漫談「循環經濟」體制下 建材回收與永續發展省思

自「工業革命」以來,國際社會經濟發展模式,是以直線式「線性經濟(Linear economy)」為主,強調從能資源開採→生產(含消費使用)→廢棄的模式發展,在商品生產者強力宣導優勢的商業行為下,對廣大消費族群生活品質提升有助益,鼓勵使用者積極的汰舊換新,不斷追求經濟發展的生活時尚。但隨之「線性經濟」大量開採使用原物料能資源,從生產、消費到廢棄時間尺度太快(例如,服飾、家電產品、手機、平板、電腦其它商品等等),造成地球上原物料資源消耗廢棄神速,導致這些資源逐漸匱乏,大幅影響後代子孫的生存發展,如今地球上「線性經濟」活動也格外嚴峻。

維基百科[1]「循環經濟(Circular economy)」意義指出:「循環經濟」有不同的定義,如一個未來能真正可以是「永續發展」、零浪費,並可與所處的環境和所擁有其它資源共享的思維。「循環經濟」在將來製造、生產每一種產品,都經過仔細設計過,並可適合多個經濟活動進行循環使用,任何材料與生產製造的循環,也就是產品皆須經過詳實設計,考量其中的互相配合;因此,一項產品製程的最終輸出過程,都極可能成為它項產品製程輸入的程序,藉此達到生生循環不息的意境;例如,以鋼材(筋)為例,可以轉換成為其它的建築與營建構件使用,也可以回收再生利用,作為土建新設計專案的構材之用,鋼材有其「循環經濟」性能使用上的優勢,也被稱之為重要綠色建材象徵性材料。

在「循環經濟」思維中,將是零排放量、零廢棄量,所生產出的副產品(燃煤電廠副產品:飛灰;煉鋼廠副產品:爐碴、冶煉矽金屬副產品:矽灰等)、或受損壞的產品、或不再想用的貨物,並不會被看作是無任何用途的「廢棄物」,可變成另一種新的生產週期的原材料和素材,諸如,土建構造物經拆除之鋼筋混凝土或鋼骨,均可回收再生利用,如同前述鋼材是5R材料;混凝土亦可以回收當作路面級配粒料、製成透水磚及透水舖面混凝土、變成結構混凝土粒料(優質回收粒料)加以利用。

「循環經濟」的概念,是由兩位英國環境經濟學家David Pearce (Economist)和R. Kerry Turner於1989年提出的;在兩人著書中《自然資源與環境經濟學》中,指出傳統開放式經濟,是沒有內在循環傾向的情況下發展起來的,這種概念是將環境視為廢棄物的一個龐大的水庫。然而,自從英國「工業革命」以來,人類生產一直採用線性生產消費模式,從大自然環境中,在開採能資源原物料後,從事加工生產製造出大量商品,而商品在被消費者購買並使用後,即把成品變成廢棄,就直接丟掉變成廢棄物,進行處置、掩埋、焚化處理,使用過後的商品,變成無用或低價值物品,資源物料十分浪費與可惜。然而,工業製程和人們的生活經濟消費模式,是不曾間斷消耗著地球上有限的資源,而創造產品變成消費商品被使用後,最終,就直接進入無用耗費大量空間與能源進行處理。

在20世紀末進入21世紀,隨著地球上人口暴增,按照Worldmeters[2] (7,968,909,800)人,2022.08.21 12:23),人口即時網站資料統計,本年度截至8月21日止,人口數增加約51,000,000人,超越台灣人口量的兩倍以上,在這種人口發展尺度下,全球各國政府與人民,對各類產品之原物料商品需求,日益持續增加。然而,類似2020至2022年,新冠病毒疫情肆虐全球,和2022年俄烏戰爭,都重創全球經濟發展,影響相當深遠,也造成能資源及成品的開採和運輸成本持續飆長,商品的價格也越來越高;在此以往及現在,種種影響經濟發展的現(跡)象,促使少數先驅科學家,開始思考新的解決方法,包含永續工業之父Walter R. Stahel,在1970開始「搖籃到搖籃-Cradle to Cradle(相對於搖籃到墳墓-Cradle to Grave)」的論述,與Product-Life機構共同致力於發展封閉式循環的商品製程;此與「線性經濟」造成地球及區域的資源日漸衰竭觀念不同,「循環經濟」認為產(商)品是建立在物質的不斷透過循環、使用上的經濟發展模式,形成「資源、生產之產品、再生資源」的重複循環,多次至無限次數,使整個「循環經濟」體系中,只產出極少的廢棄物需處置或焚化,甚至達成零廢棄之最終理想目標。

「循環經濟」制度下相信:只有被擺錯或放錯地方的能資源,而且是沒有真正的廢棄物;從最根本上解決經濟發展與環境衝擊的矛盾,也就是能資源,透過實用與實務和創意的設計性能,商品經過生產製造,滿足消費者們的生活需求,使用後回收利用,再進入原(新)商品生產製造...之「循環經濟」中。這種理念與觀念,對於土建工程設計者,諸如建築師事務所建築師與設計師,與工程顧問公司設計工程師之角色扮演,格外重要。在全球約產生25%〜40%營建廢棄物,也占據相當可觀的儲存空間,已經嚴重影響全球生態及環保的大問題,因為,把每一件土建產品,絕大部分都是由「Cradle to Grave」,僅為少數是「Cradle to Cradle」,這對地球生態環境影響非常深遠,不可不慎!

國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心,曾在經濟日報(2018.8.27) [3],發表-我國推動「資源循環零廢棄」6R政策,這是值得思考運用的方法。文中提及2025年世界人口數,將激增至80億人,事實上,以前述目前全世界人口成長速度,預計在年底或2023年就超越了。預估本世紀中期之前,地球將有22種礦產將會耗盡,人類將面臨資源嚴重匱乏的挑戰,推動「循環經濟」為本世代經濟發展的重要支柱之一,最重要是資源運用思維上的變革。

在我國法規環境方面,之前國內實施的「廢棄物清理法」及「資源回收再利用法」,強調廢棄物應經過處理之後交給回收業者,使具循環利用價值的事業廢棄物,也只能當作「廢棄物」處理,無法成為可循環利用的「資源」。鑒此,環保署整併廢資兩法,2013年提出政院版《資源循環利用法》草案,以物質生命週期各環節為基礎,由源頭減量至最終妥善處置,均納入管理規範,以抑制資源消耗並降低環境負荷,逐步達成零廢棄之目標。

文中有積極強調,為追求國家永續發展,近年來我國致力推動「資源循環零廢棄」之6R政策,見圖1,即減量(reduction)、再使用(reuse)、物料回收(recycling)、能源回收(energy recovery)、新生土地(land reclamation)及改變設計(redesign),並透過永續物料管理的概念,不僅落實源頭減量,亦以具新思維的廢棄物管理,促進整體資源循環再利用,鼓勵產業及民眾,重視綠色產品設計及綠色製程,有助於提升國內資源生產力及循環利用率。政府亦規劃在不同產業或區域推動「循環經濟」示範點,將「從搖籃到搖籃」的概念,變成具體實證策略,實踐資源化技術及創新商業模式的驗證與推廣,推動經驗可回饋到法令及政策的制定與調適。零廢棄的理念在鋼材(回收再生處理無任何問題)及混凝土,特別是混凝土,尤其重要, 包括:reuse(粒料級配,透水磚與舖面)、reduce(減量-卜作嵐取代水泥)、recycle(回收利用)的3R,加上redesign(重新設計-以HPC設計)及regenerate(再生-HPC永續使用)等5R技術。

「循環經濟」所涵蓋的範圍,包含「有形」及「無形」的產品、理念、模式及行為,這包括產(商)品、基礎設施(建築物與土建構造物和公共工程建設)、設備和服務。這個觀念適用於現行社會所有行業,包括「技術」與資源(金屬、礦物及石化資源)和「生物」資源(食物、纖維、木材)等等。

由於石化工業遍及人類社會生活四周範圍,其生產的模式具有決定性影響,許多經濟思想領導者,主張應該從石化燃料做起,將產業線性發展模式,轉向使用循環可再生的能源,並強調其豐富具有多樣性、彈性等,以及經濟系統中具有永續發展的特徵。在各界廣泛的討論中,「循環經濟」的實踐範疇,也包括貨幣和金融體系業,透過廣義的「循環經濟」生產體系,達成人類經濟資源利用與再利用,能夠真正達到全面翻轉傳統「線性經濟」的頹勢。另外,有些經濟思想先驅者,已經展開著手大聲呼籲,建議對國際經濟活動中,表現評量工具,進行改造修正,增加考量「循環經濟」生產模式的比重,在評估衡量體系中之權重值。

鋼筋混凝土(RC),是目前全球用量最多的營建材料,當服務年限終止時,以「循環經濟」來看,鋼筋(材)回收價值性高,再生回收利用,非常可行的,幾乎達到100%;而混凝土廢棄回收的技術,卻遠遠落後於鋼材,回收再生使用比例可能不到30% (荷蘭、英國、日本等國,回收再生利用率較高,荷蘭甚至達到90%,是值得借鏡的國家)。而且廢棄混凝土體積量十分龐大,除了必須有另覓暫存空間,在寸土寸金國家(例如,台灣),甚至絕大部分國家都視之為燙手山竽。對地球,人類生活的民生工業必需品統計,全球使用量最多的民生必需品:第一名-水資源,而位居第二名則是混凝土。

明年全球將會逼近80億人口關卡以上,各國政府都正忙於國內因應不斷成長人口,或人口聚居於都會區,所需龐大公共工程設計興建,及建築開發業者需面對,巨量的民生居室工業建築物的興建。建築物與構造物建設選項,仍然首選為鋼筋混凝土,仍然會一直沿用到下個世紀;目前混凝土的主體材料-水泥,以現行科技技術是一種「不可逆性」的材料;廢棄混凝土則被一般大眾視為廢料物丟棄,造成地球環境的浩劫與負擔。

因應資源日益匱乏,對於後代子孫即將生活在資源貧瘠的未來年代裡,科學家處於憂心忡忡的情境。如今,諸多混凝土科技專家,聚焦正視混凝土與水泥材料,將其「不可逆性」轉換成「可逆性」材料而努力著,正朝「循環經濟」方向,努力研發及應用。混凝土具耐久永續性發展也是相當重要,如同上述針對「循環經濟」的定義與涵義,混凝土設計,正朝實作具耐久和體積穩定性質,是一種具永續利用思考邏輯方向;高性能混凝土(High-performance concrete,HPC)材料,是對混凝土這種「不可逆性」材料的一個深切的期許。

在加拿大,強調並實踐HPC,就是混凝土最重要性質-耐久性,所研發衍生出來,觀(理)念如同義大利古羅馬萬神殿與競技場一樣,能存活在地球上,至少2,000年以上時間一樣,現在仍然屹立不搖,這種技術是可行的。以上是「循環經濟」的觀念,以最大宗建築材料-混凝土而言,「循環經濟」重要理論之一,就是產品的原材料是一種「搖籃」,經過製造與使用(服務年限終止)後,回收再生變成另一個產品(或原產品)原材料的「搖籃」,就是「搖籃到搖籃」真諦,有別於使用後最終處置丟棄,造成嚴重的環境污染的「搖籃到墳墓」傳統「線性經濟」,見圖2。

目前,由歐盟7個國家與15個機構,共同推動的「建材銀行」(Building as material bank, BAMB)計劃,「循環經濟」在建築業應用上述手法,進行綠建築規劃設計,著墨成一藍海願景,見圖3與圖4,就是在嘗試用這些方法,改變傳統建築的思維,在BAMB制度下,建築物建材使用,建材商是賣建材的「性能與服務」,當使用者建築物任務完成後,由建材商拆解回收再利用,如此建材費用大約傳統一半不到,建材可以循環再利用至新的專案中,達到能資源的「循環經濟」。

依「循環經濟」體系下發展是台中花博(2018年)的「花博荷蘭館」與比利時(2020年)用「樂高」觀念蓋建築物,除基礎是人造實體單元外,建築物單元如樂高(如同預鑄化)設計分割成版、梁、柱、牆等單元,使用模具單元以鋼骨(荷蘭村)或木材(比利時)為結構材元素,在圖3及圖4中,各個單元先行於工廠製作,後運至工地組合起來,在「建材銀行」概念下,營建廠商對消費者(建物所有人)收取建材服務費,並立即著手組合建造房屋,如圖3所示,房屋既快又少營建廢棄物。使用後交由建築(材)商支解處理後,另覓新的建築專案重新複製(Regenerate or Remake)另一種及相似的建築物,持續循環利用;這種作法在荷蘭與歐洲其它各國正在執行中,稱之為「循環建築」。

2018年台中花博,是台灣第一個以「循環建築」所設計的建築物;荷蘭在台辦事處,結合台灣與荷蘭46個產、關、學單位,在2018台中世界花卉博覽會(后里區),打造荷蘭國家館,是全台設計實證的第一棟「循環建築」,也是全球第一棟接受英國標準協會(British Standard Institution, BSI)認證、第一棟被拆除後可以再原建材複製(recovery)組裝而成的「循環建築」。因為,荷蘭政府希望在2050年達到全面實施「循環經濟」,鎖定五項產業:包括建築營建業,因為建築營建產業,每年消耗全球40%的能源、40%的原物料,更造成全球 25%~40%的廢棄物,是最需要推行「循環經濟」的產業,也是最容易收到指定預期效果的領域。

改變設計:荷蘭館除了19噸重的鋼骨、12噸輕鋼材外,以強力螺栓接合,取代焊接合,翻新再使用台糖內倉庫閒置舊木料共2,595公斤、由回收塑膠與木屑製作環保合成木材3,477公斤,以木頭榫接代替鐵釘接合,包括模組化鋁結構、壓克力板,拆卸後都可重複組裝利用。荷蘭國家館主體標誌為立體鬱金香(荷蘭國花),則取自回收於海洋廢棄物、報廢舊物品等材料創作,未來還能移至他處成為一道立體牆面。

創新科技: 來自荷蘭皇家帝斯曼(DSM)創新地毯Niaga,除了利用回收的尼龍再生製造,更是全球第一張可以回收再利用的地毯,可以免除在陸上掩埋、或進入焚化爐焚燒的污染問題;使用阿克蘇諾貝爾(AkzoNobel)的粉體塗料,以保護鋼材,製程剩料回收使用率高達9成,避免浪費。館內可以活動沙發(FlexibleLove),由工業廢紙與廢木屑製成,而風車裝置的葉片,也由建築工地回收的安全網做成。

以租代買:超過200組燈具租借,自荷蘭商昕諾飛(Signify)公司,加上10片295W太陽能板、1座氣動梭電梯與各式植栽,閉幕後都歸還或移轉他用,沒有被浪費丟棄。

跨界合作: 計畫除了結合各種台灣、荷蘭既有的技術,成就全球第一,同時匯集雙邊產、官、學各界,與大眾共同觀摩、討論、研究,促進推廣「循環經濟」。實際效益: 台中花博荷蘭館對外開放173天,參觀人次高達350萬、接待人次超過30萬;而2,115人次志工,更舉行366場導覽解說,並獲得國際園藝生產者協會頒發榮譽首獎。

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圖1 將「取得、製造、丟棄」的「線性經濟」與「循環經濟」進行簡單比對[1]

 

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圖2 我國推動「資源循環零廢棄」6R政策[3]

 

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圖3 「循環建築」所展現現實版之「樂高」建築示意圖[4]

 

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圖4 A台灣第一件「循環建築」實際案例(2018台中后里區花博荷蘭館)[5] B 台糖台中月眉糖廠再生(Regenerate)台中花博荷蘭館[6]

行政院重大政策(2019-01-30)[7]中提及,台灣走過高速經濟成長的年代,但也付出的相當環境破壞代價,就是自然資源過度開採及環境遭到大量破壞(如山坡地過度開發),遇雨發生土石流成災。為創造經濟與環保雙贏,並與國際同步接軌,蔡英文總統已宣示「要讓台灣走向「循環經濟」的時代,把廢棄物轉換為再生資源」,政府更將它列為「5+2」產業創新政策之一。

除透過健全法令、提升技術及良善管理等機制外,行政院環保署亦擬訂了「資源回收再利用推動計畫」(107至109年),希望在物質生產、消費、廢棄及再生等各階段,將廢棄物資源化妥善運用(最小化),以替代自然資源開採,達成物質全循環、零廢棄的願景(最大化)。

其重點策略包括:

一、生產-增加資源使用效率

1.健全物料基線資料,掌握全國物料使用情況:盤點關鍵物料能資源使用情形,以提升使用效率及循環率。

2.推動朝更耐久、易修復、可回收之易循環的產品設計:推動搖籃到搖籃(Cradle to cradle)的重新設計(redesign)理念,減少原物料開採,讓材料資源不斷循環再生利用;鼓勵業者商品朝環保化設計,商品取得環保標章可享回收清除處理費優惠。

3.促進產業鏈結共生,提高生產流程能資源效率,減少廢棄物。

二、消費-減少浪費

1.創造綠色消費模式、減少使用抛棄式產品、加強教育及宣導:減少一次用飲料杯、限制包裝飲用水、購物用塑膠袋及免洗餐具等一次性用品使用;推動產品重複使用示範計畫,落實廢棄物源頭減量精神。

2.推動政府綠色採購,公共工程使用再生粒料:依《政府採購法》授權政府在招標時,可優先採購具有環保標章或效能相同之產品,目標為109年政府機關綠色採購金額達90億元。另,底渣是焚化爐燃燒廢棄物後剩下的殘渣,處理後的再生料粒,可作為工程之替代料粒,目標為109年後各縣市使用焚化再生粒料數量於公共工程比例達70%。

3.延長產品壽命及延伸生產者責任制:透過媒合維修管道和延長產品保固等方式,延長產品壽命。另推動生產者保留產品所有權,帶動生產者延伸責任制,也就是生產者須負起產品使用後的回收、再利用或處理責任,如同「商(產)品銀行」或「建材銀行」,只賣性能與服務般。

三、回收-減少廢棄

1.強化回收循環體系,加強前端分類及回收成效,升級回收再利用:加強回收廢塑膠、工業用包裝材、關鍵金屬物料、營建廢棄物工作。

2.強化再生能源技術及新興產業發展,促進能源回收:如建置廚餘生質能源廠、推動小型廚餘堆肥工作,有效提升生廚餘、農林資材、禽畜糞尿等有機廢棄物再利用管道,產出之沼氣純化後用於發電,沼液、沼渣供農地提升肥分利用。

3.完備法規制度,檢討資源回收再利用相關法規。

四、循環-增加循環度

1.確保二次料再利用產品品質,建立監督機制,完備再利用規範。

2.加強技術研發與創新,強化資源再生與回收再利用的資源循環技術,如補助廢棄物技術創新研發、提升底渣再利用技術。

3.提供經濟誘因,刺激物料循環及「循環經濟」之推動。

蔡總統已宣示,對台灣「循環經濟」是未來經濟發展的趨勢,朝能資源再生利用與零廢棄方向著手,由「搖籃到搖籃」。「循環經濟」強調在國家社會經濟發展中,各項產品之原物料:開採、製造、消費、與再生利用,成為下一個產品的原物料......能繼續循環使用。行政院與環保署和國家國家實驗研究院,推動「循環經濟」強調「Cradle to cradle」能夠「Redesign」下一個產品或原產品再生設計,這是要集合產、官、學、研的努力與智慧。2018台中花博,引進全台第一個「循環建築」,這已是「循環建築」的起頭式,雖然目前台灣既有與新設計建築,有很大差異空間,此可透過建築師與工程設計師的重新設計,達到化異求同目標。全世界能資源日益匱乏,地球人口迅速增長時,「循環經濟」是現行經濟發展的解方,為了後代子孫有一發展依靠,「搖籃到搖籃」的理念要永續被執行著。

參考資料

1. https://zh.m.wikipedia.org/zh-tw/%E5%BE%AA%E7%92%B0%E7%B6%93%E6%BF%9F,維基百科「循環經濟」。

2. https://www.worldometers.info/即時世界人口統計展示(2022.08.22 11:42)。

3. 黃郁棻,企業挺永續訂定六標準,經濟日報,2018年8月26日。

4. https://www.lifeaholic.tw/article46750/,未來生活實驗室。

5. https://circular-taiwan.org/case/ntio/,循環台灣基金會,2018年台中花博荷蘭館:全台首座循環建築。

6. https://www.youtube.com/watch?v=4QJ2sg74JEE【循環經濟】建築的循環經濟:蓋房子以前,先想好怎麼拆 (公視我們的島 1158集 2022-05-30)。

7. https://www.ey.gov.tw/Page/5A8A0CB5B41DA11E/18ef26a4-5d05-4fb3-963e-6b228e713576行政院重要政策網站。

 

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