從製造工藝到碳補償工具機產業的綠色轉型
文◆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。