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2023-09-22
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淨零排放下台灣石化產業永續轉型策略

文/王涵 中心資深助理研究員、蕭彗岑 中心計畫專員

審稿/林木興 中心博士後研究員

  依照國際能源總署IEA報告,2050年淨零排放目標,是工業須減少95%碳排。相較之下,根據台灣公布2030年國家自定貢獻(Nationally Determined Contributions, NDCs)減排目標為「24%±1%」,也遠不及國際於COP26「格拉斯哥氣候協議(Glasgow Climate Pact)」[註1]中呼籲:2030年碳排應較2010年減少45%(United Nations, 2021)。

  本文欲探討台灣碳排大戶且在台灣減排占有重要角色的石化產業,其減排目標與減碳策略是否與國際石化業相符合,並於2050年達到淨零轉型。再者,石化業轉型除了達到減碳之外,還有更多課題,包括如何搭配循環經濟,增加產品使用週期,以及轉向綠色化學,朝向環境永續方向,本文也將討論台灣石化廠商有那些相關策略以達到永續。

 

一、永續能源與淨零轉型

  台灣2021年前三十大溫室氣體排放量共132.292 MtCO2e,石化業者就佔了十家,這十家石化業者的溫室氣體排放量達前三十大整體的49.06%(趙怡萌、許令儒,2023)(如下表1)。

 

表1 碳排前十大石化業與碳排前三十大企業溫室氣體排放量比較(單位:MtCO2e)

 

範疇一

範疇二

總排放量

台塑石化

26.483

0.198

26.681

台灣化纖

5.356

3.125

8.481

台塑

3.839

4.073

7.912

中油

6.313

0.94

7.252

南亞塑膠

2.477

3.567

6.043

長春石化

2.116

1.24

3.355

中石化

1.753

0.194

1.947

長春人造樹脂

0.82

0.708

1.528

大連化工

0.15

0.855

1.005

奇美實業

0.373

0.318

0.692

前十大石化業者總計

49.68

15.218

64.896

碳排前三十大放企業總計

96.113

36.179

132.292

前十大石化業者碳排比例

51.69%

42.06%

49.06%

資料來源:重製自(趙怡萌、許令儒,2023)

 

  台塑石化在排碳前十大石化產業中,碳排量約占四成,99%來自範疇一直接燃料排碳(表1)。台塑石化處於石化產業鏈上游,主要營業項目為油氣業(煉油與烯烴製程)與發電業(汽電共生供六輕廠區蒸氣、電力)(台塑石化,2023a)。

  台塑石化位於石化產業上游,其減碳的行動連帶地影響到石化業中下游廠商,但台塑石化的轉型似乎仍較為保守。台塑石化將《格拉斯哥氣候協議》中取消對於燃煤和化石燃料補貼視為「中長期且高度風險」,但觀察永續報告書和TCFD報告書,台塑石化未揭露其用於汽電共生、油氣業的燃煤用量,且目前台塑石化提出用以取代煤炭的燃料替代率仍然相當低,例如2025年、2030年的減量方向,僅有「鍋爐混燒廢棄物衍生燃料(RDF)5%與試燒生質燃料取代部分煤炭用量」、「評估以生質能燃料取代燃煤電廠5%煤用量」(台塑石化,2023b)。而氫能和氨能的利用,則仍處於台塑石化5年期的評估項目:「評估氫能應用可行性…評估以氨取代部分煤炭作為公用部門發電燃料」(台塑石化,2023a)。

  目前台塑石化在六輕工業區的16座汽電共生設備,仍然是以煤炭作為燃料,只有另外3座獨立電廠(麥寮汽電)有更改為燃氣電廠的計畫。但台塑石化仍提出目前對於燃煤轉燃氣的疑慮:(1)在國際市場上煤炭比天然氣的供應更加穩定、(2)台灣的天然氣接收站建造有困難、(3)現在將發電廠改為燃氣發電是否真正有助於2050淨零目標。相較於燃煤轉燃氣,台塑石化目前傾向於推動廢棄物衍生燃料、生質燃料、氫氣和鍋爐混燒氨的作法(監察院,2023)。

  相較於台灣石化業上游的緩慢步調,其他跨國石化業者針對石化業難以減碳的輕油裂解製程,已經採取了積極的電氣化製程研發。例如德國巴斯夫(BASF),其減碳策略仰賴大量的電力,並發展電裂解爐,因此,取得再生能源就成為巴斯夫淨零路徑的重點。巴斯夫購買的再生能源以離岸風力為主,其金額、契約年限、合作的廠商規模都很龐大。比較巴斯夫與臺灣中油、台塑石化此台灣唯二的石化業上游廠商,中油和台塑石化對綠電的投資消極,仍停留在少量設置綠電、成立專案小組或是評估投資可行性(表2)的階段。石化業碳排量最高的台塑石化,99%的碳排皆為範疇一,且擁有發電事業。台塑石化用電來源是自有發電廠,因此也無法以用電大戶條款[註2]規範台塑石化提高綠電用量。

 

表2 巴斯夫與中油、台塑石化減碳目標與再生能源取得情形

 

減碳目標

能源

巴斯夫

● 2022年全球108個生產據點部分或全部的能源來自再生能源

● 2030年減量25% (基準年2018年)

● 2030年有60%能源使用來自再生能源

● 2050年實現碳中和

風力:與沃旭能源(186MW)、ENGIE簽訂25年購電合約(20.7TWh)。並投資荷蘭北海風場(風場總容量1.5GW)。

光電:與太陽能供應者簽訂長期供應合約、與能源公司合作,在BASF一體化生產基地Schwarzheide建造GW等級的太陽能發電廠。

其他:廢熱循環使用,並使用製程當中的化學合成殘留物作為替代燃料。

中油

● 2025 年減量20%

● 2030 年減量40% (基準年:2020年)

● 2050碳中和

風力:成立離岸風電小組合資計畫專案小組。

光電:至2022年已完成光電案場248座以上,裝置容量共12.518MW。預計2023年完成19.56MW建置發電量。

其他:將鍋爐全數改為燃燒天然氣或燃料氣,並推動煉油廠改燒燃氣。2021成立氫能小組,研究移動加氫站、進行大屯山地熱能與抗酸材料分析。

台塑

石化

● 2025年減量22%

● 2030 年減量28% (基準年:2007年)

● 2050碳中和

風力:評估投資風能,在麥寮廠外設置6支風機,25.2MW(環評審查中)。

光電:評估投資太陽能,建置58處光電案場,裝置容量20.992MW。

其他:評估投資儲能、氫能、氨產業。2022年使用5591噸固體回收燃料(RDF或SRF)取代部分燃煤。回收製程尾氣作為燃料。規劃碳封存。

資料來源:台大風險中心整理[註3]

 

  中油和台塑石化都提出了減碳目標,並宣示於2050年達到碳中和,但由於台灣尚未有相關法規與政策強制規定這些廠商的減碳期程,因此無法將減碳目標與政策做連結。從上述減碳路徑表(表2)可以看到台灣廠商與國際石化廠商巴斯夫的落差,特別在再生能源的使用與開發,中油和台塑石化的作為相對較為消極。

 

二、循環經濟與安全替代

  現今的石化業發展,除了上游使用再生能源、新技術達到減碳目標,中下游走向循環經濟,提升產品週期也相當關鍵。此外,搭配國際上永續目標相關趨勢,汰除有害的化學品,以達到綠色化學[註4]的安全替代也是後續石化產業轉型的策略。

 ()循環經濟

  Material Economic研究指出,至2050年重複使用和回收可以滿足60%的塑膠需求,若能達到此目標,二氧化碳排放量將減少一半(Material Economics, N/A),循環經濟是塑膠需求持續增加的重要解方。以下的示意圖為循環經濟三大原則:首先是設計之初,避免廢棄和汙染以減少溫室氣體排放,接著是延長產品和材料的使用週期,發展基於服務的商業模式,最後則是促進自然系統再生,透過土壤和產品封存碳(Ellen Macarthur Foundation, 2021)。

 

0921

圖1 循環經濟三原則

資料來源:(Ellen Macarthur Foundation, 2021. p.21)

 

  循環經濟的重要思維是從「擁有」轉向「使用」,客戶以使用取代擁有」、生產者則「以提供服務取代銷售」。

  2004年起,聯合國工業發展組織(United Nations Industrial Development Organization, UNIDO)發起化學品租賃(Chemical lease)商業模式,將原本化學品出售、使用、拋棄、銷毀的線性商業模式,轉化為封閉式的循環模式。化學品製造商並非依靠賣更多的化學品獲利,而是販賣化學品的「功能」,這被稱為「以服務為基礎的商業模式(performance-based business model)」(UNIDO, 2023)。

  原先既有的生產者延伸責任制(Extended Producer Responsibility, EPR)是指在廠商製造或進口產品之時,便需繳交一筆基金作為產品廢棄時的處理費用。此基金成功地建立起台灣的回收體系,此思維也將改變為生產者擁有責任Extended Producer Ownership,EPO),產品的生產者對產品的組成和拆解擁有最完善的知識,應展現對產品永遠負責的態度(黃育徵、陳惠琳,2021)。「再製造」可延長產品壽命,並創造最多經濟效益與就業機會相較於製造全新的產品,再製造可將產品核心部件的狀態與表現恢復到跟新品相同,能夠減少80%的新原物料需求、57%的能源耗用與排放,並減少90%的廢棄物,甚至減少高達44%的成本(黃育徵、陳惠琳,2021)。

  李長榮化工就使用了「產品服務化」這樣的概念,電子業客戶從李長榮化工購買電子級異丙醇(EIPA)之後,使用後的異丙醇並不依循傳統的焚燒模式處理,而是重新回到李長榮化工,經過循環系統,讓異丙醇再生、恢復品質,純化後得以再次使用,過程中使用的水資源也會回收使用(李長榮化工,2022)。

( ) 安全替代

  根據OECD的定義,安全替代(substitution)是:「以解決問題為導向的化學物質管理,以更安全的替代選項(safer alternatives)取代有害物質。包含技術和成本的可行性。」所謂的「更安全(safer)」,代表和既有作法相比,對人體和環境的危害降低。安全替代不僅僅可以指稱化學品,同時也可代表對環境和人體更友善的產品或技術(OECD,2021)。

  國際上「零危害物質排放(Zero Discharge of Hazardous Chemicals, ZDHC)」,當中的Zero,代表環境有害物質零排放。ZDHC關注全球時尚產業鏈(主要是紡織、成衣與鞋類),希望保護勞工、消費者、降低溫室氣體排放、保護生物多樣性、保護海洋與飲用水。ZDHC的「零排放」路徑包含材料投入、製程,以及產出三部分,因此,ZDHC認為這需要全球產業(品牌商、化學品供應商、製造商)的共同合作(ZDHC,2022)。

  在台灣,從2018年開始,環保署(今環境部)每兩年舉辦「綠色化學應用及創新獎」,在綠色安全替代獎項也有許多石化業者獲獎,例如中油綠能科技研究所研發生質塗料,此種塗料具有五成以上生質含量,且對人體無害(陳玉鳳,2023)。李長榮化工亦有相似的理念,其2021年永續報告書中提出「安全取代」,研發出許多對環境、人體危害降低的材料,例如研發低毒性的電子級洗劑,以降低對現場勞工的健康風險,並研發出替代滑石粉、氯丁膠(具健康危害)的作法(李長榮化工,2020)。

  台灣的石化業身處國際貿易鏈中,也受到國際品牌商的壓力。石化業最下游的第一線廠商,更直接面對國際市場的要求,因此也針對國際規範採取了積極的應對措施。例如台灣以鞋用接著劑起家的「大東樹脂化學股份有限公司」,就在2022年通過ZDHC的評估,確認其清洗劑、處理劑、膠粘劑及配套固化劑不含有ZDHC禁用的化學物質(大東樹脂,2022)。

  然而在產業鏈的分工中,設計圖是由品牌商提出,再由製造商根據設計圖生產。因此,如果品牌商未主動要求更換材料,製造商想更動材料並不容易。例如李長榮化工2019年永續報告書也提到,即使開發出降低環境衝擊的材料,但「仍有部份產品因客戶需求而無法輕易更動配方…」(李長榮化工,2020)。再加上新物質或製程的開發,往往需要多年時間,同時也需要更換產線上的設備以配合新材料,更換設備所需的資金規模也相當龐大。

 

三、小結

  台灣2021年前三十大溫室氣體排放企業中石化業廠商佔10家,溫室氣體排放量約前三十大的一半,石化業轉型極為迫切。但現況是台灣石化業減碳腳步太慢,業者仍在等待國外有成熟的減碳技術之後再直接引入,石化業上游減碳速度緩慢,導致無法提供低碳原料給中下游,對台灣直接面對國際市場第一線的下游廠商造成更大的減碳壓力。相較於台灣石化業上游的緩慢步調,在國際上已經可以看到跨國石化業者採取了更積極的轉型。

  石化產業為上中下游完整產業鏈,在上游使用再生能源、新技術達到減碳目標,搭配中下游走向循環經濟,除了提升產品週期更從原有的生產者延伸責任轉為「擁有責任」,展現對產品負責的態度。此外,台灣的石化業身處國際貿易鏈中,下游第一線的廠商也深受國際品牌商的壓力,應跟隨國際上永續目標相關趨勢,以安全的替代選項汰除有害的化學品,達到綠色化學與安全替代,這將是未來石化產業轉型邁向永續的關鍵。





註解:

[1] 格拉斯哥氣候協議(Glasgow Climate Pact):是COP26的結論,由將近200個國家於兩個多星期協商而成。在該協議中,提到為了將全球上升溫度限制在1.5OC之內,需要快速降低全球溫室氣體排放,包含在2030年降低45%的二氧化碳排放(相較於2010的排放量),同時也需加強降低其他溫室氣體的排放量。

[2] 根據2021年實行的「一定契約容量以上之電力用戶應設置再生能源發電設備管理辦法」(簡稱用電大戶條款),與公用售電業契約容量在5,000KW以上者稱為「用電大戶」,需設立一定比例綠電。

[3]資訊整理自:台灣中油2023永續報告書,頁120-121、133、148。2022台塑石化股份有限公司永續報告書,頁33、43-51。BASF Report 2022-Energy and Climate Protection

另外說明,永續報告書標題的年份,普遍為資料統計年份,但中油的命名規則不同,是以出版年份而非資料蒐集年份命名。

[4]綠色化學目的希望能設計出友善環境的製程、化學品,希望能防止汙染、減少能源消耗(環境部化學物質管理署綜合規劃組,2023)。

 

 

參考資料:

  1. 大東樹脂化學股份有限公司(2022)。〈大東樹脂ZDHC MRSL 符合性認證到手!〉。大東樹脂官網。
  2. 台塑石化(2023a)。《2022台塑石化股份有限公司永續報告書》。
  3. 台塑石化(2023b)。《2022 TCFD台塑石化股份有限公司氣候相關財務揭露報告書》。
  4. 台灣中油(2023)。《2023永續報告書》。
  5. 李長榮化工(2022)。〈李長榮把碳中和變競爭力 幫助客戶實現永續未來 劉文龍vs林子倫對談〉。Youtube。
  6. 李長榮化工(2020)。《李長榮化工2019 ESG報告書》。
  7. 黃育徵、陳惠琳(2021)。《循環台灣》。台北:天下雜誌。
  8. 趙怡萌、許令儒(2023)。〈2023企業氣候行動追追追〉。台大風險中心。
  9. 環境部化學物質管理署綜合規劃組(2023)。〈綠色化學定義及原則〉。環境部化學物質管理署綠色化學整合專區。
  10. Ellen Macarthur Foundation (2021). “Completing the picture: How the circular economy tackles climate change.” p.21.
  11. Material Economics (N/A). “The Circular Economy - a Powerful Force for Climate Mitigation.” p.76.
  12. United Nations (2021). “COP 26 Glassgow Climate Pact- Full decision text.” .
  13. UNIDO (2023). “About the model.” .
  14. ZDHC (2022). “ZDHC Foundation's Roadmap To Zero Programme.” Youtube.

 

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