淨零轉型產業永續新機會
COP26加速減碳倡議,在國際品牌商與國內政府積極推動下,已讓產業完全動起來,各種減碳的會議、研討會、組織與宣言,在各種媒體平台上快速擴散。2050年看似尚早,但是台灣產業面對國際品牌商的壓力,其時程已經被拉到眼前必須非有作為不可,因為不管電子、民生及時尚產業的品

牌商,均宣告要將淨零時程提前至2030年,並要求供應鏈提出淨零的具體做法。台灣產業是國際重要供應鏈,能盡快找到減碳路徑並加以落實,意味著將在訂單的競爭上取得更多優勢,也有很多創新新創的機會。淨零議題是台灣產業的新契機,各產業執行減碳轉型,有一大部分需盤點各產業的製程,透過目前在做的碳盤查,了解實質碳排放的關聯,然後跳脫過去的製造思維,改以減碳低能耗的角度,評估其他製造或使用材料的方法,以找到新的解決方式。也因此會有與其他公司不同的減碳手段,相對在商業競爭上較能取得差異化優勢。
2021年聯合國差距報告指出全球減碳力道仍不足,面對淨零排碳宣言恐陷入雷聲大雨點小的困境。碳排放成為國際關注議題,已有137個國家宣示或規劃於2050年實現「淨零轉型」,顯見各國對減碳的重視。其中前三大經濟體中國、美國、歐盟,GDP占全球60%、碳排量占76%,均積極朝向零碳排發展,祭出措施多以租稅抵減、優惠貸款及補貼等財政政策,建立碳價機制、鼓勵企業參與自願性協定、發展國家型研究計畫等。「國際淨零永續趨勢與新興低碳技術發展」整理各主要經濟體在滿足2050年巴黎協定溫控1.5˚C之情境目標下所採取的減碳措施,以及各大品牌業者的自發性行動對傳統生產製造模式之影響與變化。此外,更著墨在減碳模範生歐盟的碳邊境調整機制(CBAM)法案進展,並同步掌握臺灣政策發展與新興低碳技術布局之資訊,以作為國內產業邁向淨零永續轉型之參考。
基於2030年工業國減碳目標,許多品牌商如Google、微軟、三星及Apple等,皆紛紛要求供應鏈2030年須與之共同朝向碳中和目標邁進。臺灣電子業占工業產值最大,其碳排放量達32百萬噸。半導體及面板業之碳排放量占電子業62%、電力排碳占了其中85%,此部分需仰賴替代能源、綠能來減少碳排;另外有12%為高碳當量溫室氣體。「半導體高碳當量溫室氣體N2O處理技術介紹與展望」一文報導,高碳當量溫室氣體廣泛使用於半導體製程中,其包含全氟化物(PFCs)、氧化亞氮(N2O)等。N2O近幾年之碳排放量居半導體業第一名,在淨零碳排目標下,自然成為碳排減量的優先目標。先期目標是改善既有的電熱水洗式尾氣處理設備,使其處理N2O效率能大於60%,再慢慢淘汰更換為新式處理設備,使處理效率能達到90%以上,進一步達到零碳排的目標。故無論是因應產業需求,或是為減緩地球氣候變遷,N2O處理技術之大幅提升已是箭在弦上。
「全球化學材料產業之淨零碳排主要做法與我國廠商之減碳策略建議」剖析,全球化學材料廠商目前的減碳途徑有四:二氧化碳的捕捉、再生燃料的生產、低碳化學品的生產、結合低碳能源的新製程。其中「二氧化碳的捕捉」與「低碳化學品的生產」應為台灣化學材料產業達成2030年減碳目標之主要途徑。此外,我國化學材料廠商亦可由製程更新、製程改善、原料轉換及購買碳權等方式來進行減碳。然而「購買碳權」短期內無法有效減碳,卻又為必須達到減碳目標情形下的權宜措施。「製程更新」、「製程改善」與「原料轉換」都可能需要對製程設備進行調整或更新,資本投資與生產成本的增加成為不可避免之事。我國廠商必須衡量自身公司對生產成本上升的承受能力與時間長短等內外在條件,來擬定相對應的減碳策略與路徑。
全球氣候變遷的危害已真實地在我們身邊發生,突如其來的大雨帶來了土石流及淹水災情,而長時間的不降雨卻又造成乾旱缺水,影響農作生長、工業生產與日常生活;這一切都是源自於人類活動以及開採並使用大量化石燃料所造成。原本被埋藏在地底下的碳資源被開採、使用,最終以二氧化碳型態留存於大氣中,打破了自然界的碳平衡;大氣中的二氧化碳濃度急遽增高,導致全球暖化。對此,國際社會承諾降低碳排放,並宣示2050年實現淨零排放的目標,這也為減碳帶來了無限商機。世界各國企業和國際金融組織也將ESG實踐納入投資的評估項目。在眾多的減碳措施中,碳捕獲、利用與封存(CCUS)被視為最後的關鍵一哩路,因為不管是潔淨能源轉換、提高能源使用效率抑或是推動循環經濟,仍避免不了二氧化碳的排放,得透過CCUS來降低人為的碳排放。「碳捕獲再利用 產業搶先布局」一文針對碳捕獲與再利用相關的發展與產業的投入做一精簡扼要的介紹。
2021年台灣印刷電路板(PCB)產業鏈海內外產值達288.73億美元,冠於全球,同時也成為台灣第三大兆元電子產業。和半導體如台積電晶圓代工相比,台灣PCB產業的利潤偏低,必須靠在地完整的供應鏈控制成本。儘管PCB製造涉及多道化學與機械製程,且碳排放非常高,但是台商主導的企業對於PCB低碳生產技術革新卻相對被動,2021年台廠PCB製程總碳排約820萬噸,對比2018年之635萬噸共增加近三成,台商PCB產品未來面臨國際市場淨零碳排壓力是可預見的結果。「印刷電路板產業之碳排概況與製程材料減碳技術」整理目前台廠PCB碳排概況並針對PCB碳排較高的製程,包括:電鍍、壓合、綠漆、電解銅箔與軟板材料,分別提出可能之改善方案;也建議PCB產業的企業數眾多,需要政府政策與相關法人如TPCA協會或工研院引導PCB產業鏈減碳,希望對未來台資產業鏈如何聯合起來共同應對PCB減碳課題,達到拋磚引玉之效。
隨著世界工業大國對全球暖化議題的共識及消費者環保意識抬頭,紡織產業須盤點紡織品於生產與廢棄過程中對環境影響的衝擊並提出相對策略與減碳方案。「紡織產業淨零碳排轉型之新材料契機」一文指出,從材料面而言,生質纖維材料由於擁有低二氧化碳排放與低耗能特性,是一環境友善材料,有助於環境永續發展,將會逐漸成為各類紡織品的優先選擇材料。低碳料源則是另一種思考面向,但須對於材料技術、製造成本、國際法規以及石油價格等此類綠色生質/低碳纖維材料是否能被廣泛使用的關鍵因素進行全面性思考。展望未來,在國際法規以及品牌商對於環境保護明確要求下,預期訴求低二氧化碳排放與低環境衝擊的生質與低碳纖維,在衣著纖維應用市場將具有高成長潛力,而對於新材料的紡織生產製程則需要重新思考與設計。
「陶瓷被動元件淨零碳排之嚴峻挑戰」一文說明,隨著AI、5G及自駕電動車之發展,對於被動元件之需求日漸提升,在國際地緣政治下與全球貿易挑戰中,過去大舉西進的被動元件產業,陸續返鄉投資,擴大在台生產能力,使得國內除了主動元件的產業優勢外,被動元件也占據世界產業鏈關鍵地位。然而國內被動元件產業在淨零碳排之發展上,遠較國際大廠如日本、韓國等起步落後,2050淨零碳排條件預料對於國內被動元件產業將形成巨大之衝擊,如何降低生產排碳量與生產所需之能耗,成為各被動元件產業之最大挑戰。但危機就是轉機,若能順勢投入相關被動元件產業淨零碳排技術,將可為國內相關被動元件產業掌握翻身之契機,除可迎頭趕上國際先進大廠,並能擺脫後方中國產業之追趕。配合國內整體淨零減碳之發展,建構自有低碳排被動元件產業技術能力,將提升整體被動元件產業之競爭力,亦可確保我國產業自主化能力,提升我國ICT產業之國際競爭力。
鋼鐵產業為台灣工業發展之重要基石,從上游之鋼錠、鋼胚,至中下游之各式半成品與工業製品,支撐著國內龐大且廣泛的機械、建築、電機、汽機車、工程營造等經濟社會發展基礎,2021年產值超過新台幣15,000億元,就業人口超過5萬人。近來由於全球氣候異常,因此二氧化碳排放成為國際關注議題,歐盟也開始修訂「碳邊境調整機制」法案,將碳排管制從其國家境內企業擴及到供應鏈邊境管制,而鋼鐵業等高碳排產業被列為首要管制對象之一。鋼鐵業作為國家經濟穩定發展的基石,在進入排碳有價的時代,國家經濟與產業的發展必須重視這項變革。「由黑翻綠的鋼鐵產業困境與機會之路」將針對此議題介紹三個主要高碳排鋼鐵製程減碳困境及其解決策略方向探討,包括:①鋼鐵冶煉程序減碳之困難與對策;②鋼鐵冶煉用低碳原料之機會與挑戰;③鋼鐵塑型製程非顯性碳排點等。
主題專欄與其他
「電感元件技術發展動態」針對電感製作與電感模擬設計等作介紹。電感元件應用於3C電子產品,因應終端產品愈趨輕薄短小及多功能化,以及產業技術往多相電源直流/直流轉換器推進,加上開關頻率愈來愈高頻,驅使電感朝向小型化、薄型化與耐大電流發展。此外,電感元件在如資料中心、伺服器、軍事、醫療儀器、工業儀器、車載、電動汽車等之電源模組的應用,亦要求高功率密度、耐溫度、耐候性及高效率等優異表現,對應使用的電感材料開發,勢必需朝向高飽和磁束、高耐溫度及溫度穩定性持續精進。工研院材化所結合所開發之低溫燒結電感材料及低溫燒結電容性材料,搭配電磁路模擬設計及低溫共燒技術,製作LC低通濾波器,並進一步結合電路設計與電源IC整合,開發整合型小型DD模組,將能節省封裝面積,提高整體電路板的封裝密度。
超過上百個國家響應COP26簽署甲烷減量協議,預期未來達到甲烷減量30%的目標,代表全球將逐漸降低對石油與煤炭的依賴,朝向提升綠能占比使用的政策推動。國內也積極地制訂政策,已描繪出未來三十年環境與能源政策與淨零排放的大藍圖,未來的目標也是提升綠能的使用占比。綠能除包含風能與太陽能等間歇性能源外,生質能也是其中一種,其特點是可提供穩定的能源輸出,而沼氣歸類於生質能中。「沼氣發電併網架構探討」探討沼氣發電之併網電力架構,說明實務上採用的併網方式、組成與可能面對的問題,也提到逆變器架構於沼氣發電場域上的使用,讓沼氣發電有另一種方案選擇。
竹纖維加固樹脂(BFRP)為近年受矚目的植物纖維複合材料,但其商業化因為機械性能不佳且耐候性不良而受到限制,主要原因為纖維與基質間親和性不佳。鑑此,許多改良木材與其他植物纖維表面的技術被應用在BFRP的界面改良,從不同面向來增加其界面性能。「竹纖維複合材料纖維改性與界面處理技術回顧」一文透過文獻回顧,得知不同技術主要可歸類為三種機制:①減少水分阻礙樹脂流動與親和;②增加粗糙度以提供結合面積與增加摩擦力;③利用耦合劑將原先不反應的物質連結。文中說明BFRP界面性能與親和性可在處理後有效提升,期望藉由相關文獻回顧能對未來BFRP生產與使用提供完整參考。
現代化和工業化帶來生產力和銷售量的急遽提升,也從而增加農產工業食品浪費的產生。因應循環經濟概念,加速開發農產工業食品廢棄資源物作為生物精煉場,以提取有機酸、生化和生物燃料等商業上可行的產品將為趨勢。永續發展取決於對技術經濟挑戰的理解,以及規劃未來策略以克服障礙。「農產工業食品中木質纖維素廢棄資源物再利用的新挑戰」一文解析農產工業食品廢棄資源物的複雜性質,以及其價值轉化為商業上可行產品的前處理方法,並探討以循環經濟的概念推廣食品廢棄資源物,運用在生物精煉場的商業化挑戰重點。
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