽車零件、斷熱材等項目之纖維(Fiber)；第三種是作為油渣、植物莖、加工 殘渣等項目之飼料(Feed)；第四種為應用於碳化或碳化（土壤改良劑、水質 浄化劑等）、堆肥等項目之肥料(Fertilizer)；第五種則是作為生質酒精、顆粒 燃料等項目之燃料(Fuel)。一般情況下會優先將生質資源應用於食用、衣著 等用途，當其他用途有應用瓶頸時，才會考慮排列順序最後的燃料能源化應 用 進行熱能回收(Thermal recovery)，以此降低生質材料所產生的最終處置 量或處理成本。

生物循環模式中，主要倡導的是物質在自然界中的流動應用，產品應在 經過重複使用、堆肥、分解萃取、細菌發酵作用等方式後，能夠回歸到自然 界中成為資源的一種模式，讓所有資源都會被利用⁷。以圖2.1 為例，此模式 以有機農法為基礎，結合生活與農禽工作的循環模式，以人類活動產生之低 濃度污水、有機固體廢棄物及人類糞便等，直接或間接經過堆肥等方式，作 為農業用途使用，而農業活動產生之廢棄物則可以做為飼料供養殖使用，或 經過堆肥重新做為肥料使用，能源部分則以養殖之高濃度污水或農業有機 固體廢棄物進行沼氣發電供用戶使用。

7 黃育徵，循環經濟／剩食也可以變黃金，天下雜誌，2015 年 08 月。

第二章 生物循環模式

在全球氣候變遷、地球資源枯竭、自然環境的退化下，全球極需要一種 不同於以往的全新經濟發展策略，以有效解決目前全球面臨之種種困境，多 數國內外相關研究已證明投入循環經濟發展之效益與產業的可行性。生質 物是由各種動植物和微生物有機體，藉由光合作用將太陽能轉化為化學能 形式儲存於生物體中的能量形式，做為物質資源或再生能資源因其成分來 自天然動植物，所以使用過程對環境相較危害性較低，最後還可藉由直接或 間接掩埋的處理過程回歸自然體系，且其生長過程可減少溫室氣體中二氧 化碳的累積。

生質物資源的應用領域可分為五種，第一種是作為健康食品、食用油、

精油、香料、食品添加物等項目之糧食(Food)；第二種為應用於衣物、寢具、

汽車零件、斷熱材等項目之纖維(Fiber)；第三種是作為油渣、植物莖、加工 殘渣等項目之飼料(Feed)；第四種為應用於碳化或碳化（土壤改良劑、水質 浄化劑等）、堆肥等項目之肥料(Fertilizer)；第五種則是作為生質酒精、顆粒 燃料等項目之燃料(Fuel)。一般情況下會優先將生質資源應用於食用、衣著 等用途，當其他用途有應用瓶頸時，才會考慮排列順序最後的燃料能源化應 用 進行熱能回收(Thermal recovery)，以此降低生質材料所產生的最終處置 量或處理成本。

生物循環模式中，主要倡導的是物質在自然界中的流動應用，產品應在 經過重複使用、堆肥、分解萃取、細菌發酵作用等方式後，能夠回歸到自然 界中成為資源的一種模式，讓所有資源都會被利用⁷。以圖2.1 為例，此模式 以有機農法為基礎，結合生活與農禽工作的循環模式，以人類活動產生之低 濃度污水、有機固體廢棄物及人類糞便等，直接或間接經過堆肥等方式，作 為農業用途使用，而農業活動產生之廢棄物則可以做為飼料供養殖使用，或 經過堆肥重新做為肥料使用，能源部分則以養殖之高濃度污水或農業有機 固體廢棄物進行沼氣發電供用戶使用。

7 黃育徵，循環經濟／剩食也可以變黃金，天下雜誌，2015 年 08 月。

圖2.1 中國四川省成都市安龍村有機農法⁸

綜上所述，生物循環模式是以生物原料為體系，多是由可在環境中分解 的物質組成，以生物層級而言，生質物原料通常會於多層次的梯級循環 (Cascades)中應用，盡可能使用其本身的價值，然而對梯級產業而言剩餘無 應用價值的廢棄生質物原料中，還存在含有提取價值之特別生化性質的成 分，可藉由生化萃取等技術作為原物料來源，最後可經由厭氧消化處理將廢 棄生物性原料轉化為堆肥及沼氣，並以肥料與能源的形式回歸生態圈⁹，如 圖2.2所示。爰此，本章將分別以循環經濟之生物循環圖中的層級應用、生 化原料應用及生物能源應用等三層級進行介紹。生物層級應用中，主要是以 再利用的方式直接使用生質物作為原物料應用。生化原料應用中，主要是以 生物精煉之相關技術提取生質物中的非能源類化學品為主。最後生物能源 應用中，主要是將生質物以直接使用或間接萃取的方式，進行能源類相關產 品的生產製造。

8 陶曉怡，農村生活也能兼顧生態 探訪中國生態村–四川安龍，2013 年 04 月。

9 財團法人中技社，循環經濟的發展趨勢與關鍵議題，2015 年 12 月。

圖2.2 生物循環¹⁰

10 艾倫麥克阿瑟基金會，https://www.ellenmacarthurfoundation.org/。

圖2.1 中國四川省成都市安龍村有機農法⁸

綜上所述，生物循環模式是以生物原料為體系，多是由可在環境中分解 的物質組成，以生物層級而言，生質物原料通常會於多層次的梯級循環 (Cascades)中應用，盡可能使用其本身的價值，然而對梯級產業而言剩餘無 應用價值的廢棄生質物原料中，還存在含有提取價值之特別生化性質的成 分，可藉由生化萃取等技術作為原物料來源，最後可經由厭氧消化處理將廢 棄生物性原料轉化為堆肥及沼氣，並以肥料與能源的形式回歸生態圈⁹，如 圖2.2所示。爰此，本章將分別以循環經濟之生物循環圖中的層級應用、生 化原料應用及生物能源應用等三層級進行介紹。生物層級應用中，主要是以 再利用的方式直接使用生質物作為原物料應用。生化原料應用中，主要是以 生物精煉之相關技術提取生質物中的非能源類化學品為主。最後生物能源 應用中，主要是將生質物以直接使用或間接萃取的方式，進行能源類相關產 品的生產製造。

8 陶曉怡，農村生活也能兼顧生態 探訪中國生態村–四川安龍，2013 年 04 月。

9 財團法人中技社，循環經濟的發展趨勢與關鍵議題，2015 年 12 月。

圖2.2 生物循環¹⁰

10 艾倫麥克阿瑟基金會，https://www.ellenmacarthurfoundation.org/。

2.1 生物層級應用

「層級應用」的概念一改過往廢棄物處置與加值應用的選項，在循環經 濟發展中層級應用之策略不僅能協助產業面對經濟與環境之挑戰，創新更 能節省成本及創造價值。生質物資源是只要有太陽光及水就可藉由光合作 用生産，是一個可再生的資源，且即使將其燃燒，也只是將取自大氣中進行 光合成所固定的二氧化碳再送回大氣中，對二氧化碳的増減不會有影響，具 碳中和(Carbon neutral)之優越性質。

目前國內在生物循環模式之發展尚有進步空間，針對加強自然資源利 用效率的層級應用探討不多。但於現階段使用木材作為再生原料及木材廢 棄物處理的技術已經有不錯的發展，例如：從源頭投入廢棄木材作為板材原 料的技術，其由混合木料與塑膠所製成，被現行市場廣泛應用的「環保木材 塑膠複合材」。另外，德國慕尼黑工業大學的木材科學研究團隊，在2017 年 底提出一份報告，證實一種名為「層級應用(cascading)」的資源階段性應用 策略，可以有效降低木材從投入加工生產，至最終被完全消耗過程中的能源 損耗，並同時提高木材的利用效率。模擬木材層級應用的過程如圖2.3所示。

研究人員將木材的物質生命週期設定從原木開始，最終燃燒產生能源結束，

過程中可產生出四種不同階段的產品，分別是：原木/單板產品、刨花板產 品、纖維產品及化學產品等。一般情況下，依市場的需求不同，業者可將木 材資源投入任一階段進行產品生產，但層級應用的概念是將四種不同的階 段串連在一起，從生產原木/單板產品開始，將生產後剩餘的資源經回收、

分類、處理後，重新使用於階段1 或投入階段 2（刨花板產品）進行生產，

再重複回收、分類、處理的過程，依序進入階段3（纖維產品）與 4（化學 產品）直至最後燃燒產生能源¹¹。

11 行政院農業委員會農業科技專案計畫服務網，循環經濟的一種：比量販店還省的木材資 源層級應用，2018 年 03 月。

圖2.3 層級應用下各階段木材加工應用¹²

12 行政院農業委員會農業科技專案計畫服務網，2018 年 03 月。

2.1 生物層級應用

「層級應用」的概念一改過往廢棄物處置與加值應用的選項，在循環經 濟發展中層級應用之策略不僅能協助產業面對經濟與環境之挑戰，創新更 能節省成本及創造價值。生質物資源是只要有太陽光及水就可藉由光合作 用生産，是一個可再生的資源，且即使將其燃燒，也只是將取自大氣中進行 光合成所固定的二氧化碳再送回大氣中，對二氧化碳的増減不會有影響，具 碳中和(Carbon neutral)之優越性質。

目前國內在生物循環模式之發展尚有進步空間，針對加強自然資源利 用效率的層級應用探討不多。但於現階段使用木材作為再生原料及木材廢 棄物處理的技術已經有不錯的發展，例如：從源頭投入廢棄木材作為板材原 料的技術，其由混合木料與塑膠所製成，被現行市場廣泛應用的「環保木材 塑膠複合材」。另外，德國慕尼黑工業大學的木材科學研究團隊，在2017 年 底提出一份報告，證實一種名為「層級應用(cascading)」的資源階段性應用 策略，可以有效降低木材從投入加工生產，至最終被完全消耗過程中的能源 損耗，並同時提高木材的利用效率。模擬木材層級應用的過程如圖2.3所示。

研究人員將木材的物質生命週期設定從原木開始，最終燃燒產生能源結束，

過程中可產生出四種不同階段的產品，分別是：原木/單板產品、刨花板產 品、纖維產品及化學產品等。一般情況下，依市場的需求不同，業者可將木 材資源投入任一階段進行產品生產，但層級應用的概念是將四種不同的階 段串連在一起，從生產原木/單板產品開始，將生產後剩餘的資源經回收、

分類、處理後，重新使用於階段1 或投入階段 2（刨花板產品）進行生產，

再重複回收、分類、處理的過程，依序進入階段3（纖維產品）與 4（化學 產品）直至最後燃燒產生能源¹¹。

11 行政院農業委員會農業科技專案計畫服務網，循環經濟的一種：比量販店還省的木材資 源層級應用，2018 年 03 月。

圖2.3 層級應用下各階段木材加工應用¹²

12 行政院農業委員會農業科技專案計畫服務網，2018 年 03 月。

2.2 生化原料應用

生質物物料做為生化原料使用，在經過多重層級工、商業中應用後，會 殘留低價值與低質量的廢棄物質，然而因為其廢棄物質部分還是具有可使 用及可提取之價值成分，所以可供作為其他產品原料，進行更有效益之資源 化應用。一般所使用之材料多為農作物、草本或木本植物、農林畜牧業廢棄 物、廢油、果菜廢棄物等。近年由於傳統化石燃料資源的枯竭、全球暖化的 氣候議題及消費者環保意識抬頭，致使生質高分子材料的興起。生質高分子 材料主要以強調生物可分解特性，以下就生質高分子材料的生化原料應用 技術進行說明。

一、生質高分子材料

近年來在包裝、汽車、基礎設施、運輸軌道和電信等最終用途市場需求 的成長與新興經濟體的興起，使得高分子材料的使用持續成長，為目前主要 應用材料，根據國際市調機構 nova-institute 的統計資料顯示，2014 年全球 生質高分子材料產能已達6,080 萬噸。產能分佈以亞太地區為主要的生產中 心，占43.4%，其次是歐洲和北美。影響生質高分子材料成長之因素取決於 全球油價的狀態，生質高分子材料在價格上無法與石化高分子材料競爭。最 初生質高分子材料的發展聚焦於其生物可分解特性，期望藉由生物分解的 方式，解決塑膠材料垃圾氾濫之問題。初期由於生物可分解之特性，材料結 構強度基本上相較石油基塑膠材料為弱，因此在注重性能的市場上開始出 現應用瓶頸。後期考量市場對性能之需求，在考量碳材料循環與碳排的環保 需求下發展出生物混合法，此類型材料的性能與石油基的材料相似，因此對 於進入既有的應用市場較具優勢。另外以生質原料製成的生質琥珀酸 (Succinic acid)在性質上與石油提製琥珀酸相似，可廣泛運用於石油基琥珀 酸的各類產品。生質高分子材料常被認為是從糧食作物中移轉出來，因此存 在著與民爭食的疑慮，所以現階段研究以聚焦農業廢棄物及垃圾廢棄物作 為原料開發轉化為生質高分子材料的技術。

現階段生質高分子材料的製造技術以「生物+化學反應」、「發酵聚合 」 以及「生物混合」等三類型為主，如表2.1生質高分子材料製造技術類型。

表2.1 生質高分子材料製造技術類型¹³

技術 內容

生物+化學反應

主要從生質原料蔗糖、玉米澱粉等經生物的發酵反應 後得到如 Latic Atic 生質單體，再經化學的聚合反應 合成生質高分子材料，應用最多的技術。

發酵聚合 主要利用如澱粉、纖維素生質原料，經生物發酵與直 接聚合後生成如PHA 之生質高分子材料。

生物混合

主要應用如PTA 石化合成的單體原料與如 Bio–PDO、

Bio–EG 等生質單體原料，經聚合反應後成為部分生 質高分子材料，應用於許多包裝產品當中。

13 陳明君，生質高分子材料應用發展現況(上)，工業技術研究院，2017 年 09 月。