面對真相 承擔責任 打造淨零時代競爭力
化石原料包括：原油、天然氣與煤，不僅是生產化學產品的主要原料，也是製程中必要的能源。有效降低目前碳排的方式應從源頭減量為優先，這包
括使用低碳的生質料源(Biomass)、生質能源(Bioenergy)及低碳排能源(Low-carbon Energy)，並透過製程優化，以降低能源消耗、提升收率減少廢棄物，同時藉由設計提高產品效能；而後則是將製程中排放的二氧化碳捕獲封存或再利用，產品亦盡可能回收重複利用，在生命週期最終才以有效方式銷毀，尤其有機材料可轉化成能源或堆肥分解。生質材料製品，除了從源頭降低化石原料的使用，其於生命週期終端，若能有效處理，分解後所排放的碳，也是原先封存的可再生碳部分，所以就像任何廢棄物，不應隨地丟棄，若能妥善處理生質材料的應用，相較於石化製品，可降低對環境的衝擊。
淨零碳排風潮襲向全球之際，首當其衝的就是排碳大戶產業，石化、鋼鐵、水泥等產業成為千夫所指的排碳元兇。台灣化學產業上游(輕油裂解廠)業者的溫室氣體排放量為1,500萬公噸，中游的合成原料、塑橡膠製品與非石化化學品生產廠的溫室氣體排放量為約2,500萬公噸，產業整體碳足跡約在8,700萬公噸CO2e/年。上游業者有97%為燃燒燃料所造成的排放；中游的合成原料、塑橡膠製品與非石化化學品生產業者有50%為燃燒燃料產生熱能所排放，50%為電力使用的間接排放。「淨零碳排趨勢下化學產業的因應對策」提出台灣化學產業達到淨零碳排目標的可行做法有：①改用低碳燃料；②使用綠電；③開發「製程最適化」與「低碳製程」技術；④使用低碳原料；⑤回收塑橡膠製品供應低碳原料。
「CO2再利用：從化學重組反應的思維與方向」一文從化學重組反應的思維與方向，來介紹二氧化碳捕捉與再利用技術(CCU)於近年來的發展之趨勢與兩方向：乾式甲烷重組反應與其結合式反應，以及二氧化碳氫化反應。概念上為利用工業上排放之二氧化碳作為反應物，運用化學反應將其重組，轉化成其他工業界常用的化學原料，如合成氣、甲醇等。發展上，開發出合適的觸媒用以催化相關重組反應，以期能大幅降低反應溫度與活化能，進而提升CO2轉化率與操作穩定性為重要研究方向。
在全球減少CO2排放的共識下，台灣為善盡國際責任，積極規劃並擬定我國減碳目標，為共同承擔全球目標，將2050淨零排放入法，以引領未來中長期因應衝擊之氣候行動。「零碳排趨勢下化學產業的挑戰—國內煉化業之因應及對策」一文歸納國內煉化業目前研擬之減碳方案包括：①既有製程之節能減碳；②CCUS技術的應用；③推動能源轉型；④煉化結構的調整；⑤碳中和交易；⑥加強研發能力及產學合作；⑦進行異業聯盟。其中CCUS技術被視為減碳之直接手段，但目前製程商業化實績不多，且多數再利用製程需藉由氫化進行，受限氫氣的來源及產量，也成為應用CCUS技術的瓶頸。煉油石化產業為國內產業發展基石，亦是排碳大戶，因應國際減碳的需求，必須積極採用各項可行策略，無論二氧化碳捕獲再利用或是封存，以及氫氣取得規劃，皆須及早投入資源，以達到國際社會及政府期待的碳中和目標。
「零碳排趨勢下化學產業之挑戰與對策技術選項」一文闡述，碳中和是國際共同追求的目標，品牌廠商也將其列為公司政策目標，全球95%製品都會用到化學材料，由於客戶對於碳中和永續環境的承諾，身處供應鏈一環的化學產業必須要配合。化學產業以有機碳為原料，製程需要用到蒸汽加熱與電力，產生範疇一、二及三的碳足跡。為達減碳目的之行動方案有：使用低碳燃料與電力、持續投入製程改善或引進新製程提升能源使用效率、發展循環/回收與生質的低碳料源、降低化學產品碳足跡、最終以二氧化碳捕捉與再利用(CCU)，達到負碳的目的；必要時透過碳交易等抵消措施，達到碳中和目標。而發展CCU深度減碳技術，需要低碳足跡的氫氣供應與相關製程技術，它直接影響台灣化學產業減碳能力與經濟規模效益，面對碳中和，建議應有國家層級整合策略。
聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate; PET)為目前最為廣泛使用的塑膠之一，全球年需求量高達7,200萬噸，其中4,800萬噸應用於纖維領域、約2,000萬噸用於寶特瓶等食品包裝、400萬噸用於薄膜及其他應用。因應全球減塑政策以及2050淨零排放目標，塑膠製品的循環利用成為產業減碳的關鍵方法之一。其中，2030年全球再生PET目標需求將推升到3,000萬噸，除透過提升寶特瓶回收率與物理回收的拓展，針對雜質含量較高之聚酯料源的化學回收技術開發，更成為補足回收總量缺口的關鍵。「聚酯材料化學解聚與應用」將分享目前國際領導廠商的PET化學解聚製程技術比較與發展現況。
聚乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯(Polyethylene 2,5-furandicarboxylate; PEF)目前被工業界和學術界認為是替代PET的最佳可再生選擇材料，特別是應用於阻氣薄膜和包裝瓶。支持替代的主要依據除了它的可再生特性和無可挑剔的永續特質，主要理由是PEF一系列獨特的使用特性表現。「低碳生質基聚酯材料—PEF商業化進展與生命週期評估」整理近期PEF材料商業化生產進程與其生命週期評估數據，並介紹工研院發展PEF之技術進展。在品牌商要求供應商逐年降低產品碳足跡的趨勢下，PEF未來在服飾與食品包裝應用將有巨大應用潛力。估算以生質PEF取代20%石化PET，即可於台灣創造約6億美金市場。
消失的塑膠—生物可分解材料
塑膠汙染是全世界面臨的極嚴重議題。於生活中使用便利的一次性塑膠產品，如塑膠袋、吸管、寶特瓶等，在未經妥善處理的狀況下，經由自然界的水源循環系統最後流進海洋裡，造成生物與環境的危害。經統計，目前漂流在海上經洋流匯集所產生的垃圾島，已超過38個台灣面積。此外，在全球幾個主要的農作物供應生產國，都面臨因大量膜材在使用後並未建構完整的回收系統，廢棄膜材進入耕種土壤後反造成作物減產及危害農業的白色汙染，並進一步影響糧食的取得。相關的議題引發限塑行動，各國對於減塑議題陸續制訂相關的政策並積極尋找可替代使用之材料。其中，使用後可作為微生物生長養分、進而轉換成水及二氧化碳之生物可分解材料，遂成為減塑趨勢下一項選擇方案。
「全球生物可降解材料市場發展現況」分析，2020年全球生物可降解材料市場規模達到61.6億美元，預計到2026年將達到233.5億美元，2021~2026年五年間之年複合成長率為24.9%；2021年產能為155萬噸，預估至2026年整體產能將達到528萬噸，需求隨著全球政策以及產業永續發展不斷提升。目前已商業化生產的生物可降解材料主要包括：澱粉基(Starch Blends)、聚乳酸(PLA)、聚對苯二甲酸丁酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以及聚羥基脂肪酸酯(PHAs)等。生物可降解材料的應用聚焦於包裝市場，在應用組合多樣化的帶動下，消費品、農業和園藝、紡織和其他(汽車、生物醫學和建築等)應用市場持續成長。整體而言，未來生物可降解材料市場的進一步發展，仍然圍繞在政策的推動以及成本能否再下降兩個議題上。
隨著研發與科技的水準提升，高分子材料的應用領域越來越廣泛，但其不可分解的特性，造成大量廢棄物的累積，對於環境汙染產生的問題日益嚴重。相較於傳統高分子材料，生物可分解高分子在一定的時間與條件作用下能夠發生分解，因而具有較高的環保應用價值。「生物可降解高分子聚合技術」將概述生物可分解材料的種類、應用領域和發展狀況，並針對聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚對苯二甲酸己二酸丁二醇酯(PBAT)的基本性質與化學合成方法進行說明。在現今的時空背景下，可生物降解塑料產業將得到更快速的發展。目前PLA、PBAT和PBS是最有機會替代傳統不可降解塑料產品(如PP、PE)用於一次性塑料製品領域，預計在未來將具有廣泛的發展前景。
「可降解複材分散技術」一文指出，在過去的二十年中，奈米複合材料用於提升合成聚合物的結構和功能特性，已成為一種有效的策略。以羥基磷灰石、金屬奈米顆粒或碳奈米結構等無機奈米填料，導入可生物降解的聚合物中，經由熔融混煉製成奈米複合材料，提高聚合物與奈米結構之間的界面黏附力，成為奈米複合工藝中的關鍵技術。此外，雙螺桿造粒相對於傳統的造粒工藝具有許多優勢，這項具經濟效益且在工業上可擴展的連續製造技術，應用在奈米複合分散材料領域中的發展令人期待。文中亦說明工研院材化所投入生分解材料之研究，技術能量涵蓋生分解高分子合成、混煉改質與配方設計，已成功地藉由雙螺桿濕式造粒技術開發出TCP/PLA奈米複合材料。
近年來由於海洋塑膠汙染問題日益嚴重，開發由生物可分解的生物循環材料備受關注。含有大量氣體的高分子發泡材料，可降低材料的使用量。高分子發泡材料根據其特殊性能可應用於各種領域，包括：隔熱、隔音、防震、緩衝、過濾/分離濃縮、汽車、建築/結構與包裝。生物塑膠在全球塑膠產能僅占1%~3%，仍屬於小眾市場，可朝高值化發泡材料發展。「生分解發泡材料技術與應用」將分上下集，介紹幾種目前全球正在發展的環境友善生物可分解發泡材料，包括：多醣(如澱粉、纖維素/紙、甲殼素等)、聚乳酸、聚羥基烷酸酯以及聚氨酯，說明其材料特性，並進行其產品生命週期評估。
主題專欄與其他
能源/儲能專欄「鈦酸鋰負極材料性能提升技術」一文指出，為配合2030年公車與公務車電動化、2035年機車電動化、2040年汽車電動化之電動車政策，動力鋰電池發展將是關鍵。鋰離子電池具有高能量密度、高功率密度、低自放電率等優點，這些特點使其適合作為車用元件。其中，鈦酸鋰材料更具有快速充電/放電(10分鐘以內完成90%)、長壽命(萬次以上循環次數)、高安全性(本質不燃燒且化性穩定)、耐高/低溫環境(-20˚C~60˚C)等優勢，可提升系統可靠度及減低維護成本。文中探討鈦酸鋰材料之技術開發現況，以及工研院材化所與台灣中油綠能所共同開發之LTO負極材料。
沼氣產業是生物精煉的一環，能將產業之有機廢棄物轉換為能資源。由於單獨依賴微生物分解有機物質，其效果有限且整體反應時間過長，導致沼氣生產效率不佳，而生質物解聚技術能有效將纖維生質物破壞分解，使微生物更容易將其轉化成沼氣。生質材料專欄「使沼氣產量翻倍之生質物解聚暨共消化技術」介紹不同生質物解聚技術及其應用於沼氣生產之效益，並簡述原委會核能研究所之生質物解聚與厭氧消化整合技術應用於提升纖維生質物及養豬場廢水沼氣產量之功效，另亦討論厭氧消化沼液、沼渣之去化與再利用。
聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride; PVC)為第三大樹脂，根據GlobalData調查公司預測，到2024年全球PVC產能還將大幅增加，將從2019年的5,613萬噸增至2024年的6,560萬噸，年增幅率達17%。透明PVC可用於遮罩、帳篷、帆布、遊艇遮陽棚等戶外應用；白色PVC則可用於屋頂防水膜、窗框以及百葉窗等應用。但聚氯乙烯於戶外使用，在陽光照射下會發生降解和交聯現象，造成PVC在戶外使用變黃和發黏現象更加明顯與難以防範，故會添加紫外光吸收劑來降低聚氯乙烯的光降解問題，以改善高分子在戶外的耐候性質，延長塑膠的生命週期。技術發表會「新型光安定劑在PVC應用之探討」一文，分別針對透明和白色的PVC進行一系列UV阻隔和耐候研究，提供給業界快速耐候解決方案，降低產品開發的時程。
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