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暨南專欄
從製造工藝到碳補償 工具機產業的綠色轉型
2024.09.12∣瀏覽數:174

從製造工藝到碳補償工具機產業的綠色轉型

國立暨南國際大學新興產業策略與發展博士 陳裕玲

國際經貿局勢瞬息萬變,隨著全球環保意識的提高和各國政府對於減碳政策的強化,科 技日新月異帶動多項新興產業迅速發展,傳統工業面臨前所未有的挑戰,工研院產業科技國際策略發展所經理黃仲宏觀察到,包括半導體設備在內的機械產業,正面臨兩個主要發展動向。首先,產業開始對低碳時代來臨作準備;其次,將生產管理導入精實化及 數位化,並將人工智慧技術與環保節能融入商業模式中。工具機產業作為製造業的重要 基礎,順應潮流進行綠色轉型成為必然趨勢。

工具機產業的現狀與挑戰

工具機產業是製造業的基石,提供各種機械 加工設備,廣泛應用於汽車、航空、電子等領 域。然而,在生產過程中存在大量能源消耗和 廢棄物排放,對環境造成嚴重影響,面對的挑 戰包括了高能耗與高排放、廢棄物管理困難以 及資源利用效率低。

(一)高能耗與高排放

工具機的運行需要大量電力,全球工具機行業每年耗電量約為500太瓦時(TWh),相當於一個中等規模國家的總耗電量,特別是在高精度加工和大規模生產時,能源消耗問題尤為突出。

(二)廢棄物管理困難

根據統計,每年工具機行業產生的金屬廢料超過200萬噸,加工過程中產生的廢料和冷卻液等廢棄物,需要妥善處理以避免污染。

(三)資源利用效率低

傳統製造工藝中,典型的金屬切削加工中,材料利用率僅約30-40%。材料的利用率不高,造成浪費。

綠色製造工藝的實施

綠色製造工藝是工具機產業實現可持續發展的關鍵。以下幾種技術和策略可顯著降低能耗和排放,包括了高效能源管理、先進切削技術、再生能源應用以及廢棄物回收再利用。

(一)高效能源管理

通過智能化控制系統,實時監測和調整機床的能源使用情況,最大化能源利用效率。例如,採用變頻器技術可根據負載調整電機轉速,降低能耗30%以上。

(二)先進切削技術

使用高性能刀具和優化加工路徑,減少切削力和切削熱,從而降低能源消耗。同時,精確控制加工參數,減少材料浪費。

(三)再生能源應用

在生產過程中引入可再生能源,如太陽能和風能,替代部分傳統能源,減少碳排放。例如,一個中型工具機廠引入太陽能光伏系統後,每年可減少約500噸二氧化碳排放。

(四)廢棄物回收再利用

建立廢料回收系統,將加工過程中的金屬屑和冷卻液進行再生利用,不僅能減少環境污染,還能節約資源。

隨著科技的進步和環保意識的提升,工具機產業的綠色轉型將迎來更多機遇。未來,可在以下幾方面進一步發展:

1.深化碳補償策略的應用與整合

1-1.碳補償作為過渡策略的關鍵性:在工具機產業向低碳運營過渡的過程中,碳補償是一個重要的過渡策略。由於該產業的技術更新和工藝改進需要時間和資源,碳補償可以通過支持外部減碳項目來迅速抵消部分碳排放,達成短期內的減碳目標。

1-2.選擇高效的碳補償項目:選擇合適且高效的碳補償項目至關重要。工具機企業應聚焦於 那些既能產生實質性減碳效果,又與企業核心 業務產生協同效應的項目。例如,投資於再生能源項目如風力發電或太陽能農場,既能獲得 穩定的碳補償額度,又能展示企業對可再生能源的承諾,提升企業形象。

1-3.長期碳補償與內部減排相結合:選碳補償應該與企業內部的減排措施相結合,而不是僅作為應對外部壓力的短期手段。企業應該制定長期的碳補償策略,逐步減少對碳補償的依賴, 並加大對內部減排技術的投入,如提高生產效率、優化能源使用、引入再生能源等。

2.結合數位化技術提升碳補償效率

結合數位化技術,特別是物聯網(IoT)、區塊鏈和大數據,可以顯著提升碳補償的透明度 和效率。通過區塊鏈技術,企業可以更透明和 可靠地追蹤碳補償項目的執行情況,確保碳信用的真實性和有效性。此外,大數據分析可以幫助企業選擇和管理最具成本效益的碳補償方 案,從而優化碳補償的投資回報。

3.擴展碳補償的影響力與生態系統

除了推行產品全生命周期管理,從設計、製 造、使用到回收的各個環節,都考慮環保因素,最大限度減少對環境的影響。工具機產業 亦可考慮與其他行業合作,構建跨行業的碳補 償生態系統。這種合作可以包括與再生能源、 森林保護、廢棄物管理等領域的企業或機構合作,共同投資大型碳補償項目,分享風險與收益。這不僅能降低碳補償的成本,還能提升項 目的整體影響力。建立綠色供應鏈管理系統, 與供應商共同推動綠色製造,實現整個產業鏈的協同減碳。除了加速發展綠色機械產品與低碳製造方案,滿足淨零排放市場需求、更協助 機械企業實現淨零排放,滿足供應鏈要求與因 應國際碳費(稅) 徵收、進而促進實現機械產品循環經濟應用與擴大相關生態系。

結論

工具機產業的綠色轉型是應對環境挑戰、實 現可持續發展的必然要求。如同TMBA「工具 機產業因應減碳永續經營參考手冊」於2022年即提出工具機產業因應碳議題的四大策略步驟:(1)知己知彼:碳盤查 (2)無悔對策:節能減碳 (3)綠色韌性:開源節流,探索更多綠色競爭力(4)綠色契機:化危機為轉機,創造綠色新商機;並藉由七大核心主軸推動,包括強 化產品的永續競爭力和生態設計、全產品生命週期的循環經濟規劃、跨產業價值鏈雙贏合作、善用數位技術優化管理和製造、強化產 品的RAMSS(可靠度、可用度、可維修度、安全、資安)、為永續未來設計:導入減碳材 料、技術和設備、與國際工具機產業的淨零排 放規範接軌等,以因應永續經營與環保訴求趨勢。工具產業通過改進製造工藝和結合有效的 碳補償策略,選擇高效的碳補償項目、結合數 位化技術、擴展碳補償的生態系統,以及將碳 補償與ESG戰略深度結合,工具機產業不僅 能在有效減少碳排放的同時,還能提高生產效 率,實現經濟效益與環境效益的雙贏,提升其 全球競爭力,更為可持續發展作出實質性的貢 獻。

隨著科技的進步和政策的支持,工具機產業將在碳補償領域迎來更多機遇,成為實現全球減碳目標的重要力量。未來,工具機產業的綠色轉型將不斷深化,成為實現全球減碳目標的重要力量,為全球的環保事業作出更大的貢獻。

註:作者為國立暨南國際大學新興產業與發展博士學位學程系博士候選人。