循環經濟與淨零碳排

工研院綠能所永續與環境技術組 呂穎彬推廣經理

隨著國際上淨零碳排的共識建立,世界各國與大企業紛紛研擬其策略,消極的稱之為因應,積極的稱之為機會,如不積極理會的國家,就會有歐盟「碳邊界調整措施」(CBAM)之類的經濟誘因措施來驅動其淨零作為,這樣的共識會讓「淨零」成為避無可避的工作。

現代社會無論是日常生活或是產業生產,都必須仰賴能源與材料的供應。再生能源、低碳能源、及節能或能源效率的提升就成為了顯學。但其實工業材料的供應也貢獻了不少的碳排,如鋼鐵、塑橡膠(石化材料)等。台灣的前十大碳排企業的總碳排放量約1億公噸二氧化碳當量(CO2e),近4成台灣的總排碳量,理所當然應該成為淨零碳排的領導者。

以鋼鐵業為例,一貫煉鋼的原生鋼的碳足跡大約是電弧爐再生料製造的3.5倍,如下表。這是前者須提供由氧化鐵還原為金屬鐵的化學變化相關能量,而後者主要只須提供熔融的物理變化相關能量即可。

鋼鐵廠要達成淨零的目標,除了碳捕捉或氫能煉鋼外,將大部分一貫煉鋼製程轉型為電弧爐煉鋼可以事半功倍,而且節省能源,也可以降低成本。但國內的電弧爐煉鋼產業已是成熟競爭產業,且廢鋼來源有限,無法再供應一貫煉鋼的總量。如產業轉型無配套措施,將會形成國內一窩蜂搶料的窘況。因此,須有合理的商業模式:鋼鐵租賃模式。

如果大宗的鋼材如型鋼、管材等由出售改為租賃,確保這部分在未來可以回到煉鋼廠,除了可以減少一貫煉鋼之高爐負擔外,狀況良好的鋼材還可以無需經過電弧爐的製程而直接應用,其餘再進入電弧爐製程。最後,不足的部分才由一貫煉鋼的高爐製程來補充。

此一淨零策略就是利用循環經濟的商業模式,減少高耗能的原生料製程,而轉至再生料的使用,就可能將排碳減半或更多,但還無法達成淨零。此時碳捕捉與氫能煉鋼就可以進場了,碳捕捉可能讓燃料成本翻倍,而氫能可能高達五倍之多。策略的前半部是利用低耗能低成本的製程替代,後半部才利用昂貴的製程來滿足淨零碳排的要求,這樣的策略除了淨零的目標外,也才能保留競爭力。實際執行上,也會遇到一些商務上的困難,但這是長期的策略,目標訂在2050年,應該有足夠的時間來轉型。

除鋼鐵產業外,其他的材料,如銅、鋁及塑膠都有相似的特徵,如下表。原因是化學變化所需要的能量遠大於物理相態的變化。但實際上也要因不同材料的不同應用,訂定不同的淨零策略。如金屬材料的回收次數幾乎沒有限制,但塑膠材料就有可能在回收數次後就產劣化的現象,造成新的問題。但與鋼鐵業的轉型一樣,是2050年的長期目標,應該有機會克服其中的困難。 最後小結一下,循環經濟不只是資源循環而已,是很有機會在淨零碳排的共識中扮演吃重的角色,除了可以協助淨零之外,也可以保持產業的競爭力,在態度上,因應是企業被動的態度,但追求競爭力才是主動的機會。

註1:DoITPro資料庫
註2:日本JEMAI CFP Program,編號B-JP317077,電器銅 (電器銅)
註3:環保署碳足跡計算服務平台公用資料庫,鋁錠
註4:經濟部工業局製造業產品環境足跡與資源永續資訊專區,ABS塑膠 (資訊產品用,防火級)
註5:環保署碳足跡計算服務平台公用係數資料庫,碳鋼鋼胚(電弧爐製程)
註6:Menikpura et al. (2014)等人之研究發表
註7:環保署碳足跡計算服務平台公用係數資料庫,再生鋁錠

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