台灣能源轉型進行式ing..... 【綠能科技聯合研發計畫】再生能源點亮創能、儲能應用大未來（05/18/2021 天下雜誌）

文: 台灣經濟研究院

創能技術開發著重提升綠色能源能量與降低成本

創能領域前瞻綠能技術開發配合發揮臺灣太陽光電與離岸風力等再生能源特色，透過提升電池模組效率趨動太陽光電成本下降，以及利用智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維，降低風場運維成本，以提升產業競爭力。

開發高效率、低成本、超輕量之太陽能電池技術

提升太陽能電池效率已刻不容緩，成功大學陳引幹教授團隊運用原子層沉積技術，沉積不同氧化物材料膜層於堆疊型太陽能電池中，以優化各膜層厚度、品質與材料純度等，進一步提升太陽能電池品質。中央大學許晉瑋教授與劉正毓教授團隊以軟性三五族太陽能電池收集室外光源，提供智慧模組(溫度感測器與藍芽)足夠電能回送電子訊號，朝向智慧模組「自我維持」前進。

在降低成本方面，大葉大學黃俊杰教授團隊利用非真空設備取代電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)、用原子層沉積設備(ALD)以及銅漿料取代銀漿料達成低成本射極鈍化及背電極(PERC)太陽能電池開發。成功大學張桂豪副研究員與李文熙教授團隊創新製程置換太陽能鋁電極，以低成本空氣燒結銅電極應用於高效率雙面太陽能電池，將有效降低太陽能電池成本支出，增加產業獲利能力。

隨著太陽光電產能市場逐漸飽和，相關企業轉型尋求高效率與超輕量太陽能模組，以無人機應用為例，臺灣大學藍崇文教授團隊替無人機縫製出可以吸收太陽光轉成電力的衣裝，賦予偵查、通訊等任務。臺灣大學林清富教授團隊開發適合於固定翼無人機之輕量太陽能模組的大面積(30x150 cm2)太陽光模擬器，於宜蘭大學城南校區建置可供太陽能無人機測試起降與飛行場域。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能源為一種乾淨、能量密度高、環保零汙染、應用廣泛與取得容易的新能源，仿生電池即是透過模仿植物光合作用，為既能製氫又能發電的多功能太陽能系統。清華大學嚴大任教授團隊開發氫氣光電催化的催化劑由鉑金轉換為更具有普及性且兼具效能的材料，透過電漿子結構來強化二硫化鉬與日光光場交互作用，增加光能轉化為氫能的效率。中央大學王冠文教授團隊則建置高效穩定低成本之雙效產氫產電系統，利用其太陽能轉換再生電力進行光電催化分解水產氫並儲存，達到能源永續發展之概念。

智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維

面對臺灣附近海域高溫、高濕、多颱風與地震頻繁的特有地理環境，以及海上嚴苛條件，成功大學林大惠教授團隊開發離岸觀測塔風向定向系統，可降低量測成本、提高觀測準確性與量測效率，有助於離岸風場開發之海事工程量測。臺灣大學蔡進發教授團隊著重開發離岸風場運維大數據智慧平台，提供數據及開發各種量測技術，達到風機早期診治、早期預防功效，以期降低運維成本。

儲能技術開發著重高效能、高安全、具經濟性以支持各種儲能應用

隨著電力系統快速發展，電力儲存設備的布建應隨之增加其靈活度，以確保間歇性再生能源的儲存整合，促進電力供應端和儲存之間高效率的轉換。而儲能領域當中，又以先進二次電池與先進氫能為基礎核心發展項目。

開發高能量與高安全之固態電池技術

為進一步提升儲能電池安全與效率，全固態鋰電池已經成為研發主流。研究方向多針對電池正極、負極、以及電解質創新材料與設計，進一步提升能量密度需求與提高電池系統的總體能量。

正極材料方面，大同大學林正裕教授團隊開發具可量產層狀富鋰錳基正極材料合成技術，同時透過離子摻雜技術穩定其正極材料之晶體結構、改善材料的離子導電度，進而提升其電池穩定性及電容量。

負極材料方面，清華大學杜正恭教授團隊採用太陽能板製成切削的廢料矽，將此進行高值化做成鋰電池的負極材料，並用交聯反應開發矽負極黏結劑，以共沉澱法、自身氧化還原法進行正極材料開發參雜改質，提升鋰離子電池的循環壽命和快速充放電的能力。交通大學陳智教授團隊利用電鍍雙晶銅箔作為矽基負極材料的基板，配合富鎳層狀氧化物正極構成鋰電池，提升鋰電池的整體能量密度，提供各項裝置或載具更好的續航力。

電解質材料方面，明志科技大學楊純誠教授團隊主要開發鋰鑭鋯氧氧化物固態電解質，並將其應用在NCM811陰極材料上，最終組裝成鈕釦型及軟包型電池。成功大學方冠榮教授團隊開發高緻密性鈣鈦礦、橄欖石、石榴子石結構氧化物及硫化物電解質，以及具獨特性金屬、非金屬中介層，有效降低固態電解質/電極介面阻抗。臺灣科技大學王復民教授團隊研發固態電解質具環保水溶性，有低成本與綠色製程之特性，且能有效改善固體接觸的介面問題，可製備成高容量、輕量化與高性能二次電池。臺灣大學鄭如忠教授團隊深入探討高分子固態電解質，藉由合成改質方式可提供具彈性的高分子，進一步利用後調整加入鋰鹽的種類及添加劑，使研發的高分子固態電解質更符合商用規格。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能可作為重要儲能技術研發之原因，乃因其最終可實踐潔淨能源，提供眾多行業(如化工、鋼鐵重工及長途運輸等行業)有效脫碳方法，降低碳排放量，改善空氣品質並加強能源安全。且相對其他儲能系統，氫能另一大優勢為其電轉氣儲能系統有儲存量大以及放電時間長的特性。

行政院原子能委員會核能研究所長久以來專注於氫能領域。張鈞量博士團隊開發大氣電漿噴塗製備金屬支撐型固態氧化物燃料電池之可量產技術驗證，可進行大面積(10╳10 cm2)金屬支撐型固態氧化物燃料電池片之生產；余慶聰副研究員團隊利用新型產氫技術結合二氧化碳捕獲技術，使用低成本觸媒生產95%以上的氫氣，省去複雜的純化處理，大幅降低氫氣製造門檻；李瑞益研究員團隊則是著重於開發固態氧化物燃料電池發電系統，可直接將燃料如氫氣、瓦斯或天然氣轉換為電力，並將餘熱回收再利用，具有高能源轉換效率。

燃料電池方面，中央大學李勝偉教授團隊開發中低溫操作的陶瓷電化學儲能電池，所使用的關鍵電解質材料可使操作溫度降到400-700℃區間，且開發關鍵電解質、氫氣電極與空氣電極材料性能與微結構設計，利用靜電紡絲技術製作空氣電極材料奈米纖維，並成功與電解質相互整合，可提升單電池性能14.1%。

儲存氫氣方面，清華大學陳燦耀副教授與曾繁根教授團隊選擇碳材料進行儲氫研究，以零模板水熱碳化法合成出奈米碳球，最後輔以奈米金屬修飾產生之氫溢流效應(Spillover Effect)，提升氫氣吸附效能。

製造氫氣方面，臺北科技大學鄭智成教授團隊致力研發低成本、高穩定度、高效率之中溫固態氧化物電解電池電極材料，另外開發新型氨氣裂解觸媒技術，大幅改善現有氨裂解觸媒反應速率過慢之缺點。中興大學楊錫杭教授團隊則開發非貴金屬觸媒應用於水電解觸媒，以降低裝置成本，並且研發陰離子交換膜和膜電極組，使效率能有效提升。臺灣大學謝宗霖教授團隊發展具突破性之太陽能電解水產氫技術，以低成本、易量產、高效率的鈣鈦礦─矽晶疊層太陽能電池進行電解水產氫，並達到具競爭力之太陽能轉氫能效率水準(10-15%)。而臺灣科技大學胡蒨傑教授研發適於氫氣分離的複合薄膜，藉由熱力學與動力學的基礎理論調控薄膜成膜機制，開發高孔隙度且結構穩定的基材膜，結合優異特性的基材膜及選擇層。

綠色能量持續擴散，協助臺灣繼續邁進成為「亞洲綠能發展中心」

科技部「綠能科技聯合研發計畫」藉由學研界前瞻創新研發能量，推動新能源及再生能源之科技創新，進一步擴大產學研界連結之效益，積極延續科研成果落實產業應用，以期為我國綠能產業布建機會，並協助政府達成能源轉型，且透過綠能科技發展躍身國際舞台。

完整內容請見：
https://www.cw.com.tw/article/5114845

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獎金高達一億美金！第一屆碳捕捉競賽開跑！
　
特斯拉公司創辦人馬斯克在今年 2/8 宣布，將祭出一億美金給研發出最佳「碳捕捉技術」的人或團體，藉此鼓勵大家找到能有效捕捉大氣中二氧化碳的方法。
　
全球氣候變遷之下，如何收集、儲存空氣中的二氧化碳是當代重要的環境議題。目前主要捕捉方式有化學反應產生沉澱、特殊裝置充放電來過濾空氣中二氧化碳等，可惜效率都不太高！馬斯克希望能透過高額獎金，激勵科學家找出其他更有效率的捕捉方法。
　
那麼捕捉到碳之後我們要怎麼儲存它呢？有辦法當作能源再利用嗎？
　
延伸閱讀：
人類雖然渺小，預防氣候災難卻可以從你我做起——《如何避免氣候災難》
https://pansci.asia/archives/315695
巴黎協定 5 年了，來看看它有沒有好好運作
https://pansci.asia/archives/293731
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斗內泛科學、支持好科學！
你的支持，是我們前進的力量，贊助泛科學：https://lihi1.com/mJSba

大家好，分享一篇文章，讓大家認識環保材質
由中技社與永循會發行的永續循環經濟觀念一書～循環經濟與 PLA 綠色創新產品開發
（寀呈股份有限公司 李佳燕 董事長）
（文長注意😊）

摘要
人類物質生活大幅提昇，卻是建構在大量耗用能源、剝削勞工、剷平山林、動植 物滅絕消失、環境嚴重污染、與有毒廢棄物四處流竄的基礎之上。我們不能 忽視這些作為對於地球生態系與未來世代所造成的影響。地球公民希望台灣能藉由 產業轉型，走向生態的、永續的、低碳的綠色經濟，尊重環境資源的限制，揮別過 去高污染、高耗能、高耗水、高工時的產業與生活型態。本文共分為三個部分，第 一部分從全球循環經濟的趨勢入手，第二部分探討生質材料與循環經濟，第三部分 PLA在循環經濟的運用，最終提出本文的結論。

1、 前言
為了兼顧經濟成長與環境永續，聯合國於 2009 年提出「全球綠色新政」倡議， 希望透過公共投資帶動經濟復甦、創造綠色就業機會，2011 年再度提出「綠色經濟 轉型」，建議各國政府至少要提撥 2％的 GDP 用於綠色投資，建構一個低碳社會的典 範，並成為國家與企業長期競爭力的來源，目前美國、歐盟及日本等國家已紛紛響 應，積極擴大綠色投資，加速發展循環經濟。循環經濟的理念，正是要想要改變過 去「Take-Make-Use」的線性經濟，重新建構一套「從搖籃到搖籃」的嶄新經濟模式，讓大自然裡沒有廢棄物。同樣的，我們可以把所有廢棄物和污染當作是「資源錯置」 的結果，由於經濟模式與產品設計不良，使得資源不能被充分利用和回收，才會產 生廢棄物。如果可以重新規劃原料開採、產品設計、製程、使用、回收等一系列流 程，讓資源的生命週期延長，甚至不斷循環，才能徹底解決廢棄物與污染的問題。
二、全球循環經濟的趨勢
（一）循環經濟的內涵
全球工業發展歷經工業革命至今，經濟發展的基礎往往為「線性經濟」的發展 模式，線性經濟係指在工業生產與消費系統中，資源從開採、製造、使用、最後到 廢棄，呈現從搖籃一路到墳墓的線性流動，而此一線性流動往往造成許多資源，僅 經一次性的使用後便流入廢棄端。其追溯源頭則歸因於早期全球資源蘊藏遠大於需 求量，資源供給足以負擔開發的需求量，因此經濟發展上僅針對產量提升與刺激消 費量，最終形成了線性經濟 ；相較於前者，循環經濟強調自然資源的使用與消費應 發揮最佳性的使用，換而言的便是應革新傳統的生產供應模式，並創造新型消費型 態，將過去線性工業系統，重新設計與升級，創造更高的產業價值，而在轉型循環經 濟的過程中，應檢視過去線性經濟模式所開採的資源，以利將搖籃至墳墓的概念轉 型為搖籃至搖籃。自資源有限的概念中，資源分為已確認存在、高機率、低機率及 尚未發現的地表儲備量，而其中前三者多已因線性經濟的需求進行開採，而分佈至 人類生活圈的各個角落，但未來為因應轉型循環經濟，必須將已視為廢棄的資源再 次進入源頭成為資源儲存，因此為了高效率轉型為循環經濟，現已遭開採的資源又 以資源再生分為高、中及低三者，在考量機會成本情況下，高經濟價值資源的再生 將成為未來發展循環經濟的重點。
上世紀六○年代美國經濟學家肯尼斯． 波爾丁（Kenneth Boulding）提出循環經 濟（Circular Economy）一詞，認為人類在追求經濟發展的同時，大量開採自然資源 並排放污染及廢棄物，但地球就像一艘飛行於宇宙中的太空船，當資源耗盡時終將 毀滅，唯一能使地球持續發展的方式，就是將這些汙染及廢棄物轉換成可再利用的 資源。七○年代起，環境資源已開始受世人重視，聯合國於 1972 年 6 月 5 日召開人 類環境會議，會後發表「聯合國人類環境宣言」，該宣言強調地球生產非常重要的再生資源的能力必須得到保持，而且在實際可能的情況下加以恢復或改善。以目前地 球的承載力已經超飽和的情況下，如何讓過去「開採→製造→消費→丟棄」的直線 經濟，轉變成「開採→製造→消費→再生→製造→消費→再生…」的循環經濟，以 舒緩地球的承載壓力，這是人類發展的重要課題！
基於上述背景，工業先進國家已陸續將這理念落實於政策及法規的推動，例如 美國於 1976 年頒布《環境保護與回收法》、德國於 1978 年推出全球第一個環境標 章「藍天使標章」、日本於 2000 年公布《推進形成循環型社會基本法》及一系列相 關法規等。產業界也努力開發易拆解可回收的產品，或是強調使用再生原料的產品， 例如電子產品的塑膠外殼宣告添加再生塑膠原料、運動服裝標榜使用寶特瓶再生的 環保紗、紙製產品標示採用再生紙漿等，循環經濟甚至也是近期歐美青年創業的趨 勢，例如「在地循環農場」（Local Loop Farms）。
（二）循環經濟的發展
循環經濟和線性經濟最大的不同，具有可回復性和可再生性，其特性是透過新 的設計，從一條完整價值鏈與跨不同價值鏈的系統，檢討各式各樣的經濟活動，建 立資源循環圈。循環經濟不同於傳統的「廢棄物減量」，其更強調在新面向產生變革 性的設計，以改善傳統經濟體系價值結構鏈，其層面包含技術、組織及社會面的創 新。鑒於國際環境保育意識提升，許多國家已發覺循環經濟的趨勢，並且逐步投入 資源來加速循環經濟的體現，包括英國、荷蘭、歐盟、中國、日本等主要經濟體， 並已在政府策略及產業創新出現許多新的研究成果。而循環經濟對於臺灣永續發展 產業邁向國際經濟潮流上有其發展的重要性，臺灣未來若要於此發展趨勢中，延續 並展示環保產業及經濟發展的競爭力，應積極整合政府與民間產業以創造新的思維 與作為。
回顧人類發展歷程中，隨著人口數逐年增加，相對產生的資源匱乏問題也日益 增加，世界人口變化與資源管理的歷程中便整理出了自西元 1800 年至 2010 年的發 展歷程，而從中可見人口自十億暴漲至六十億人口的過程中，資源 ( 糧食、水源、材 料 ) 管理逐漸成形，能源重心也漸漸從化石能源調整為再生能源，然而面對近年氣候 變遷、資源短缺、消費者持續消費行為的問題，仍須提出創新的作為以利改善世代 所面臨的瓶頸，第一波循環經濟的發展於 2000 年已悄然成形，源頭減量及清潔生產的理念也隨國際潮流引進臺灣，而面對即將來臨的循環經濟第三波發展，則能有效 結合舊有的產源減量、清潔生產及環保材料及近年推行的環境影響評估 (EIA)、生命 週期評估 (LCA)、碳足跡及搖籃至搖籃的理念，成功建立新的資源循環圈。
（三）臺灣循環經濟的發展
從臺灣循環經濟的發展脈絡來看，從早先的議題較侷限於廢棄物的去向管理， 國內需要有足夠的最終處理設施，然而，新掩埋場難以再取得，焚化爐興建也常遭 民眾抗爭，所以透過廢棄物減量以及資源回收再利用，減少處理廢棄物的負擔，成 為施政的主要手段。在這 20 年以來，臺灣的廢棄物量已經大幅減少，並且導致焚化 廠還有多餘的處理容量。這期間環保署與經濟部分別推廣「3R」以及「清潔生產」， 帶動許多製造業的升級，也讓國內資源回收再利用業者數量逐年增加，可以視為臺 灣循環經濟的第一波發展。
循環經濟第一波至第二波發展期間，環保產業隨之蓬勃發展，根據作者觀察， 全球環保市場，包括「環保服務業」、「環保設備業」及「環保資訊業」，三者市場皆 逐年增加。其中，環保設備業每年市場規模變化不大，環保資源業則是三大類中成 長最快速的行業，而環保服務業的規模維持在 3,500 億美元以上，每年仍持續成長， 並且在三大類的環保規模中常年居冠。
隨著第一波與第二波的循環經濟發展到一定程度，將很難再有大幅的突破，因 為在一個局部系統中，能掌握的機會已經幾近都運用了。舉例來說，當特定產業已 經將生產效率，在具經濟可行性下做到最好，清潔生產就少有再提升的空間 ；民眾 依既有的廢棄物已經依法規分類回收，回收率也就難再提升 ；但工業區內各廠商的 廢熱、廢水以及副產品已盡量互相整合再利用，其他的廢棄物質仍需要負擔清除處 理的成本。要產生第三波循環經濟的發展，需要在更大系統性中發掘更多的機會。
第三波突破性的循環經濟需要有更大的系統視野，循環經濟不只看處理廢棄物 的問題，而更考慮跨整個供應鏈的整合，包括原料來源的選用、設計製造、產品服 務的提供、消費模式、及產品廢棄後如何導入循環。另一種說法，循環經濟轉型是 對過去的線性經濟，做生產供應鏈系統的重新設計，連同消費的型態也一同改變。 在更大的系統視野中，循環經濟產生可在效益層面的產生大跳躍，不像過去只鎖定 廢棄物的預防與減量，新的循環經濟還更能在跨產業鏈、跨區域、新的循環體系上，產生更多的價值與新型態的效益。
三、生質材料與循環經濟
（一）生質塑膠的發展
循環經濟概念當道，在追求永續發展主流意識下，循環經濟成為全球致力發展 的新趨勢。塑膠發明至今已逾百年，提供民眾便利的生活，但是難以處理的廢棄塑 膠也造成環境危害。不過，截至目前為止，全球塑膠回收率仍低於 15%，而且塑膠 幾乎無法分解，只能裂解成為塑膠微粒。更令人擔憂的是，全球 83% 的飲用水都具 有塑膠微粒，就像是水中的 PM2.5。近年塑膠使用衍生的海洋汙染、塑膠微粒危害 等問題日益受到重視，突顯發展「環境友善塑膠材料」的必要性與急迫性。近期七 大工業國組織峰會達成共識，目標 2030 年塑膠材料得以 100% 循環再利用或能資源 化等方式為最終處置。顯示出未來全球塑膠產業勢必將與循環經濟扣合，生質塑膠 已被視為推動塑膠循環經濟的必要選項之一。
生質塑膠是可以在自然界降解的塑膠材質，在有足夠的溼度、氧氣與適當微生 物存在的自然掩埋或堆肥環境中，可被微生物所代謝分解產生水和二氧化碳或甲 烷，對環境危害較小，所以在日本又稱為綠色塑膠。實際上，生質塑膠並不是什麼 新概念，由樟腦和硝化纖維製成的賽璐珞 (Celluloid Nitrate)1 ，早在 1850 年代就被發 明出來作為象牙撞球的替代品。但就像其他早期發明的可循環塑膠一樣、賽璐珞缺 乏合成塑膠的可撓性和發展性，因此現在多半只能拿來做領口襯料和桌球。
生質塑膠（Biomass Plastics）就是利用玉米、小麥、馬鈴薯等所富含的澱粉、 纖維素為原料，並運用生化科技，經過精煉、發酵、合成等程序聚合形成生物可分 解的材質，以「聚乳酸」(Polylactide, 以下簡稱 PLA)) 最為典型，且是生產量最大的 一種。初期 PLA 在導入食品接觸容器時，多運用於冷飲容器及生鮮低溫儲藏的包裝 盒，其原始材質的耐熱溫度 60℃ 左右，確實足以確保使用的安全。但由於環保政 策於多年前的支持使用，其材質開始製作成各類食品容器具及包裝材料。但因生產 廠家眾多，逐漸由原始的冷飲容器及生鮮低溫儲藏的包裝盒轉向製作成高溫使用的 碗、筷、杯、匙等家庭用品，而耐熱溫度則成為 PLA 材質的主要問題來源。

1 賽璐珞（Celluloid Nitrate）是一種合成樹脂的名稱。 是歷史上最早發明的熱可塑性樹脂。 以硝化纖維和樟腦等原料 合成。 代表性製品為桌球、人偶等。
（二）環境友善塑膠材料
塑膠發明至今已逾百年，提供人們便利的生活，然而處理傳統石化來源的廢棄 塑膠卻是相當棘手的問題。傳統塑膠不易分解，進而造成環境污染以及危害地球物 種的生存（全球每年超過 150 萬個海洋生物，因廢棄塑膠而喪命）；焚化燃燒處理， 則有廢毒氣產生等問題 ；不恰當的回收策略，仍會產生一定比例無法回收再利用的 塑膠廢棄物，繼續對全球環境造成危害。為了解決傳統塑膠廢棄物的問題，開發「環 境友善塑膠材料」成為重要課題。環境友善塑膠材料是指塑膠材料在大自然環境的 條件下，輔以足夠的溼度與氧氣，在自然掩埋或堆肥環境中，可被微生物分解成水 和二氧化碳 ；或是在工業堆肥的條件下可分解 ；又或者是具有生物質含量但不可分 解的特性，在廢棄回收後進行燃燒，不會產生有毒氣體 ；以及其他與綠色環保概念 有關的塑膠材料。
發展環境友善塑膠材料最主要的是環保因素。由於循環經濟概念當道，在追求 永續發展的主流意識下，強調資源可持續回復的循環經濟，遂成為全球致力發展的 新趨勢。投入資源開發生質塑膠、可回收塑膠等環境友善塑膠材料自然地成為一門 非常重要課題。亞洲地區已成為全球塑膠產品最主要消費市場，塑膠發展的議題在 此區域更顯重要，也再次合理解釋「環境友善塑膠材料」得以擠進亞洲前十大重點 技術的原因。
生質塑膠屬於環境友善塑膠材料一種，原料從天然資源而來，例如由玉米、木 薯、小麥、馬鈴薯、纖維素、棕櫚油等所製成之一種塑膠材料。環境友善塑膠材料 是指塑膠材料在大自然環境的條件下，輔以足夠的溼度與氧氣，在自然掩埋或堆肥 環境中，可被微生物分解成水和二氧化碳 ；或是在工業堆肥的條件下可分解 ；又 或是具有生物質含量但不可分解的特性，在廢棄回收後進行燃燒，不會產生有毒氣 體 ；以及其他與綠色環保概念有關的塑膠材料。
（三）生質材料在各國的運用
目前生質塑膠原材料仍以農業作物為主，如蔗糖、澱粉、植物油等。泰國為全 球最大的木薯產品出口國，印尼亦是重要出口國。泰國為確立發展生質塑膠未來市 場潛力及規模，該國企業及國際企業持續增加投資。為加強發展生質塑膠，泰國政 府設定十年目標，選定以甘蔗和木薯為發展生質能源與生質化學品的經濟作物來源。
目前許多亞洲國家已限制使用一次性塑膠，但生質塑膠、回收塑膠等「環境友 善塑膠材料」並不在限制名單內，有助於推廣生質塑膠的使用。為了加速塑膠材料 綠色概念的發展，印度政府甚至訂下「2020 年前全面棄絕一次性的塑膠製品」的嚴 苛目標政策，此政策勢必加速印度開發與推廣使用生質塑膠。目前生質塑膠已使用 在各個國家，在政府與企業持續投資資源開發，以及人民環保意識持續增加，可預 見 2030 年，生質塑膠將成為亞洲最普遍應用的技術。
臺灣生質塑膠產業受限於原料（農作物）供應不足，因此主要進口生質塑膠材 料 ( 農作物經過加工後的初級品 ) 進行改質和混練、加工或接受委託代工製成塑膠產 品，再交由下游應用端進行銷售。若要強化臺灣生質塑膠產業發展，掌握充足料源 則是關鍵因素之一。建議原料端的部分可配合新南向政策，透過國際合作，掌握東 南亞料源，建立自主量產能力，並以現有研發能量，開發高階的高值應用，有助提 升臺灣生質塑膠產業競爭力。
四、PLA在循環經濟的運用
（一）PLA的優點
PLA 是一種新型的生物可降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）所提出 的澱粉原料製成。澱粉原料經由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發酵製 成高純度的乳酸，再通過化學合成方法合成一定分子量的 PLA。其具有良好的生物 可降解性，使用後能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染 環境，這對保護環境非常有利，是公認的環境友好材料。世界二氧化碳排放量據新 聞報導在 2030 年全球溫度將升至 60℃，普通塑膠的處理方法依然是焚燒火化，造成 大量溫室氣體排入空氣中，而 PLA 塑膠則是掩埋在土壤裡降解，產生的二氧化碳直 接進入土壤有機質或被植物吸收，不會排入空氣中，不會造成溫室效應。
在生物分解性塑膠中，PLA 因為產量的關係，最常被使用到容器及包裝類產品。 目前的主要使用於包裝盒、蛋盒、冷飲容器、生鮮托盤 ；以及使用於電子類產品的 外包裝。外包裝在回收的過程中可以視同為紙類回收物，後續處理方式相對單純。
第一，機械性能及物理性能良好。PLA 適用於吹塑、熱塑等各種加工方法，加 工方便，應用十分廣泛。可用於加工從工業到民用的各種塑膠製品、包裝食品、速 201 循環經濟與 PLA 綠色創新產品開發食飯盒、無紡布、工業及民用布。進而加工成農用織物、保健織物、抹布、衛生用 品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面等等，市場前景十分看好。
第二，相容性與可降解性良好。PLA 在醫藥領域應用也非常廣泛，如可生產一 次性輸液用具、免拆型手術縫合線等，低分子 PLA 作藥物緩釋包裝劑等。PLA 除了 有生物可降解塑膠的基本的特性外，還具備有自己獨特的特性。傳統生物可降解塑 膠的強度、透明度及對氣候變化的抵抗能力皆不如一般的塑膠。
第三，PLA 和石化合成塑膠的基本物性類似，也就是說，它可以廣泛地用來製 造各種應用產品。PLA 也擁有良好的光澤性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜 相當，是其他生物可降解產品無法提供的。
第四，PLA 具有最良好的抗拉強度及延展度，PLA 也可以各種普通加工方式生 產，例如 ：熔化擠出成型，射出成型，吹膜成型，發泡成型及真空成型，與廣泛使 用的聚合物有類似的成形條件，此外它也具有與傳統薄膜相同的印刷性能。如此， PLA 就可以應各不同業界的需求，製成各式各樣的應用產品。
第五，PLA 可以循環使用。PLA 的循環使用與其他聚合物不太相同的是，廢舊 的 PLA 塑膠會被收集在特殊的容器中，通過熱解、水解等方法降解成為小分子單 體，再通過生產商將單體乳酸合成為具有一定性能的 PLA 原材料，再次進入市場使 用。
第六，PLA 薄膜具有良好的透氣性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔離氣 味的特性。病毒及黴菌易依附在生物可降解塑膠的表面，故有安全及衛生的疑慮， 然而，PLA 是唯一具有優良抑菌及抗黴特性的生物可降解塑膠。
第七，當焚燒 PLA 時，其燃燒熱值與焚化紙類相同，是焚化傳統塑膠（如聚乙 烯）之一半，而且焚化 PLA 絕對不會釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體。人體也含 有以單體形態存在的乳酸，這就表示這種分解性產品具有的安全性。
（二）PLA在行業應用
PAL 現階段研究狀況聚焦於利用農業剩餘物資，如稻桿、蔗渣以及垃圾廢棄物 等為原料，將其轉化為 PLA 成為技術開發的焦點。在各項研究開發上，利用稻桿等 含有木質纖維素的農業廢棄物進行發酵聚合，為國際發展趨勢，被看好是下一階段 生質塑膠原料的供給來源。能否供應充足的原材料，是發展生質塑膠的關鍵。
PLA 的熱穩定性好，加工溫度 170 ～ 230℃，有好的抗溶劑性，可用多種方式 進行加工，如擠壓、紡絲、雙軸拉伸，注射吹塑。由 PLA 製成的產品除能生物降解 外，生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好，光華偉業開發的 PLA 還具有 一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分廣泛，例如 ：
1. 一次性用品領域
PLA 對人體絕對無害的特性使得 PLA 在一次性餐具、食品包裝材料等一次性用 品領域具有獨特的優勢。其能夠完全生物降解也符合世界各國，特別是歐盟、美國 及日本對於環保的高要求。但，採用 PLA 原料所加工之一次性餐具存在著不耐溫、 耐油等缺陷。這樣就造成其的功能作用大打折扣，以及在運輸途中餐具變形、材質 變脆，造成大量次品。不過，經過技術發展，市場已有經過 PLA 改性後的材料，可 以有效克服原粒的缺點，有的甚至耐熱溫度高達 120 度以上，可以用作微波爐用具 材料。
2. 汽車領域
日本東麗公司結合 PLA 樹脂改性技術、纖維製造技術和染色加工技術，開發了 以高性能 PLA 纖維為主要成份的車用腳墊和備用輪胎箱蓋。備用輪胎箱蓋已經在豐 田汽車公司 2003 年推出的全面改進小型車「Raum」上使用。在繼腳墊和備用輪胎箱 蓋開發以後，東麗公司有開發了適用於車門、輪圈、車座、天棚材料的其他汽車部 件的 PLA 產品。
3. 電子領域
為了節省石油資源同時減少地球溫室效應，進一步拓展由可再生的生物資源製 造而來的 PLA 的應用領域，日本許多公司對 PLA 在電子電器領域的應用進行深入研 究並取得了卓越的成效。
4. 生物醫藥領域
生物醫藥行業是 PLA 最早開展應用的領域。PLA 對人體有高度安全性並可被組 織吸收，加上其優良的物理機械性能，還可應用在生物醫藥領域，如一次性輸液工 具、免拆型手術縫合線、藥物緩解包裝劑、人造骨折內固定材料、組織修復材料、 人造皮膚等。高分子量的 PLA 有非常高的力學性能，在歐美等國已被用來替代不銹 鋼，作為新型的骨科內固定材料如骨釘、骨板而被大量使用，其可被人體吸收代謝的特性使病人免收了二次開刀的苦。其技術附加值高，是醫療行業發展前景的高分 子材料。
（三）PLA發展問題
玉米同為人類的食物來源之一，因氣候變遷，全球糧食不足的情況下，造成玉 米價格上漲，使用玉米去製造 PLA 的食品原料，也同樣成為各界挑戰的議題。另 外，國內地狹人稠，寸土寸金，所有的掩埋場因空間不足的緣故，無法接受掩埋這 類廢棄物，而 PLA 材質的使用與推廣，則難以展現與達成其原開發的目的與素求。 過去生質塑膠時常被認為來源為糧食作物，存在與民爭糧的疑慮。故現階段研究狀 況，聚焦於利用農業剩餘物資，如稻桿、蔗渣以及垃圾廢棄物等作為原料，將其轉 化為生質塑膠成為技術開發的焦點。在各項的研究開發上，利用稻桿等含有木質纖 維素的農業廢棄物進行發酵聚合，為國際上的發展趨勢，並且被看好是下一階段生 質塑膠原料的供給來源。凝聚國際共識 2030 完成 100% 循環再利用技術在七大工業 國組織（G7）峰會已達成共識，目標 2030 年塑膠材料得以 100% 循環再利用或能資 源化等方式為最終處置。此舉顯示未來全球塑膠產業勢必將與循環經濟扣合，生質 塑膠已被視為推動塑膠循環經濟的必要選項之一。
初期 PLA 在導入食品接觸容器時，多運用於冷飲容器及生鮮低溫儲藏的包裝 盒，其原始材質的耐熱溫度 60℃ 左右，確實足以確保使用的安全。但由於環保政 策於多年前的支持使用，其材質開始製作成各類食品容器具及包裝材料。但因生產 廠家眾多，逐漸由原始的冷飲容器及生鮮低溫儲藏的包裝盒轉向製作成高溫使用的 碗、筷、杯、匙等家庭用品，而耐熱溫度則成為 PLA 材質的主要問題來源。
玉米同為人類的食物來源之一，因氣候變遷，全球糧食不足的情況下，造成玉 米價格上漲，使用玉米去製造 PLA 的食品接觸物件，也同樣成為各界挑戰的議題。 另外，國內地狹人稠，寸土寸金，所有的掩埋場因空間不足的緣故，無法接受掩埋 這類廢棄物，而 PLA 材質的使用與推廣，則難以展現與達成其原開發的目的與素 求。
PLA 材質屬於熱塑性高分子材質並非是均質材料，目前單純的原始材質及經改 質強化彈性及耐熱性的不同類型皆同時使用中，而耐熱特性的表現仍將是最主要的 考量因素。綜合以上說明，以非專業人士要在無明確資訊下有效確定材質之耐熱溫度是不可能的。但可以藉由材質的判定與標示規定資訊來判別適用性。當然，若能 確定使用場合與方式，就變得比較容易。
（四）企業的應用情況
寀呈股份有限公司的策略定位在綠色創新、傳統再生、天然好物與在地生產， 為了掌握關鍵的綠色原料改質技術。2014 年 7 月寀呈開始以綠色概念推出「S•S• E • 」系列產品，使用看似塑膠卻不是塑膠、來自玉米的純植物原料 PLA 製造，包 括 Breere 會呼吸的保鮮盒、tefee cup、twins spoon 好心情湯匙等產品 ；設計理念是 簡化過多與不必要的配件，達到與傳統保鮮盒相同的保鮮、防漏等效果，相對來說 減少藏汙納垢的縫槽，清洗時也能減少清潔劑與水資源的使用。創業過程因為與前 一代經營區塊不同，要投入綠色產業的前置資金與時間是很長的，除了內部溝通也 要尋求其他資源的協助，此外因為談到綠色產品多數都是貴又叫好不叫座，在完成 開發正式上市後也費了許多心力在與消費者溝通，要讓消費者瞭解產品的理念與設 計特色，才能獲得在各大通路上架販售的機會。
重視食安，寀呈公司多年投入環保材質 PLA 研究，開發保鮮盒與水杯等無毒生 活產品，並自創品牌「SEE」，目前已成功上市且成功獲得歐美訂單，希望未來提高 臺灣品牌國際市場能見度。寀呈公司已成功開發環保材質 PLA 生活用品，也取得生 物可分解材質國際認證。看準綠色經濟當道，寀呈積極投入食品容器安全性的研究， PLA 保鮮盒與水杯是以植物為基底的材料，耐熱溫度超過 110 度，且不會釋出雙酚 A、塑化劑等有毒物質，目前在臺已上市，希望能攻下保鮮盒與水杯市場。未來還規 劃將保鮮盒等產品 LOGO 或其餘標示增設感溫變色功能。
五、結論
最近循環經濟在台灣正流行！自從小英總統在 520 就職演說上提到「要讓台灣 走向循環經濟的時代」以後，這個詞彙就在台灣流行了起來。在國內已有多家業者 大量製造 PLA 的相關食品接觸物件，進而外銷至歐美國家，其產能也不斷在擴充的 中，若 PLA 材質的食品接觸物件符合食品安全衛生標準，再加上材質還能在自然環 境中完全分解，自然會由消費大眾所採用。但整體來說，塑料材質在高溫下較易產 生高風險，自 2008 年將原本 PLA「不耐熱」及「材質脆」的兩大問題，透過提高結晶性及合膠方式加以解決。目前，臺灣創新研發能量充足，PLA 是臺灣目前應用 最廣泛的生質塑膠，生鮮蔬果盒及冷飲杯的應用佔需求量 90% 左右，PLA 製成品約 70% 外銷歐美日等國為主。
不過，臺灣生質塑膠產業受限於原料（農作物）供應不足，因此主要進口塑膠 材料（農作物經過加工後的初級品）進行改質和混煉、加工或接受委託代工製成塑 膠產品，再交由下游應用端進行銷售。若要強化臺灣 PLA 產業發展，能否掌握充足 料源為關鍵因素之一。原料端的部分可配合新南向政策，透過國際合作，掌握東南 亞料源，建立自主量產能力，並以現有研發能量，進而開發高階的高值應用，將能 提升臺灣生質塑膠產業競爭力。