Author: ed_admin

一、研究背景

建立以物質流動為基礎的資源管理系統，對於企業體不只能探討各種原物料物質在製程系統的流動現象，以及分析評估其環境影響的潛在問題，更是未來能夠進階到資源成本的分析與關鍵原物料掌握的必要手段。緣此，將以國內企業之關鍵資源物質利用為例，來介紹以物質流分析為基礎的企業資源管理系統之架構方法，是如何應用於企業內部的管理建議。

研究團隊目前已以研究鋼鐵業的『鐵』，以及面板業的『磷』為資源管理系統的範例，來介紹其分析方法的建置過程，其物質流分析的系統架構，以及應用面向的討論。鋼鐵業的『鐵』使用，以及面板業的『磷』(營養鹽)，是處於資源必須有效利用，廢棄物必須資源化，以及汙染必須減量的產業資源。因此，被選為此資源管理系統的應用研究對象。以物質流指標於企業層級的應用相當廣泛，常用的資源利用率、能源效率、能源生產力、單位產量之汙染強度等皆屬之，在企業間應用物質流指標可具有的內部與外部效益如下所示：

  內部效益

• 支持企業符合當地法規標準。
• 提供製程改變、原物料篩選與採購的評估方法。
• 偵測可能的環境問題與風險。
• 強化資源效率，節省企業成本，增加資源成本估算的精確性與可信度。
• 直接減少廢棄物質的環境排放，增加各項資源的回收率。使企業可達成永續發展的目標。

  外部效益

• 改善與大眾或相關主管機關的溝通。
• 藉由考量關鍵資源利用面向與環境衝擊面向，可而取得競爭優勢。
• 對於工業生態領域的創新做出具體的貢獻案例。

二、企業資源管理系統使用之規劃方法

2.1 物質流分析(Material Flow Analysis, MFA)

鋼鐵業的『鐵』以及面板業的『磷』，基本上屬於元素流分析(substance flow analysis, SFA)，是用於分析特定時間空間之目標系統內單一化學元素或分子之流向及流量，包括元素的來源(source)、流動途徑(pathway)、中間媒介(intermediate)以及最終沉沒(final sink)。元素流分析可用於量化企業製程之化學元素流動平衡，元素可以不同型態與不同氧化態存在，而元素在一選定系統中之輸入(input)、輸出(output)與累積(accumulation)必須符合質量守恆原則(principle of mass balance)。以下為進行企業物質流分析的一般步驟原則：

1. 問題、系統及工作方案確認：評估系統建立、建立製程流程圖、物質輸送路徑確認。

2. 現場盤查、數據資料收集：盤查表單建立、標準化製程投入產出表、資料加總/匯整檢核等。

3. 模式化分析：質量平衡確認、圖型工具與原始資料同步連結、物質流系統圖建立。

4. 結果產出與詮釋：模式化分析計算、建立物質流之系統動態方程式、製程情境模擬、參與循環型產業之決策提供建議。

2.2 物質流成本分析(Material Flow Cost Accounting, MFCA)

一個源於德國IMU，並在日本獲得實踐和發展的物質流成本分析(MFCA)，預計以ISO14051的ISO制度編號，於未來公開成為ISO14000制度的一項物質流管理標準化系統，由於目前制定的進度是處於”committee draft stage”的階段。根據日本經濟產業省從2001年的企業案例實踐與理論研究，已有超過100家的企業執行過MFCA，並且於2007年由日本產業技術環境局、環境政策課和環境協調產業推進室共同發佈了全球第一份物質流成本分析指南。該指南為各國發展循環經濟與低碳經濟提供了非常重要的資源管理/環境管理的工具技術。因此，此文將以目前在日本企業正在推行的MFCA制度，作為執行的標準化準則。而由於物質流成本分析(MFCA)所盤查的資料對象，除了物質的項目與數量外，還需要運作成本的揭露，這牽涉到公司的營業與技術機密，因此，此工具的應用必須與合作企業有密切的配合方可有結果的詮釋。

MFCA利用物質流分析方法來詳細計算企業各製程的物質成本，透過每一程序物質質量與成本的計算讓物質的隱藏成本「可視化」，其模式計算的各種成本項目包括：Material Cost (MC) : 製品的直接材料、間接材料、加工附屬材料等；System Cost (SC) : 人工成本、設備償還費、間接人工成本等；Energy Cost (EC) : 電力費、燃料費；Waste Treatment Cost (WTC) : 廢棄物處理費、委外處理費、再利用加工費等。

物質流分析為一系統化的環境分析工具，探討物質在經濟體系統的流動現象，可藉以分析環境及資源潛在危機，因此，國際間物質流分析的研究已如雨後春筍。正當工業生態學蓬勃發展之際，國內學者也開始投入物質流分析研究；若能由學術界為起點，協助政府部門及事業部門將物質流分析納入其運作機制中，小從企業和產業，大至工業區與國家資源管理做通盤物質流規劃，便得以有效進行永續物質管理，以邁向永續社會。以下簡要介紹永續物質管理在不同層級的應用，包括經濟體、區域或產業以及企業等層級。

永續物質管理之定義

「物質管理」並非全新的觀念，但在其中有與「永續發展」結合的新眼光，超越了傳統的範疇和格局，某種程度而言，可以成為永續發展的「操作型定義」。許多國家及國際組織已加快腳步將此概念及工具導入永續發展相關的策略規劃。中國大陸的促進循環經濟、日本的建構循環型社會，這二者用語描繪了該理念的外在形象；而經濟合作開發組織(Organization for Economic Co-operation and Development, OECD)、聯合國環境規劃署(United Nations Environment Programme, UNEP)、歐盟及美國的推動「永續物質管理」或「永續資源管理」則直指管理的焦點便是要檢視與調節物質的流動，且不僅限於廢棄物管理。OECD所用的定義如下:

Sustainable Materials Management is an approach to promote sustainable materials use, integrating actions targeted at reducing negative environmental impacts and preserving natural capital throughout the life-cycle of materials, taking into account economic efficiency and social equity.

我們知道，物質（包括能源）是維持生存與生活的基石。陽光、空氣、水、食物，以及種種礦物、元素、化合物等，提供了生存的基本要件，也為生活水準的提升準備了豐富的素材。我們所賴以維生的天與地，蘊藏並孕育讓人享受的各種資源。而形形色色的人類活動，食衣住行等各樣需求所引發的一連串行為，包括開採、生產、製造、加工、運輸、使用、廢棄、回收、控制、處理、處置等，最後造成各種物質在時空及品質維度的重新分配。這種物質的重新分配創造了價值，當然也帶來資源及環境問題。永續物質管理的著眼點正是在於：面對窘迫的資能源侷限，以及因資能源的使用引發物質和能量之流動所導致的環境問題，如何藉物質及能量的有效管理，一方面讓資源循環再利用，一方面減輕環境衝擊，成為社會是否能邁向永續的關鍵。

各國永續物質管理政策之應用

美國環保署成立一個工作小組，回應了2002年所發布的報告「超越RCRA:2020年的廢棄物與資源管理」，將調整廢棄物管理的方向，為2009年至2020年期間設定持續促進永續物質管理的路線。其設定了三個目標，第一，以生命週期為基礎加強物質與產品的管理，以因應氣候變遷與其他環境惡化的挑戰，建議進行中的化學物質與廢棄物之計畫應更完整的納入物質之生命週期管理。第二，培養永續物質管理的執行力，包括建立足夠的資料和決策工具來支持生命週期物質管理，並整合管理策略與法規架構。第三，加速公共參與，暢通交流管道，讓各方的利益相關團體分享知識，因為單靠單一政府機構如環保署，物質之生命週期管理成效有限，在對話過程中也讓各方意識到管理所帶來的環境效益。

在日本，循環型社會的概念已經落實到法規策略面。促進循環型社會基本法給予管理的優先次序，源頭抑制和減量為第一目標，其次是再使用、再生利用、能源回收，最後為最適處置。基本法之下有綜合面向及個別針對特定廢棄物的子法(容器包裝分類回收及再生利用促進法、容器包裝分類回收及再生利用促進法、特定家用電器再生利用法等)，其政策落實了生產者責任與排放者責任。為了量測社會循環度，採用三類的指標，包括資源生產效率、循環利用率以及最終處置量。另外日本也在發展所謂的靜脈產業，即為資源再生利用產業，以節約資源、保護環境為目的，運用先進的技術，將生產和消費過程中產生的廢物轉化為可重新利用的資源和產品。這些產業，包括廢物轉化為再生資源及將再生資源加工為產品兩個程序，2000年僅回收和再資源化事業一項的產值就高達21兆日元，創造了57萬個就業機會。

OECD組識有專門負責永續資源管理的工作小組，從資源生產力的角度來推動管理策略，其於2007年調查會員國所採用管理措施，主要方式包括: 政府優先採購綠色產品、運用產品環保標章影響消費者行為並提供生產者經濟誘因以改善其產品設計與製造、延長生產者責任使廢棄物處理的責任以強制或自願的方式由生產者來負擔等。少部分國家對於原料或產品課稅來達成物質減量的目標。例如美國與澳洲對於進口CFCs等破壞臭氧層物質的原料進口課稅，丹麥和比利時則對於產品包裝課稅，挪威對於使用無法再填充之容器收取費用，瑞典對進口鋁罐課稅。目前OECD已有許多國家將物質流指標與政策宣示或具體目標相結合。

Dr. Stefan Bringezu Wuppertal Institute for Climate,  Environment and Energy, Germany

德國綠色產業發展與現況

近期，環境政策的發展已由原先著重於污染控制及廢棄物管理，轉而追求能源及物質生產力的提昇。然而，就在降低直接環境壓力的政策目標已成功達成的同一時間，自外地輸入生物性和非生物性資源的需求壓力卻仍持續的提高。這也意味著，以全球產業及社區資源的總消耗角度來進行全面性監控及永續資源管理（SRM）的必要性。本簡報將針對經濟領域上的永續資源管理工具進行概要性的介紹，當中，將以幾個有效率的州層級和聯邦層級的機構為例進行說明。

德國產業目前首要的課題為提高污染排放和資源需求密集度高的產業之資源產生力，以同時達成氣候穩定和資源保育的目標。此外，為了維持社會工業代謝機制，而需面對的長期挑戰也將在本報告中加以說明，包括：建構以資源被有效利用與再回收為基礎的產業、建構穩定群落的社會、建構太陽科技發展圈及達成生態經濟的平衡。

Prof. Paul H. Brunner Dept. of Civil Engineering, Vienna University of Technology, Austria

奧地利綠色產業發展與現況

隨著經濟議題的壓力與科技的發展演進，將促使工業型態進行轉變以符合當前的趨勢。近數十年來，快速增加的工業生產與消費的供需關係，已明顯壓迫到環境的承受力，進而永續發展與資源的保育議題，成為現今社會所普遍的關注與發展趨勢。因此，不論是為因應氣候變遷等議題的外在因素，及科技發展已改變的生活型態之內在因素，均使綠色產業成為當下的主流趨勢。上個世紀的70年代與現今時刻，我們同樣的都遭遇到石油危機，也促使著我們去思考與推動能源的替代方案；然而此次的石油危機，伴隨著全球氣候變遷的議題，這也讓工業發展有了新的機會去思考與面對未來。 現今綠色產業的主軸領域，包含了新能源工業、環境保育科技、永續建築與綠色產品等，其中最大的挑戰是如何提供潔淨又便宜的能源。首先，生質能的應用發展很快的就回應了此議題，然而，可用土地的現制、環境壓力與價格，讓生質能的應用出現了限制。利用廢棄生質材料的確可有效提供在地的替代能源需求，但卻不是解決全球能源問題的方案。在奧地利，當地產業利用生質能源，已經有相當成功應用在小規模地區的例子。而對於大規模的新能源計畫，歐洲企業第一步的計畫則是在北非興建大規模的太陽能發電廠。基本上，在德國與奧地利，利用優渥的補貼政策，鼓勵私人家庭/建築使用太陽能發電或者將多餘電力回售至配電系統，都已是相當成熟的作法。

在1980與90年代，由於環境法規的嚴格制訂與執行，使得歐洲企業為因應此嚴格的挑戰，而所發展出的各項的環境保育科技 (廢水處理、空氣污染控制、廢棄物管理等)，能夠在現今取得領先的地位。而現今，歐洲在所謂的REACH(Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical substances)政策的推動下，將全面直接限制如Pb、Cd、Hg的使用，以及限量某些特定化學品的使用，這將使得企業再一次新的機會全力發展綠色產品/化學品。

建築已是最主要的溫室氣體排放與使用有害化學物質的來源。因此建築在綠色產業的發展領域上，將是很重要的一環。目前一些以木頭、泥土及高科技材料為工法的技術，已開始進行取代傳統的水泥與鋼鐵的使用，而且新一代的綠色建築，將不僅可降低資源的使用，更是可以扮演生產資源的角色。此外，發展各種回收資源的再利用技術是綠色產業中的另一重點，例如，建築廢棄物、廢棄車輛及各種民生消耗品等。目前最新的發展趨勢，則是朝向回收各自獨立物質的技術發展，例如回收金屬(如銅、鋁等)或營養鹽類磷等，而如何判斷何者程序具有回收再利用的經濟價值，則是要透過生命週期分析，來判斷欲回收物質的濃度分佈與相關特性等，例如下水道的污泥焚化後，可進行萃取回收磷化合物。MSW焚化爐的底渣則具有回收金屬銅和鋁的價值。

Prof. Jurgen Rosemann Dept. of Urbanism, Delft University of Technology, Netherlands

永續都市計畫

全球的發展與永續規劃是一複雜的問題，其首先要面對的三個挑戰是：生態挑戰、社會挑戰、經濟挑戰。 這項挑戰的複雜性主要存在於公共和私人機構之間、政府和公民之間、投資者和用戶之間的合作問題。而城市規劃和發展必須以共同生產的角度去著手。 這種方法的一個例子是在德國的IBA Emscherpark，此地區位於Emscher河的山谷，屬魯爾地區的部分，過往為採礦和德國的重工業的中心。由於採礦開發的沒落，使得重工業區中心消失，並留下殘破的工業區建築、破壞的環境、污染，和失業及貧困。

IBA Emscherpark將此地區重新規劃，把採礦地區和以前的工業區改變為一個風景公園， 改善環境、生活條件，並且創造新經濟和新工作。在10年的時間內，大多數的目標已經實現。IBA Emscherpark 成為在國家、自治市、私營公司和承諾的公民之間的富創新精神的合作的一個模範。

Dr. Tetsuya Nagasaka Dept. of Materials Science & Engineering, Faculty of Engineering, Tohoku University, Japan

日本物質流與綠色產業發展經驗

日本目前每人每年的平均的二氧化碳排放量介於法國與臺灣之間，日本與臺灣之天然環境極為相似，皆無豐沛天然資源，能源與資源對國外依賴程度高，所以綠色產業發展實為刻不容緩之趨勢。日本政府所訂定之二氧化碳中期減量目標為2020年二氧化碳排放量要較1990年減少25％。然而以工程師與研究人員的觀點，在相同生產規模下，此減量目標難以達成。目前日本30%的電力來自燃煤火力發電、30%來自於核能、30%為水力發電。對於節能減碳，日本現行做法朝向提高工業生產的效能，減低能源消耗與汙染排放。對於燃煤發電所產生的大規模二氧化碳排放，日本政府正積極發展二氧化碳捕捉與封存技術(carbon dioxide capture and storage, CCS)，將煉鋼廠、火力發電等大規模排放之二氧化碳固定封存於深度1,000 公尺以上之地層中。然而對於綠色產業採用的技術亦須審慎評估，以金屬冶煉工業為例，部分回收程序反而會有加重環境汙染的可能或過度消耗能源而不符合成本效益。在政府政策方面，則是可以藉由徵收碳稅與製訂相關獎勵方案提升企業的經濟誘因。綠能產業的規模在未來將會因為整體環境意識的抬頭與趨勢而逐漸擴大。利用廢棄物料投入與產出的物質流分析模式(Waste Input-Output Material Flow Analysis Model, WIO-MFA)在金屬冶煉與回收的應用上，並藉由此一分析模式建立完整的金屬回收再生體系，以減少資源消耗、能源損失、與汙染的產生。

IBA Emscherpark將此地區重新規劃，把採礦地區和以前的工業區改變為一個風景公園， 改善環境、生活條件，並且創造新經濟和新工作。在10年的時間內，大多數的目標已經實現。IBA Emscherpark 成為在國家、自治市、私營公司和承諾的公民之間的富創新精神的合作的一個模範。

Prof. Serge Rohmer Dept. of Urbanism, Delft University of Technology, Netherlands

法國綠色產業發展經驗

2007年法國各界(中央政府、地方政府、工業代表、勞工代表、各項專業協會與非政府組織代表等)經過三個階段，共4個月的協商會議，制定了『Grenelle』環境政策。『Grenelle Law 1 』已於2009年1月提出預算，高達1200億歐元，年投資額為120億歐元 (占0.6%GDP)，目標為2050年以前減少四倍的溫室氣體排放；而『Grenelle Law 2』的補充施行細則與行動方案，已於2009年10月提出執行。提出的六大執行方向分別為：建築、運輸、能源、生物多樣性、廢棄物管理(人民健康)與管理策略。

法國在發展綠色產業之執行單位，由中央至地方，各有專責機構負責執行，中央單位為法國環境與能源管理局(ADEME)，地方單位為區域環境管理處(DREAL )，地方的民間單位則為區域性商會(CRCI)。

在規定企業的做法方面，規定員工超過500人之大型企業必須執行碳平衡計畫，以及必須改善現存建築物的能源耗費。另外環境與能源管理局(ADEME)提出預算補助企業 50-70%的碳平衡執行費用與能源調查分析費用(視企業規模大小)；以Champagne-Ardenne 區域為例，目前已有 48家企業有意願執行，已有 5家企業執行完畢。另外，法國電力公司(EDF)已提出再生能源的保證收購價格，執行期間為2010 – 2012，各種價格分別為生質能發電(Biomass) 12.5 c €/kWh、地熱發電(Geothermal) 13 c €/kWh與太陽能發電(Solar) 50 c €/kWh。

綠色產業現況的實例：

• 農場生質能發展計畫
  以位於Champagne-Ardenne 區域的GAEC OUDET農場為例，投資18萬歐元(其中的40%金額由政府提供補助)，進行增設沼氣發電設備，該農場生質能物質年產量1700噸，甲烷氣年產量124920立方公尺，年產電量249.84 kWh，年產熱能99.68 kWh，使該農場在熱能與電力的使用上完全自給自足，同時產出電力的7.5%可外售給電力公司。目前在法國已選定82家農場，進行總投資金額1700萬歐元的發展綠能計畫。
• 農業與工業通風系統之節能計畫
  針對農業與工業通風系統的節能改善，pump、壓縮機與風扇在透過操作方式的最佳化，定期維修工作，更換節能馬達等措施，可有效減少30-50%的用電量。
• 根據企業執行綠能相關專案中發現，投資在熱能使用、壓縮空氣供應與清潔生產製程，是最具經濟效益的選項。而且所有提出的各項綠能相關專案，高達55%的執行方案可於3年後完全回收成本。