石化產業的綠色化學轉型 - 環保署

石化產業的綠色化學轉型

適用對象：大專校院非化學相關科系學生

教材撰寫者：林大溱 /東海大學 化學工程與材料工程學系 助理教授 曾繁銘/台灣化學產業協會秘書長

委辦單位：行政院環保署化學局 執行單位：中原大學/臺北市立大學

環保署毒物及化學物質局

課程大綱 ( 石化產業的綠色化學轉型 )

我國石化產業與產業環境變革 綠色化學十二原則與推動說明 石化工業實施綠色化學案例

綠色化學推動策略暨展望

環保署毒物及化學物質局

石化產業與產業環境變革

•

我國石化產業說明

•

石化產業面臨的環境變革

環保署毒物及化學物質局

石化產業的重要性和綠色化學發展趨勢

• 2020 年石化產業產值 3 兆，雇用員工 44 萬人，石化產品提供下游製 造業關鍵原料，是我國重要基礎產業。

• 石化產品提供紡織、建築、汽車等產業所需材料，衍生的樹脂、

薄膜、板材等材料更是新能源、顯示器、行動通訊等高科技產業 元件，是我國製造業發展的基礎，也為國家帶來廣大的經濟利益。

• 聯合國 2016 年的永續發展目標，要求各國實施永續發展政策 ; 近年 氣候變遷議題影響人類生存，塑膠污染議題受到重視。因應永續 發展趨勢，綠色化學以環保、無毒、安全為核心，由原料、製程、

產品、回收，生產符合環保、安全、的化學品，因應產業趨勢，

並尋找新綠色材料商機

資料來源: 曾繁銘與范振誠，轉型蛻變中的石化：石化產業環境變革的對策–產品高值化, 2017/03/02

（財團法人工業技術研究院產業經濟與趨勢研究中心）

環保署毒物及化學物質局

石化業生產關鍵材料，是台灣製造業的重要基礎

石化產品家居生活用品和電腦、手機等科技產品

資料來源:工業局石化高值化推動辦公室網站(2021/12)

石化產業面臨環境激烈變動 — 機會和威脅

永續發展策略 綠色化學原則研發 發展高值化

/

特化品

因應趨勢市場變化 技術升級

產業因應聯合國永續發展目標策略 因應氣候變遷、碳中和趨勢發展、

我國/國際碳稅、綠色供應鏈要求 一次性塑膠議題因應

永續潮流中新材料/新技術

國際層級

產業層級

企業層級

氣候變遷 聯合國永續發展目標

塑膠循環再利用 碳中和/淨零排放

聯合 國永 續發 展目 標

6.4 2030年前 大幅增加 各產業水 使用效率，

確保永續 淡水供應 和回收

7.a 2030年前 國際合作 提高乾淨 再生能源、

能源效率、

乾淨化學 燃料科技

9.4 2030年前 改造工商 業，使工 商業永續 發展，大 幅採用乾 淨環保的 工業製程

12.6 鼓勵企業 採取永續 發展作法，

大公司與 跨國公司 需將永續 資訊放入 週期報告

中

14.1 2025年前 預防及大 幅減少海 洋汙染，

海洋廢棄 物及優養

化 SDGs間接明列化學品規範

3.9 2030年前 大幅減少 危險化學 物、空汙、

水汙染、

土壤汙染 死亡疾病

人數

6.3 2030年前 減少有毒 化學物質 與危險化 學物質釋 出，改善 水質，淨 水衛生、

資源有限

12.4 2020年前，

妥善管理 化學品與 廢棄物，

大幅減少 汙染，降 低人類健 康和環境 不利之影

響 SDGs直接明列化學品規範

聯合國 SDGs 規範化學產業朝向永續發展

以化學科技解決環境議題 並要求化學產業善盡社會責任

資料來源:台灣化學產業協會(2020/10)

COP 26

焦點

:

各國強化減排目標、削減燃煤發電、淘汰化石燃料補貼、四大承諾

(

護林、

甲烷、燃煤、交通

)

執行策略、資金技術援助發展中國家

COP26 set the path on coal, vehicle, aviation emission transition

資料來源: 聯合國COP 26 網站資料， CDP 報告(2021/11)

CDP: types of internal carbon pricing

聯合國永續目標帶動產業朝向減緩氣候變遷、使用綠能、降低汙染、水資源管理

資料來源OECD(2018/11)

處理海洋污染一次性塑膠議題成為全球關注焦點

The Ocean Cleanup developing technologies to rid the oceans of plastic

The UN published Single-used plastics—

Roadmap for Sustainability

資料來源: The UN published Single-used plastics report，The Ocean Cleanup 網站

歐盟化學局 (ECHA) 研發化學材料因應氣候變遷方案

氣候變遷 — 溫室效應

化石燃料 甲烷 氟化物氣體 部分化學品

歐盟施政重點

減少碳排放 碳交易制度 減少氟化物

海洋塑膠

提出化學解決 方案

太陽能材料 電動車材料 氟化物替代

奈米材料 儲能、運輸材料

資料來源: ECHA 網站(2020/12)

行政院整合各部會推動淨零轉型、研擬碳定價法規

資料來源:中華民國工業總會「我國邁向碳中和的策略與產業發展論壇」，台灣化學產業協會整理 (2021/12)

整合能源、製造業解決碳排問題導向，國家碳排淨零轉型，

石化業、鋼鐵業等七大產業工作小組，協助產業淨零排放

碳定價方案列入氣候變遷因應法，研擬碳定價法規，協助 製造業因應國際碳邊境稅法規，加速產業減碳，接軌國際

環保署毒物及化學物質局

綠色化學十二原則和我國推動說明

•

綠色化學十二原則

•

石化業推動綠色化學

綠色化學之父 —John Warner 來台演講綠色化學 (2019.08)

環保署毒物及化學物質局

綠色化學十二原則分類

環保低毒

• 1.

預防廢棄物產生

• 5.

使用更安全的溶劑及

輔助劑

• 10.

設計可降解化學品

• 11.

即時分析以防污染

安全設計

• 3.

設計危害最小的化學合 成

• 4.

設計更安全的化學品

及產品

• 12.

由化學本質安全思考

危害預防

能資源效率

• 2.

資源高效轉成產品

• 6.

設計高能源效率的合 成

• 7.

使用可再生原料

• 8.

減少產生衍生物

• 9.

選用催化劑提高資源

效率

石化業遵循綠色化學生產無毒 / 無害 / 環境友善化學品

綠色化學是設計產品和製程，減少或 排除使用和產生有害化學物質

綠色化學是生產對環境友善、效果更 好、經濟更好的化學品

Dr. John Warner 指導綠色化學應用在研發製程要點

(Green Chemistry: From Research to Commercialization)

Dr. John Warner 來台指導綠色化學應用在研 發、製程、產品原理

Dr. John Warner 和國內外專家學者研討化學 產業永續發展路徑

國內外專家研討以永續化學新材料促進健康舒

適生活 國內外專家探討跨產業合作策略，達到聯合國

永續發展目標

環保署毒物及化學物質局

Prof. John Warner 拜訪環保署化學局演講綠色化學

資料來源:環保署化學局網站，Dr. John Warner 拜訪化學局(2021/12)

Prof. John Warner 線上出席環保署綠色化學頒獎典禮

Prof. John Warner

恭喜獲獎者，並肯 定台灣環保署在綠色化學推動表現

在研發階段依照綠色化學原則，降低 化學品對環境、人類健康的影響

資料來源:Dr. John Warner 致賀詞，環保署綠色化學頒獎典禮 (2021/11)

環保署毒物及化學物質局

綠色化學原則全面應用在石化製程原料、製造、回收、再製階段

• 石化業依照綠色化學原則生產化學品

• 由原料選擇—製程—產品—再利用 都符合環保、無毒、安全規劃

資料來源:台灣化學產業協會整理 (2021/12)

環保署毒物及化學物質局

石化工業實施綠色化學案例

長春集團以二氧化碳做原料生產醋酸符合綠色化學 ( 符合綠色化學原則 2 、原則 7)

•

長春以二氧化碳

+

甲醇生產醋酸

• CO

₂來源

:

收集南亞塑膠、大連公司 製程產生的

CO

₂

•

年回收再利用

8-10

萬噸

CO

₂

2012-2020

年共回收利用

80

萬噸

CO

₂

•

自主研發醋酸製程

•

與清大合作開發二氧化碳捕捉再應用 技術

資料來源:長春集團CSR報告，TCIA(台灣化學產業協會)整理(2021/10)

長春集團碳回收再利用，和流程說明

奇美 / 東聯用二氧化碳開發非光氣 PC 製程

^{(符合綠色化學原則7、原則12)}

•

奇美是國際最早商業化非光氣化

PC

製程，

(

奇美引進

Asahi Kasei

製程，

完成商業化非光氣

PC

生產製程

)

•

原料由東聯供應非光氣製程生產

EC(

碳酸乙烯酯

)

•

東聯化學以

EO+CO

₂生產

EC

•

每年利用

3

萬噸

CO

₂具有減少溫室氣 體之效益。

(

碳酸乙烯酯年產能

6

萬噸

)

•

聚碳酸酯

(PC)

具韌性、強度、高耐熱及高 透光度的材料，用於汽車材料、電子、光 電、辦公用品等工程塑膠

•

傳統聚碳酸酯

(PC)

製程以光氣法為主，

•

日本

Asahi Kasei

開發以

CO2

為原料之非光 氣法

PC

製程，奇美完成商業化製程

資料來源:TCIA(台灣化學產業協會)整理(2020/10)，陳育誠2016報告(工研院產科究所)

台灣中油公司研發出研發環保塑化劑

• 台灣中油研發環保塑化 劑 — 氫化鄰苯二甲酸酯

•

中油環保可塑劑製品，通過安全 玩具認證

•

自主研發觸媒

•

完整商業化製程技術

• 取代常用塑化劑 — 鄰苯二 甲酸酯類塑化劑 ( 被列為環 境荷爾蒙暴露的危險因素 )

(

符合綠色化學原則

3

、原則

9)

資料來源:TCIA(台灣化學產業協會)整理(2020/11)，台灣中油公司網站

中油環保塑化劑所製造公仔玩具

中油環保塑化劑研發團隊

優勝奈米無毒安全金屬提煉製程和設備

(

符合綠色化學原則

1

、原則

3

、原則

5

、原則

12)

• 優勝奈米自主研發無毒安全金 屬提煉製程和設備

•

自主研發取得我國專利、美國、中國、

日本專利

•

低電流電解安全環保的剝金技術

•

綠色製程

:

替代氰化物、王水溶劑

•

回收廢電路板、報廢手機、廢電器中 的貴金屬

• 成功研發鋰電回收鋰鈷電池及 三元系鋰電池中大量的鋰、鈷、

鎳等金屬資源技術

資料來源: TCIA(台灣化學產業協會)整理(2021/10)、優勝奈米網路報告

安炬科技用天然石墨與水生產石墨烯 (

符合綠色化學原則

1

、原則

3)

• 石墨烯具有優良拉伸強度、

導電性、導熱性、透明度，

是半導體業、光電業、民 生化工業的創新材料

• 安炬科技自主研發成功

• 天然石墨與水為原料 — 零污 染石墨烯製程

• 業界頂尖噸級量產規模

• 石墨烯以撕裂法、氧化還 原法小量生產為主

資料來源:TCIA(台灣化學產業協會)整理(2020/11)，安炬科技網站資料

安炬科技自主研發石墨烯產品

石墨烯材料用於電子、通訊、車 載、

AR

應用

環保署毒物及化學物質局

力麗、遠紡、新光寶特瓶廢棄物轉換利用與原料再生

(

符合綠色化學原則

1

、原則

7

、原則

10)

以聚對苯二甲酸乙二酯（

polyethylene terephthalate

，簡稱

PET

或

PETE

）

PET

， 即通稱之熱塑性「聚酯」）為例，回收的保特瓶、紡織品和攝影軟片經除去其他

「雜質」後可以熔化再製成多項「非食品」用途之產品，如錄音帶、衝浪板及織 品等。由回收聚酯再製之紡織品有好幾種，如美國

Paragonia

公司的

Synchilla®

，臺 灣富勝公司出產的「保特紗」。但若欲再製「食品容器」，如盛裝飲料的「保特 瓶」，則必須將聚酯分解成單體乙二醇（

EG

）與對苯二甲酸二甲酯（

DMT

）後，

重新聚合。一般人卻未料到，這程序「說易行難」，因為分解產生之

EG

與

DMT

會 形成「共沸物」，難以分離。

劉 廣 定，簡介永續化學(Http://Www.Ch.Ntu.Edu.Tw/~Ktliu/Pubs/簡介永續化學),date acess:2019/10/21 [*1] zh.wikipedia.org/zh-tw/聚对苯二甲酸乙二酯,date acess:2019/10/21

PET:

聚對酞酸乙二酯

[*1]

(C

10

H

8

O

4

)n

CAS

號

:25038-59-9

電子業和石化產業跨業合作綠色化學轉型案例

(符合綠色化學原則1、原則7、原則5)

光寶集團收集海廢塑膠 電子業、石化業合作純化

/

製粒

/

成型，

再製鍵盤

資料來源:光寶集團網站(2021)、天下雜誌陳婷妤(2020/9)

默克有害物取代、員工健康管理方案

(

符合綠色化學原則

3

、原則

4

、原則

5

、原則

8

、原則

12)

• 替代 : 取代產品、製程中危害性原料

•

依綠色化學原則設計取代化學品

•

訂比國內外法規更嚴格規定

• 2008

啟動

Halogen-Free

專案；不使用含 氯原子單體

• 發展出危害性物質替代查核表，做 為危害性物質替代篩選依據

• 保護女性員工免除育齡期、懷孕及 產後一年內化學危害

• 制定母性健康保護區域分級管理措 施，職業暴露限值

MERCK Quantitative Green Chemistry Evaluator

資料來源:TCIA(台灣化學產業協會)整理(2020/11)，MERCK網站資料

杜邦建立完善化學物質管理制

(

研發、生產、輸儲、廢棄

)

(符合綠色化學原則3、原則4、原則5、原則8、原則12)

• 杜邦採用綠色化學原則由研發 設計規劃產品生命週期處理

• 杜邦完善化學物質資料庫：

–

化學資料庫，含化性、毒理及環境毒 理等資訊

• 由研發、生產、廢棄監管

–

研發、採購、原料、製造、運輸、廢 棄物處理完善把關

• 建置全球法規資料庫，遵循各 國法規管理化學品

資料來源:TCIA(台灣化學產業協會)整理(2020/11)，Dupont網站資料

環保署毒物及化學物質局

綠色化學推動策略暨展望

環保署毒物及化學物質局

培養綠色化學人才推動高值材料研發取代傳統化學

晉用培養高階 綠色化學人才

企業推動高值 綠色材料研發 企業因應綠色

化學成長契機 塑造化學業綠

色永續形象

資料來源: TCIA(台灣化學產業協會)整理(2021/10)

環保署毒物及化學物質局

綠色化學為基礎推動石化高值化

環保署毒物及化學物質局

綠色化學為基礎石化高值化達到永續發展目標

綠色化學

環保無毒原料安全製程 提供民生工業用化學品

循環經濟

可回收材料/生質材料 生產、製造、使用後 回收再利用，提高資 源使用效率

碳中和

/

淨零 排放

企業使用低碳能 源、負碳減排等 達到「零排放」

緩解氣候變遷

環保署毒物及化學物質局

教學指引

•

教育目標：



石化產業與綠色永續化學介紹



瞭解綠色化學十二原則與次原則



認知當代實例學術界或社會面或經濟面或政府之推行狀況、作法



石化產業面臨問題與趨勢



石化產業轉型發展政策方針



發展成果與高值化新材料

•

建議教學時間：

1.5-2.0 hrs

環保署毒物及化學物質局

教學指引

•

媒體與工具：投影片

•

教學活動進行流程與注意事項：



準備活動



教學進行



綜合討論關於積極作為，可以用提問式的方式引導學員回答。



注意事項

•

建議評量方式：選擇題

環保署毒物及化學物質局

教學指引



教材說明

(

設計理念

)

：石化產業與綠色永續化學介紹

•

主要資料來源：

1. Dr. John Warner， Green Chemistry: Theory and Practice

2. Dr. John Warner 台灣化學產業2019 高峰論壇演講，Green Chemistry: From Research to Commercialization

3. US EPA Green Chemistry 網站資料，Green Chemistry definition, environmental topics, laws & regulation, implementation 4. UN Climate Change 網站資料， Science, Solutions, Solidarity

5. 曾繁銘與范振誠，轉型蛻變中的石化：石化產業環境變革的對策–產品高值化， https://scitechvista.nat.gov.tw/c/sfJ4.htm， 2017/03/02。

6. 曾繁銘與范振誠，石化產業環境變革的對策-產品高值化,科學發展， 2017 年 3 月， 531 期， P6-13 ，

7. 石化高值化辦公室、長春集團、奇美、東聯、默克、杜邦、光寶、安炬、優勝奈米、工研院產科所、工研院材化所網站資料，

2021/11

8. 劉廣定，簡介永續化學( Http://Www.Ch.Ntu.Edu.Tw/~Ktliu/Pubs/簡介永續化學)， date access: 2019/10/21。 9. 劉 廣 定，大學的永續化學教學 (http://www.ch.ntu.edu.tw/~ktliu/pubs/f2.doc),date acess:2019/10/21。

10. 化學局綠色化學專頁， http://gc.chem.sinica.edu.tw/education.html，date access: 2021/12 11. 台灣化學產業協會網站，台灣化學產業菁英獎資料，

http://www.twcia.org.tw/award/award_list?id=f63de85b5928486fbfdb856320a465ff