林柏睿、劉子瑜 / 工研院材化所
根據「2050淨零排放路徑及策略總說明」，我國環境部資源循環署推動「淨零排放—資源循環減碳技術計畫」。本文探討硫酸及氫氟酸兩種關鍵化學品於我國產業中的資源流布情形，以協助提升資源循環效益並促進永續發展。研究採用物質流布分析法(MFA)，針對硫酸及氫氟酸進行資源進出口、使用、廢棄及再利用的全面分析。結果顯示，硫酸及氫氟酸廢棄資源在我國產業中具有高度循環潛力，特別是在半導體產業中。研究亦提出優化申報系統及廢棄物分層管理的建議，以提升化學品資源再利用的效率，進一步促進我國資源循環與減碳策略的落實。
【內文精選】
硫酸產業資源流布分析
硫酸(H2SO4)是全球最重要的基礎工業化學品之一，廣泛應用於多個關鍵產業，被譽為「工業之母」。在我國，硫酸的需求量龐大，尤其是在化學品製造、肥料生產、金屬及電子零組件等製造業中，皆具有無可取代的作用。硫酸不僅是製造其他化學品的重要中間體，例如硫酸銅、硫酸鋅等衍生物，它也是肥料工業中生產氨肥的重要原料。除此之外，硫酸在金屬酸洗和表面處理中可用於去除氧化物及雜質，而在電子零組件的製造中，硫酸則是精密清洗和蝕刻工藝的核心化學品。
隨著我國工業化與科技發展的加速，硫酸的消耗逐年增加，特別是在高科技和重工業領域中，其需求的成長速度尤為顯著。硫酸的大量應用使得其物質流布的管理變得至關重要。硫酸在生產、消耗和廢棄處理過程中的流動，不僅影響資源的使用效率，也直接關乎產業的可持續發展。圖一為2023年我國硫酸產業之流布分析圖，其中包含原料獲取、使用、廢棄及再利用四個階段的申報量能。
圖一、2023年我國硫酸產業流布分析
本研究以人工篩選出與硫酸相關之進出口海關申報貨品號列，包含比重達1.84或濃度95~98 w/w%之硫酸(貨品號列：28070010107），以及其他硫酸(貨品號列：28070010900），根據關港貿單一窗口查詢結果，2023年我國硫酸進口總量為8.9萬公噸、出口量則為約21.9萬公噸。
國內使用量則為約為137.3萬公噸，其中使用量前五大產業依次分別為：①化學原料製造業、②積體電路製造業、③肥料及氮化合物製造業、④銅材軋延、擠型及伸線業，以及⑤印刷電路板製造業，並占我國硫酸使用總量約90%。
氫氟酸產業資源流布分析
氫氟酸(Hydrofluoric Acid; HF)為我國半導體產業化學品使用之大宗。其為一種高度腐蝕性的無機酸，廣泛應用於半導體及玻璃蝕刻、金屬處理及化學製造等多個領域，其中尤以半導體製造過程中的應用最為關鍵。隨著全球AI技術快速發展，高效能運算(HPC)晶片需求旺盛，我國作為全球半導體生產重鎮，確保相關化學品供應鏈穩定為產業發展目標之一；而氫氟酸因其特殊性質使其能夠溶解多種金屬氧化物與矽基材料，正是這半導體產業中不可或缺的材料。
本研究的核心目標是分析氫氟酸在我國物質流布現況，重點關注其在高科技產業的使用模式，特別是半導體製造過程中的需求與消耗。通過建立一個全面的物質流布圖，可更精確地評估氫氟酸潛在的資源循環機會，有助於維持我國半導體在全球高科技產業中的競爭力，並促進我國氫氟酸達資源循環之永續發展目的。圖二為2023年我國氫氟酸產業流布分析圖，其中包含原料獲取、使用、廢棄及再利用四個階段的申報量能。
圖二、2023年我國氫氟酸產業流布分析
以人工篩選出與氫氟酸相關之以進出口海關申報貨品號列，包含：氟化氫(氫氟酸）(貨品號列：28111100002）、螢石，含重量百分比97%及以下之氟化鈣(貨品號列：25292100003）、螢石，含重量百分比超過97%之氟化鈣(貨品號列：25292200002），根據關港貿單一窗口查詢結果，2023年我國氫氟酸進口總量約為3.5萬公噸，出口量則為1.8萬公噸。
根據事業廢棄物申報及管理資訊系統，我國2023年生產氫氟酸(產品代號：180034）及氟化氫(HF)(產品代號：180119）總量約為12.1萬公噸。本研究分析其供應鏈，我國氫氟酸供給量能(進口量+製造量）共約21萬公噸；值得注意的是，氫氟酸製造主要以螢石(氟化鈣，CaF2）與濃硫酸進行反應合成，然我國並無螢石礦產，導致我國氫氟酸不論產品抑或是製造原料供應皆須仰賴進口。氫氟酸對我國半導體產業發展需求極為重要，故應當思考如何建立國內含氟資源循環，以確保產業之永續發展 ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》456期，更多資料請見下方附檔。