高分子產業邁向減碳2030及淨零2050
高分子產業自19世紀以來，從傳統的煉油、合成橡膠、塑料、樹脂等產品，轉向高性能化學品、特種化學品、新能源等領域，為人類的生活和工業發展提供了強大的支持。然而，方便的背後，卻帶來了環保等相關的議題。過去幾年，
全世界政府及相關大企業紛紛針對2050年之溫室氣體排放做出相關宣示，短程為達到2030年的減碳轉型，至2050年則可實現全球淨零之展望。而2050淨零不僅僅是一個環保目標，也是一個經濟轉型的機會。為實現此目標，透過技術創新及產業轉型，促進持續發展，並兼顧經濟成長。對於石化及高分子產業，雖然是巨大的挑戰，的確也是個機會來臨的時刻。由過去線性經濟，到近期回用經濟，最終達成未來循環經濟。從產業鏈的上/中/下游，皆需全盤考量。
「世界碳權困境vs.台灣產業轉型」一文提出，面對未來碳權經濟之國際競爭，台灣產業能源依賴進口，無可避免將受到極大的衝擊，尤其是基礎化工材料領域，更需要重大模式改變及突破。台灣傳統上為材料代工製造及外銷之經濟型態，對處理二氧化碳與甲烷兩溫室氣體之減碳相對困難。然而，台灣化學材料產業之上下游供應鏈及群落相當完整，尤其是有機材料提供半導體產業(包括有機溶劑、封裝、包裝、抗靜電塑膠、氟化合物取代等)，可期待整合成適合碳權之有機關鍵材料綠色供應鏈技術。具體內容為將CO2轉化成大宗石化中間體、特用化學品以及高值之高分子材料。此三系列技術與下游產品含括：①以CO2為原料製造乙烯：採用CO2–酒精–乙烯路徑，取代原油生產石化中間體；②創新CO2化學捕捉法：反應器模組化以適合中小企業使用（互補於物理捕捉法），並有利於儲存運輸，且下游可應用於製造化學品/3C溶劑；③開發高值CO2衍生Poly(carbonate)-(ester)-polymers新材料，應用於彈性體/發泡鞋材/機能性紡織。綜上，化學中間體、特用化學品、高值材料三領域整合為「負碳技術」，最終建立綠色/韌性供應鏈，為國際碳權技術楷模。
「淨零風潮下全球高分子產業的因應之道」一文透過市場綜觀，歸納出高分子產業廠商目前減碳的驅動力量有四種：第一是「法規對塑膠產品的規範」，第二是「上市櫃公司的ESG成為必須揭露碳排的規範」，第三是「金融體系的融資開始納入氣候變遷因素考量」，第四是「回收塑膠粒的價格已讓廠商有利可圖」。上述四種因素促使高分子產業廠商朝向減碳的方向持續努力。國際高分子產業減碳的主要做法集中於「原料的低碳化」，而廠商在「原料低碳化」的做法包含下列幾種：①使用生質原料來生產高分子聚合物；②物理方式回收廢塑膠成為再生粒子；③化學/生物方式回收廢塑膠成為單體；④化學方式回收廢塑膠成為裂解油；⑤觸媒解聚方式回收廢塑膠成為化學中間體。
「石化業低碳製程潛力與成本分析」則指出，欲達成將地球暖化控制在1.5˚C內之目標，全球發起許多減碳或綠能的行動倡議，國際大廠提出綠色供應鏈，進而要求旗下供應鏈廠商一同參與，因此如何因應氣候變遷，將成為國際競爭力之關鍵。未來石化業可透過碳捕獲和儲存(CCS)、自熱式蒸汽重組(ATR)等技術來實施減碳或零碳之目標；但相較於現行傳統製程而言，低碳技術成本高出許多。減碳效益方面，CCS可減排近90%，如果搭配使用乙烷進料裂解與ATR設備則可進一步減排達近94%，2050年平均成本約$775；使用電力裂解減碳潛力為97%，但能否大規模實行受綠電影響，未來綠電的布建及供應不確定因素仍高，2050年平均成本約$831；生質進料減碳潛力最高可達100%，但由於生質料源供應量有限且價格較高，Bloomberg預測即使至2050年生質進料生產高價值化學品(HVC)，成本降低幅度仍有限，2050年平均成本約$1,279。
隨著環保意識提升，廢棄塑膠包裝的去向也逐漸被人們所重視，目前全世界每年約生產7,800萬公噸的塑膠包裝材料，約有14%能進入回收體系，最後僅僅只有170萬噸(約2%)能回到原來的塑膠包裝應用體系中。如今循環經濟逐漸成為顯學，具備重新循環再利用潛力之單一化材質包材成為當紅的開發方向，而其中的BOPE(雙軸延伸聚乙烯膜)結構層的加工及生產技術，是單一化包材中最關鍵的部分。「循環再利用熱塑包材製程開發應用技術」概述單一化包裝的沿革，並探討BOPE技術的開發現況與遭遇之挑戰。現階段工研院材化所高分子組已掌握PE材料流變特性與熔融強度等關鍵因子，並建立加工視窗，已能在特定條件下進行BOPE雙軸延伸，具備高光學特性及高強度，並完成貼合BOPE//PE全單一包材，未來可作為全PE單一材料包材的潛力基材，應用於食品、民化、生醫等多種領域。
多孔隙薄膜在現今的應用領域上非常廣泛，舉凡廢水處理、二氧化碳捕捉純化、海水淡化、鋰電池等應用範疇中均占有一席之地。「低碳功能性孔隙膜材製程技術」一文指出，多孔隙膜因應應用領域不同，而有加工方式、孔洞尺寸、孔洞型態之差異，不同的加工方式來自於原材料之基本特性，例如電池隔離膜與現行防水透濕用PTFE薄膜為熔融延伸法，微多孔聚氨酯以及薄膜分離用薄膜則多為相分離法，這兩種方法均為有高開發潛力之項目。除了單獨使用孔隙膜材的應用領域外，有部分的使用範疇是在多孔薄膜基礎上賦予其額外的功能性，例如逆滲透、功能性電池隔離膜以及非氟系防水透濕薄膜等等。在這類型的應用中，雖然多孔隙薄膜並非主導其功能性，但具有相當程度的影響。
受到歐盟將於2026年正式實施碳邊境調整機制(CBAM)，以及國際品牌大廠紛紛提出產品採用回收或永續材料，並發表減碳的時程表與里程碑後，碳足跡將成為產業競爭力的重要因素，這亦表示低碳且可回收的新料源，將是相關中下游產業的優先迫切需求。目前在原料端要達到減碳的做法，除了優化製程減低耗能外，就是汰換高碳排的石化單體，轉向使用可再生的綠色料源，包含循環回收、CO2轉化或生質原料所製得之單體。相較CO2轉化或生質原料的單體受限價格因素，消費後塑膠產品如PET瓶片，其售價較貼近傳統石化單體，將是作為低碳起始料源的優先選擇。「r-PET化學回收再製技術平台展望」將說明如何以回收PET作為原料，將其轉化成熱塑性聚酯彈性體、可生分解聚酯材料及水性環氧乳化劑，俾提升回收塑料經濟價值，朝向高值化應用，打造更低碳的新料源。
合成橡膠的製造始於石油的開採，石油被加工成合成橡膠，而另外天然橡膠則來自將熱帶雨林開闢為橡膠園，再經水洗精製成不同等級之天然橡膠，這些橡膠材料與人類的生活以及工業發展密切相關，小從軟管墊圈、雨刮片、皮帶，大至輪胎、輸送帶，從原料的取得到高溫固化模塑成產品以至最後廢棄處置，皆會排放大量的溫室氣體。因此如何降低這些過程對環境負荷，成為我們團隊近年關注的議題，如廢料源與再生品質的相關性、解聚劑與相關配方、再生製程以及再生橡膠的應用配方開發，嘗試以經濟性的方法，協助橡膠產業達到永續經營的終端目標。「2050淨零碳排目標下台灣橡膠產業之發展與機會―橡膠解聚劑設計與作用原理」分享橡膠解聚劑設計與作用原理，以及工研院的開發成果供參考。
我國自行車年產約300萬台，平均每台自行車製造的碳排約174 kg CO2e，總碳排高達52萬噸/年以上，因傳統自行車重要部件如車架、車把、輪框、曲柄、前叉等皆以高溫高碳排製程之金屬及碳纖補強熱固複材為主，使得不易回收再利用。「高分子複材於運動產業減碳技術之應用」將介紹碳纖補強熱塑複合材(CFRTP)研製腳踏車架等輕量化塑件之國外發展現況，並探討E-bike用CFRTP射出材料製程的先期評估研究，期能對自行車產業因應全球暖化之永續ESG做出貢獻；另也扼要說明現階段高分子複材在運動產業中之應用例，以及減碳之可行方向。
熱固型複合材料係指以熱固型高分子為基材的纖維補強材料，應用到產品上具有質地輕、堅固、耐用等特性，利於減少產品使用週期中的碳排放。然而，基於材料本身特性，相關廢棄物處理為產業長期以來遭遇的難題，在環保減碳趨勢下，加速了複材產業面對廢棄物處理與再利用議題，亟需尋求有效的解決方案。「熱固型複合材料於減碳趨勢下的轉變與展望」概述熱固型複合材料使用與廢棄物處理的產業現況，並以印刷電路板、風力發電及船體應用為例，淺談目前台灣產業瓶頸與未來展望。
「低碳聚烯烴材料於高頻通訊應用之契機」一文指出，高頻通訊因具有高速傳輸、廣連結、低延遲等特點，成功帶動5G、6G、衛星通訊和雷達等新興通訊應用，而高速信號傳遞倚賴高收發效能天線與低介電損耗傳遞介質，因此材料之低介電損耗要求日益提升。聚烯烴材料涵蓋了極低之介電常數、介電損耗、低比重等優勢，與現行通訊產品相比，具有更低的碳排量與回收性，符合各國推動的減碳政策，為高頻關鍵零組件應用之潛力材料。工研院材化所深耕聚烯烴的官能化改質與加工技術，開發高頻通訊關鍵零組件天線罩、天線振子與複合電纜，以推動聚烯烴材料於高頻通訊上之應用。
主題專欄
全球206家知名紡織品牌商共同訂於2025年增加25%之回收聚酯使用量、2030年達成100%使用回收聚酯/永續材質紡織品，而在紡織品製程中，邊料、裁剪之廢布因無法脫色回用而增加額外清運成本，因此應儘速建立Fiber to Fiber循環聚酯纖維產業鏈。目前回收聚酯受限於低脫色率(~70%)及熔融回收易裂解之技術瓶頸，限縮其可再利用性，「聚酯紡織品脫色技術」介紹工研院所開發的水溶液型及超臨界流體之環保脫色技術，可針對不同結構分散染料在聚酯纖維膨潤的條件下將染料萃取溶出，達到深層脫色的效果。
氫氣為具有吸引力的能源載體，其可因應脫碳於導致全球氣候暖化之發電產業、工業及運輸。隨著可再生能源的發展，為解決能源供應的間歇性問題，儲能系統的使用需求量也隨之增加。儲氫系統具環保及承接綠能特性，被認為是一個有潛力的解決方案，可以提高可再生能源系統的靈活性和彈性，同時降低總能源價格，更被視為未來推動綠能的關鍵角色。「氫氣視為推動綠能發展關鍵角色」一文列舉各種製氫方法，包括生物質技術、蒸汽重組、電解技術、甲烷裂解、煤氣化和水電解等；最後將論述未來氫氣應用需求趨勢，以及碳中和布局規劃，以實現2050年淨零碳排目標。
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