绿色产业与绿色新契机
陈家豪
成功大学机械工程学系
前言
随着科技的进步与工业的发达，各种工业产品虽然为人类带来了极大的方便与福祉。但是，当人们在享受这些文明生活的同时，全球生态环境却逐渐遭到严重破坏。例如臭氧层的破坏、全球温室效应、酸雨、光害与烟雾、生态平衡的破坏、河川及海洋的污染、沙漠化及固态废弃物等，将严重影响人类的生活以及后代子孙的生存。另外，资源的滥用也将造成地球贵重资源的枯竭。近十多年来，欧盟许多法令相继通过，诸如WEEE、RoHS、ELV、ErP及REACH等，各国也均提出绿色产品环保标章的制度，均使得永续性产品愈受重视，永续发展的理念已渐落实在企业的经营与产品的开发上。企业在开发、设计及制造产品的过程中，愈来愈重视永续性及环保的面向。
过去三十年来，产业界在全球生态环境的保护概念一路从污染防治、工业减废、清洁生产、延伸制造厂责任、废弃产品回收拆卸处理、再生能源、环保标章、绿色设计、绿色供应链、生命周期评估、节能减碳、碳足迹、绿色制造、永续发展等观念，一直进展到循环型经济、绿色经济、绿色产业等观念提出。联合国于2008年提出了“全球绿色新政”倡议，提议各国积极扩大绿色投资并加速发展绿色经济与绿色产业，美国、欧盟与日本等国家积极响应，将绿色产业列为各国积极推动的重点工作。台湾也积极推动绿色产业以符合国际环保趋势。本文介绍世界各国与台湾推动绿色产业的状况，提出未来可努力的方向。
绿色产业定义
根据联合国工业发展组织（UNIDO）于2011年10月所提出绿色产业倡议，对绿色产业的定义为“绿色产业是不以牺牲自然体系健康和人类健康为代价的工业生产和发展模式。绿色产业旨在将环境、气候和社会因素纳入企业活动的考虑范畴。”UNIDO视绿色产业为实现工业永续发展的重要途径。而UNIDO提议以两方向来推动，第一面向为绿化现有产业，以提高资源利用率、减少污染及化学品安全管理等手段，降低流程和产品对环境的危害；第二面向则为建立新的绿色产业，如回收再生产业及再生能源产业（太阳能发电产业、风力发电产业、生质能源产业等）。绿色产业即创建或改善成新的可实现增长的工业生产体系，但不会增加自然资源消耗和导致环境污染破坏。而较具体的绿色产业则为生产绿色产品的绿色工厂。
绿色工厂可分为三层次，第一层级为绿建筑厂房，第二层级为低碳节能清洁生产（包含绿色制造/制程、绿色工具机、绿色制造设备），第三层级为生产绿色产品。目前大部分的绿色工厂只达成第一层级（绿建筑厂房）与第二层级（低碳节能清洁生产），只有少数绿色工厂也同时生产绿色产品。绿色产业包括一般的环保产业、资源再生产业、清净与再生能源产业及节能减碳产业以外，扩及到使用再生能资源与绿色生产机制的传统产业、水资源、地貌改造复育、制造绿色产品与原料的产业及相关验证产业等。同时包括以绿色为考虑的服务业、经营绿色基金的金融服务业等。绿色产业的相关技术包括环保产业的技术与设备、清洁生产技术、绿色生产技术、资源再生技术、清净与再生能源技术与设备、节能减碳技术、绿建筑技术等。
世界各国对绿色产业重视程度与因应策略
日本在1998年推动“Top-Runner Program”，设定电器和车辆的能源效率标准须比每种产品的潜在销售市场上的最佳性能值更高，促使日本产业能源使用效率成为世界领先者，为日本节能减碳产业立下良好的基础。日本绿色工厂的推动是由民间厂商Panasonic、Hitachi、Sharp、Fujitsu等公司在十年前发起，Panasonic公司还订定绿色工厂评估系统15项指针，较著名的是Sharp公司于2003年建立生产液晶电视的Kameyama Mie超级绿色工厂。日本产业技术综合研究所（AIST）提出的最小化制造概念（Minimal manufacturing concept）是定义一制造系统生产具最大功能的产品，但制程中以最少的资源输入且使用最少的能源，并在制品的生命周期中产生最小的环境负担。日本环境省于2011年,为鼓励使用低碳的家电产品及促进低碳的家电产品商业活动，提出生态租赁（Eco-leasing）推动补贴计划，由政府补贴3%生态租赁费用。
德国推动各行业能源有效利用策略，扩大可再生能源使用范围，永续利用生物质能，汽车产业的改革创新等措施，以全力打造绿色产业。德国自两千年实施的再生能源法强制电力公司以高于一般行情的保证价格收购再生能源产生的电力，促使德国再生能源发电产业发展。德国的成功经验也引起各国仿效，目前已有多国参考德国的再生能源法，立法鼓励绿色产业的发展。在汽车产业的改革创新方面，德国政府则提出“国家电动汽车发展计划”，希望在今后几年中促进电池技术的研究进展、电网融合以及电动车市场准备，紧紧掌握住电动发展中的发动机技术、电池技术以及充电网络这三个关键因素，促进德国电动车技术和市场不断发展完善。预计到2020年，德国电动汽车总量将达到100万辆。德国Mercedes-Benz汽车公司最新的海外工厂座落于匈牙利的Kecskemét，为一所极为先进及符合新世代环保标准的绿色工厂。德国Quella先生于2013年绿色设计（Eco-design 2013）国际会议中，提出工厂绿色设计的一些方向：①改善硬设备，如绿色工具机；②改善工厂的整体制程；③以置入系统来控制硬件；④使用软件来控制整体工厂；⑤延伸至包含云端网络。
美国奥巴马总统于2010年公布“清洁能源领导法”，着重于美国能源消费结构的改变。法案要求增加能源生产率、提高能源效率、订定再生能源的发展标准、强化输配电网、研发自主新能源技术等。2010年六月美国参议院亦通过“电动汽车促进法”，该法案制订国家电动汽车推广计划，将于三年内投资20亿美元以增加40万辆电动车；10年内则投入30亿美元以建置充电站等。期望于2030年实现半数轻型汽车电动化，石油需求削减1/3的中程目标。美国也在振兴经济计划中，提拨677亿美元用于发展清洁能源和节能交通等绿色产业技术。
近日，欧盟的波罗的海地区计划（the EU′s Baltic Sea Region Programme），从2007年至2013年创建了一个项目，“通过创新的永续生产的中小型企业”，目的在通过提供一个知识共享平台，工具和资金需要测试，以提高中小企业的永续生产流程和展现生态创新。波罗的海地区跨国合作计划，将自2014年继续延伸至2020年。2014年5月14日在华沙的联合编程委员会，批准了包括来自八个欧盟成员国的国家代表团（丹麦、德国、爱沙尼亚、芬兰、拉脱维亚、立陶宛、波兰和瑞典）以及邻国挪威，白俄罗斯，和俄罗斯的波罗的海地区跨国合作计划。
奥地利的明日工厂（Factory of Tomorrow）研究计划提出发展零排放、零废弃物的制造系统，以最少资源消费与最小环境冲击，来达成最大效益。挪威因水力资源丰富，接近100%是水力发电，所发电力足供全国使用，还能卖给邻国，因此自认可达成“无碳国”的目标。近年来，挪威全力推动电动车，期望以水力发电所发的电力达成零碳运输。连在北海的外海钻油平台，都希望能以电缆传送水力发电所发的电力，取代天然气能源消费，更降低碳的排放量。
台湾绿色产业相关的政策或措施
十多年前，“环保署”已推动建立台湾家电及计算机回收资源再生产业，且持续推广到其它产品。并于2010年3月正式推动“台湾碳卷标”制度，计算产品碳足迹，促使产业有能力于产品制程及供应链中，找出碳足迹减量热点与机会，减少温室气体排放。为协助台湾企业掌握绿色产品与服务贸易商机，形塑台湾绿色贸易地区新形象，进一步突显台湾绿色品牌价值，从2011年起“经济部国贸局”举办“台湾绿色典范奖”评选，选出由岛内企业所提供的优质绿色产品与绿色服务。“经济部工业局”在2012年拟定“绿色工厂标章”制度，整合绿建筑与清洁生产机制，致力降低工厂厂房于建造、运作及产品制造生命周期各阶段的能源、资源消耗与对环境冲击，提升产业与产品的环境友善性，以符合产业低碳化的目标。“经济部”中小企业处2013年起推动“绿色小巨人辅导计划”，遴选具绿色小巨人潜力的中小企业，示范导入绿色创新技术、绿色设计、绿色服务或营运持续管理、企业社会责任等，使成为绿色永续模范，带领其它中小企业朝绿色永续发展。为因应国际环保潮流与趋势，台湾积极设置四个“环保科技园区”，启动绿色产业发展、建立循环型社会与开创全球化环保市场。而除了推动环保科技园区外，也推动能资源整合迈向生态工业区的计划。
台湾及国际推动绿色产业目前成果
台湾在绿色能源产业（太阳能发电、磷酸锂铁储能电池）已有具规模的发展，但台湾再生能源所占比例仍然非常低。到2013年底，已有台积电、台达电、联电、宏远兴业、友达光电等公司的12个工厂获得绿色工厂标章。欧莱德公司的绿茶洗发精绿色产品，不仅完成碳足迹与水足迹认证，也达成碳中和，同时公司也打造绿建筑化妆品工厂。
在绿色创新技术方面，台湾的研发成果一直有令人赞叹的亮点。2013年作者参加德国柏林工业大学举办的永续制造国际研讨会，其会议手册以石头纸印刷，并由大会主席特别介绍此绿色材料。石头纸是由80%无机矿粉（石头粉）calcium carbonate（CaCO3）和20%可回收塑料polyethylene（HDPE）制成，制造出与木浆纸功能相似的新纸张，该制程完全不砍树木，不使用水，不排放废水，不排放废气，是一个完全没有污染的制造方法，回收及制造特点已通过摇篮到摇篮（Cradle to Cradle,C2C）银级认证。从网络维基百科查询知此技术及专利是由一家在台湾台南的龙盟科技公司（Lung Meng Tech Co.）所拥有。此绿色创新科技可成为台湾的绿色创新产品典范。
工研院大气电浆技术用于触控面板的绿色低碳制程技术，触控面板的透明导电膜（TCO）中关键材料-氧化铟锡（ITO），含有稀有金属“铟”，供应来源成未来的隐忧且必须在真空镀膜设备下制造，低温大气压电浆镀膜技术使用空气与含锌（ZnO）金属离子的水溶液，解决真空制程的耗电及有毒材料所带来的环保问题。大气压电浆蚀刻技术用于高分子导电膜，可较传统黄光微影蚀刻技术用于ITO材料，减少碳排放与降低成本。2014年4月更成立新创（spin-off）公司雷立强光电科技公司。
绿色汽车科技中的油电混合车销量及技术，日本一直是世界第一。近几年Toyota英国汽车制造厂（TMUK）最新一代油电混合动力技术的Auris Hybrid二氧化碳排放只有84g/km，该厂现在使用的水电量仅是1992年的三成，且制造出的垃圾量竟然趋近于零，堪称是环保模范生的绿色工厂。
德国以补贴等配套措施，鼓励发展再生能源产业，其再生能源占德国能源消耗17%，但随着政策降低补贴金融及大陆太阳能产品低价倾销的影响，使德国及欧洲太阳能绿能产业陷入困境。德国在2013年投入再生能源产业的资金高达200亿欧元，有35万名员工以及500家以上的能源供货商，全国也有6%GDP来自环保相关活动。
波兰学者提出在波兰钢铁制造工厂的绿色创新案例。西班牙学者以使用新的摇篮到摇篮（C2C）典范，提出一设计方法学MGE2（genomic model of eco-innovation and eco-design）进行发展清洁制造。卢森堡学者藉一低环境足迹的木板片制造工厂创新活动，发表一新的工厂绿色设计概念。法国学者发表一以整合程序模式与生命周期评估工具的化工程序工厂绿色设计概念，并应用于一饮用水处理工厂。
未来努力的目标
从德国及欧洲太阳能绿能产业陷入困境的经验，可见选择合适的绿色产业推动时机与因时适宜的推动计划，包含制定配合的法令是推动绿色产业很重要的配套措施。
而从产品与零组件的绿色设计到探讨工厂的绿色设计（Eco-design of Plants），以软件来控制工厂与设备，并延伸至网络与云端，是未来值得下功夫以改善对环境冲击的较有效果的机会。意大利学者提出一新概念：新的制造领域典范“慢工厂”（Slow Factory），强调重视传统高深工艺技术，以较缓慢成熟的技术，提升产品的加值效果，拉大领先竞争对手的差距，也作为永续制造中强调永续性发展的新典范概念。台湾制造业厂商或许有机会从此新概念中找出永续发展的机会。
虽然台湾在绿色产业与绿色工厂的推动有初步的成果，但推动产生新的绿色产业的持续动能来自不断的绿色创新（Eco-Innovation），介绍五个最新绿色创新趋势。
一、从摇篮到摇篮（Cradle to Cradle）
废物即食物。从摇篮到摇篮。根除废弃物的概念：从设计开始就体认到没有废弃物这回事。
二、（脱）物质化（Dematerialization）
极小化制造是去（脱）物质化的一种实践概念。极小化制造是一制造系统在制造程序中，以最少的资源材料与使用最少的能源，且排出最少的环境负担，制造出有最大功能的产品。例如Micro Liquid Process液态金属材料喷印制程技术、缩小的无人化无尘室、以及订制细菌谱出生物电路等技术。
三、理想性（Ideality）
根据TRIZ方法，所谓理想系统是所有的功能都能执行的状态下，实体不存在的系统。实际上，系统是以增加其有效的功能，同时消除有害的副作用，来达到理想性。绿色产品的最终理想性结果（ideal final result）是执行所要的功能，但没有任何环境冲击。绿色理想性案例，如零瓦待机电力消耗系统（The Zero Watt Inside（ZeWIn）system）、以及零二氧化碳排放生活方式（Net zero CO2 lifestyle）等。
四、产品服务系统（PSS）
如何使未来的产品不但能降低对环境产生的冲击，也能满足消费者的服务需求，让最绿色的产品广为消费者喜爱，则是厂商落实永续发展理念的新挑战。欧洲学界及产业界则以提出具永续创新意涵的“产品服务系统（product servicesystem,PSS）“概念，更进一步地思考永续性产品的开发理念是否能扩展到它所提供的服务层面。巴黎的公共自行车出租计划骑脚踏车游巴黎与台北Youbike均是很成功的绿色PSS服务产业案例。
五、仿生设计（Biomimetics）
大自然提供永续概念最多的创意来源，仿生设计是最新的绿色创新领域。许多案例可由“蓝色革命”一书中读到很好的仿生永续创意概念。
结语
绿色产业的提倡与实践，提供台湾厂商一个转型为更有绿色竞争力的新契机。慎选合适的绿色产业推动时机与因时适宜的推动计划，包含制定配合的法令是台湾要积极努力推动绿色产业时要注意的方向。台湾厂商在绿色创新的动能也较欧盟、美国及日本弱，如何积极跟上绿色创新的脚步，是我们的挑战。期望在台湾未来有更多绿色工厂建立与发展更多的成功的绿色产业，除了提升台湾产业的绿色竞争力外，也为全球环境保护与永续发展尽一份力量。
