經(jīng)歷今年10月份的連續(xù)強(qiáng)颱過(guò)後，更凸顯近年來(lái)臺(tái)灣受到全球極端氣候的影響加劇。除了過(guò)往仰賴帶來(lái)豐沛水量的春季梅雨、夏季颱風(fēng)往往遲到或縮短，造就旱澇不一災(zāi)情；加上新增的半導(dǎo)體先進(jìn)製程、太陽(yáng)能光電等高耗水產(chǎn)業(yè)需求，更讓用水調(diào)度捉襟見(jiàn)肘。
即使臺(tái)灣因?yàn)樵诘乩砩系锰飒?dú)厚，四面環(huán)海且居於世界最大的海洋與大陸板塊之間，橫跨熱帶與副熱帶；以及具備高山、平原、丘陵、盆地等各種不同地形，造就天氣的複雜與多樣性，卻仍然經(jīng)常面臨長(zhǎng)短不一的旱澇期，須仰賴水庫(kù)儲(chǔ)存、調(diào)配每年由梅雨、颱風(fēng)季帶來(lái)的水量。
加上長(zhǎng)期低廉水價(jià)與近年來(lái)地緣政治衝突，推動(dòng)全球供應(yīng)鏈重組，出口成長(zhǎng)及臺(tái)商回流；近年來(lái)人工智慧（AI）崛起，也推進(jìn)半導(dǎo)體、光電產(chǎn)業(yè)等高耗水產(chǎn)業(yè)需求劇增等，無(wú)論是農(nóng)業(yè)及工業(yè)用水資源都可能被過(guò)度浪費(fèi)。經(jīng)濟(jì)部也為此祭出《耗水費(fèi)徵收與減免辦法》，除了利用課徵耗水費(fèi)來(lái)推動(dòng)源頭減量外，也鼓勵(lì)業(yè)者增設(shè)廢水回用設(shè)備。
如鴻海集團(tuán)近期便展出其首創(chuàng)以AI影像方式標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)工業(yè)廢水的處理效果，取代傳統(tǒng)人工瓶杯觀測(cè)廢水中大量沒(méi)有固定外觀型態(tài)的絮凝體與楚理效果，從而實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警；減少二次處理時(shí)，投入大量化學(xué)品混凝而產(chǎn)生大量廢污泥，有效減少排碳。
| 圖一 : 鴻海集團(tuán)近期便展出其首創(chuàng)以AI影像方式標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)工業(yè)廢水的處理效果，有效減少排碳。（攝影：陳念舜） |
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廢水回收再利用 加速企業(yè)落實(shí)ESG願(yuàn)景
此外，有別於傳統(tǒng)「線性經(jīng)濟(jì)」的概念，涵括「獲取（take）、製造（make）、使用（use）、丟棄（dispose）、汙染（pollute）」等流程，從自然環(huán)境開(kāi)採(cǎi)原物料，加工製造成產(chǎn)品使用後丟棄，最終成為環(huán)境的汙染物。
產(chǎn)品生命周期通常為單向，而無(wú)法循環(huán)利用及再生資源，將造成資源的過(guò)度消耗及浪費(fèi)，以及生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物和污染，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。例如寶貴的水資源便在人類各式各樣的活動(dòng)中，被大量消耗後形成廢水任意排放，將對(duì)人類及環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。
反觀如今ESG（環(huán)境Environmental、社會(huì)Social、公司治理Governance），已成為業(yè)界最熱門議題，與近年來(lái)蔚為顯學(xué)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)（Circular Economy）模式密不可分，形成「資源→產(chǎn)品→再生資源」的回饋式流程，則不啻為一種使水資源永續(xù)的解決方案。
藉以減少資源浪費(fèi)、降低環(huán)境污染，形成零廢棄；進(jìn)而提高使用效率，並創(chuàng)造額外的經(jīng)濟(jì)附加價(jià)值。全球各大企業(yè)、學(xué)研機(jī)構(gòu)等，無(wú)不致力於水資源回收、再利用或再生等技術(shù)發(fā)展，期能保護(hù)人類生長(zhǎng)環(huán)境、創(chuàng)造新的商業(yè)機(jī)會(huì)與經(jīng)濟(jì)附加價(jià)值。
如歐盟便認(rèn)為循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)是淨(jìng)零最佳解方，並制定「EU CE Action Plan」等生態(tài)設(shè)計(jì)法規(guī)（ESPR），要求業(yè)者利用最少能資源、排碳量，設(shè)計(jì)製造可循環(huán)永續(xù)的產(chǎn)品成為規(guī)範(fàn)，才能減免碳關(guān)稅；若進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的產(chǎn)品須揭露相關(guān)資訊，以強(qiáng)化消費(fèi)者與公眾購(gòu)買權(quán)益，選擇合乎環(huán)境永續(xù)的產(chǎn)品成為常態(tài)，並立法限制產(chǎn)生的廢棄物。
目前聚焦在消耗最多資源的6大領(lǐng)域，包含：電子暨資通訊產(chǎn)品、電池與電動(dòng)車、食品與包裝、塑膠、紡織品、建材與建築物，並採(cǎi)取具體行動(dòng)；至於水資源的使用效率，則優(yōu)先關(guān)注服飾與鞋類。
工研院材料與化工研究所副所長(zhǎng)賴秋助進(jìn)一步指出：「基於物料開(kāi)採(cǎi)、運(yùn)輸、製造與純化為現(xiàn)今產(chǎn)品碳足跡的主要來(lái)源，約是終端產(chǎn)品的7成以上，還會(huì)帶來(lái)廢棄物、水資源的衝擊。」臺(tái)灣身為全球品牌的重要供應(yīng)鏈，控制碳排也會(huì)是未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)利器；隨著如今循環(huán)物料的價(jià)值幾已超過(guò)原生物料，除了積極回收再利用，甚至須溯源重新設(shè)計(jì)。
| 圖二 : 全球各大企業(yè)、學(xué)研機(jī)構(gòu)等，無(wú)不致力於水資源回收、再利用或再生等技術(shù)發(fā)展，期能保護(hù)人類生長(zhǎng)環(huán)境、創(chuàng)造新的商業(yè)機(jī)會(huì)與經(jīng)濟(jì)附加價(jià)值。 |
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再生水導(dǎo)入半導(dǎo)體製程 循環(huán)經(jīng)濟(jì)溯源創(chuàng)價(jià)值
由於臺(tái)灣具備全球最密集且最完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)聚落，擁有完善的產(chǎn)業(yè)鏈及技術(shù)基礎(chǔ)，相關(guān)研發(fā)成果不遜於美國(guó)、日本及歐洲等先進(jìn)國(guó)家，在水資源永續(xù)發(fā)展方面取得顯著進(jìn)展。隨著國(guó)際市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品晶圓、液晶面板或發(fā)光元件等需求不斷增加，快速成長(zhǎng)所衍生之環(huán)境污染與水資源損耗問(wèn)題，必須積極尋求解決方案。
如今半導(dǎo)體大廠皆致力於執(zhí)行廢棄物回收及再生、再利用或其研發(fā)技術(shù)，導(dǎo)致高科技產(chǎn)業(yè)用水的供水策略與水處理技術(shù)日益受到重視，廢水回收及水資源再生相關(guān)技術(shù)為其中重要的項(xiàng)目之一。主要模式由半導(dǎo)體大廠所主導(dǎo)，與臺(tái)灣相關(guān)企業(yè)或?qū)W研機(jī)構(gòu)共同合作研發(fā)相關(guān)技術(shù)。
舉全球晶圓代工大廠臺(tái)積電水資源處理為例，為了提高水資源的使用效率，將純水設(shè)備及製程機(jī)臺(tái)的排放水依照其乾淨(jìng)程度分級(jí)，透過(guò)製程分流的排水管路及建置各種用水回收系統(tǒng)，一滴水進(jìn)臺(tái)積公司廠區(qū)平均可使用3.5次，創(chuàng)造一滴水350%的使用率，可以看出其對(duì)於水資源議題的重視。
包含臺(tái)灣學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)（如工研院）及半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)（如臺(tái)積電、兆聯(lián)實(shí)業(yè)、中鼎、李長(zhǎng)榮等）也積極投入廢水回收與水資源再生技術(shù)的研發(fā)，不僅減少對(duì)原生水資源的依賴，還創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
| 圖三 : 工研院也與臺(tái)積電、中鼎公司合作，完成臺(tái)灣首例民營(yíng)再生水廠，處理南部科學(xué)園區(qū)污水處理廠放流水。（source:工研院） |
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工研院協(xié)力研發(fā) 創(chuàng)新技術(shù)涵括物理、化學(xué)及生物領(lǐng)域
目前相關(guān)半導(dǎo)體處理廢水技術(shù)通常非僅使用單一技術(shù)，而係利用技術(shù)之組合而完成廢水處理及水資源再生之功效，依其反應(yīng)形態(tài)大致分為：物理處理、化學(xué)處理及生物處理等。其中以物理或化學(xué)處理之相關(guān)技術(shù)發(fā)展較早，投入機(jī)構(gòu)或?qū)＠暾?qǐng)量都相對(duì)來(lái)得多，技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，目前主流技術(shù)以逆滲透法、微/超/奈米級(jí)過(guò)濾及高級(jí)氧化法、混凝沉澱法或離子交換法為主。
工研院則早已投入水循環(huán)再利用多年，分別處理不同水質(zhì)在各場(chǎng)域應(yīng)用達(dá)成零排碳。因應(yīng)現(xiàn)今臺(tái)灣淨(jìng)水地面水或高科技廠再生水水源硬度偏高，傳統(tǒng)透過(guò)化學(xué)混凝加鹼或添加碳酸鈉方式去除形成污泥。且與臺(tái)積電、中鼎公司合作，完成臺(tái)灣首例民營(yíng)再生水廠，處理南部科學(xué)園區(qū)污水處理廠放流水。
其中於RO過(guò)濾前處理過(guò)程，係利用流體化床結(jié)晶（FBC）技術(shù)採(cǎi)取結(jié)晶取代化學(xué)混凝法進(jìn)行軟化處理，利用0.2~0.5 mm擔(dān)體（Catalyst Support）在結(jié)晶槽中作為結(jié)晶核種，使欲處理的進(jìn)流水及添加藥劑，透過(guò)加藥後鈣鎂直接固化在擔(dān)體上而不產(chǎn)生污泥，鈣鎂去除效率高。
且在該反應(yīng)槽外接一流水迴路，由底部進(jìn)入並向上流動(dòng)，用來(lái)調(diào)整進(jìn)流水過(guò)飽和度及達(dá)到擔(dān)體上流速度，使處理中的無(wú)機(jī)離子於擔(dān)體表面，形成高純度穩(wěn)態(tài)的碳酸鈣結(jié)晶體（>90%），排出後可循環(huán)再利用，減少用藥量20%以上、污泥量30%以上，而達(dá)到廢棄物減量750噸/年、減少碳排達(dá)590噸CO2e/年，目前該技術(shù)已成功商轉(zhuǎn)，並應(yīng)用於高科技、石化產(chǎn)業(yè)，協(xié)助處理重金屬、硬度/含氟廢水與再利用。
另基於多孔性生物載體比表面積更較其它擔(dān)體高1.3-2倍，具高微生物附著效率，反應(yīng)槽可在廣泛之環(huán)境條件下，提升1-2倍以上操作負(fù)荷且縮短水力停留時(shí)間，達(dá)到穩(wěn)定與極佳之出流水質(zhì)；縮減傳統(tǒng)氨氮、有機(jī)物透過(guò)活性污泥法處理的操作槽體積，節(jié)省50%以上操作成本。
由工研院提出的生物網(wǎng)膜（BioNET）技術(shù)可有效去除氨氮（90%以上）、小分子有機(jī)物（IPA、丙酮）>99%、尿素>70%~95%以上及水中結(jié)垢離子，維持RO薄膜穩(wěn)定操作，使再生水達(dá)半導(dǎo)體製程用水規(guī)格，現(xiàn)已協(xié)助高科技廠、自來(lái)水廠、水資源中心等氨氮前處理，達(dá)到每年減碳量約12萬(wàn)噸CO2。
同時(shí)針對(duì)較濃排水中的硝酸氮，也經(jīng)由缺氧流體化床（AFB）處理，達(dá)到低於50mg/L的放流標(biāo)準(zhǔn)。藉此可將南科園區(qū)的污水回收再利用，達(dá)到半導(dǎo)體製程嚴(yán)苛的水質(zhì)要求，目前已與中鼎工程合作完成設(shè)計(jì)、建造並通水啟用，協(xié)助半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行污水再生利用，預(yù)計(jì)產(chǎn)出每日20,000m3再生水。
| 圖四 : 工研院則已投入水循環(huán)再利用多年，利用流體化床結(jié)晶（FBC）技術(shù)採(cǎi)取結(jié)晶取代化學(xué)混凝法進(jìn)行軟化處理；以及生物網(wǎng)膜（BioNET）技術(shù)，維持RO薄膜穩(wěn)定操作（攝影：陳念舜） |
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李長(zhǎng)榮化工轉(zhuǎn)型科學(xué)公司 積極布局減碳
值得一提的是，在生物處理範(fàn)疇，主要係利用微生物的特性將廢水中的污染物降解並轉(zhuǎn)化成無(wú)害的物質(zhì)，其具有可大規(guī)模且低成本處理廢水的特性，因此極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為全球各大相關(guān)產(chǎn)業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，以活性污泥法或薄膜生物反應(yīng)器為主。
因應(yīng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)創(chuàng)新價(jià)值，針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的耗水管控預(yù)期將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格，勢(shì)必要增加廢水回收使用比例與效率，依序?yàn)樵搭^管控、分流管理，並將經(jīng)過(guò)薄膜生物反應(yīng)器管控的廢水處理回收再利用、水資源優(yōu)化方向等。
比起傳統(tǒng)冗長(zhǎng)的活性污泥程序，直接修改加入MBR薄膜生物反應(yīng)濾水系統(tǒng)，經(jīng)減少處理程序設(shè)備約可減少20%~50%不等的占地容積；更可簡(jiǎn)化水處理流程及提高處理效果，由批次操作改為連續(xù)操作而增加CMD流量，分別提高產(chǎn)水品質(zhì)TSS<1ppm、Turbidity<1 NTU、SDI<3，可作為冷卻水補(bǔ)水、RO進(jìn)水；且廢棄污泥產(chǎn)量少，污泥濃度則可提高至8,000~12,000ppm，增加單位處理能力，適合將MBR推廣到傳統(tǒng)製造業(yè)、半導(dǎo)體科技廠、生醫(yī)等不同產(chǎn)業(yè)。
環(huán)境部資源循環(huán)署主任秘書(shū)劉怡焜也認(rèn)為：「放錯(cuò)的地方是廢棄物，但放對(duì)了地方成資源！」循環(huán)經(jīng)濟(jì)則是應(yīng)對(duì)氣候變遷、實(shí)現(xiàn)淨(jìng)零排放和推動(dòng)永續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。必須在循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生龐大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，才能吸引業(yè)界投資，共同解決問(wèn)題。
因此當(dāng)2023年環(huán)境部改組時(shí)，便將原來(lái)廢棄物管理處與資源回收管理基金管理會(huì)整合為「資源循環(huán)署」，投入多項(xiàng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策，包括：源頭減量、綠色設(shè)計(jì)、資源再生利用與提升資源化處理量能及管理；同時(shí)提高資源循環(huán)網(wǎng)路與應(yīng)用創(chuàng)新的技術(shù)，在製造、使用過(guò)程中導(dǎo)入綠色化學(xué)，以加速循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)，最後才是傳統(tǒng)的廢棄物再利用。
例如李長(zhǎng)榮化學(xué)工業(yè)公司（LCY CHEMICAL CORP.）從化學(xué)（chemistry）產(chǎn)業(yè)起家，近期也呼應(yīng)全球永續(xù)浪潮，宣示將致力於改革轉(zhuǎn)型為「LCy科學(xué)公司」，融入化學(xué)、物理、AI等新科技，以綠色產(chǎn)品開(kāi)拓市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)；催化創(chuàng)新未來(lái)，代表將藉此提高轉(zhuǎn)化率，加速品牌轉(zhuǎn)型。並分別依「高性能聚合物與工業(yè)科學(xué)」、「半導(dǎo)體與互聯(lián)科學(xué)」和「永續(xù)科學(xué)」3大策略方向，提供客戶量身訂做的全方位科學(xué)解決方案。
透過(guò)「循環(huán)經(jīng)濟(jì)」為核心，未來(lái)不僅能提供企業(yè)所需產(chǎn)品，還期盼透過(guò)該公司多元事業(yè)體，為客戶量身打造全方位永續(xù)解決方案，與客戶共創(chuàng)更高價(jià)值；從材料供應(yīng)、成品端、與資源回收的角度，為循環(huán)經(jīng)濟(jì)共創(chuàng)生態(tài)系。
包括透過(guò)李長(zhǎng)榮從膜絲研發(fā)到生產(chǎn)組裝為整機(jī)產(chǎn)品，皆為自主開(kāi)發(fā)的LCy MBR薄膜生物反應(yīng)器，經(jīng)由高效縮減處理程序流程，提升水資源的再利用效率、確保水質(zhì)最佳化；高度客製化，可量身打造最適解決方案，並隨著技術(shù)越來(lái)越成熟，而克服過(guò)去成本太高缺點(diǎn)。
且強(qiáng)調(diào)綠色製造將是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵策略，製程廢棄物和水管理更在其中扮演關(guān)鍵角色，甚至可將原來(lái)廢液回收或再利用，成為工業(yè)電子級(jí)材料而提高價(jià)值。例如李長(zhǎng)榮的主力產(chǎn)品電子級(jí)異丙醇EIPA，便是晶圓先進(jìn)製程中清洗不可或缺的重要化學(xué)材料，以超高純度去除水痕與顆粒，成為業(yè)者提升良率成功的關(guān)鍵要素。
| 圖五 : 李長(zhǎng)榮總經(jīng)理劉文龍表示，該公司電子級(jí)異丙醇EIPA獲得客戶肯定，將致力於改革轉(zhuǎn)型為「LCy科學(xué)公司」，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)；催化創(chuàng)新未來(lái)。（source:李長(zhǎng)榮） |
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經(jīng)由李長(zhǎng)榮全球首創(chuàng)的EIPA雙循環(huán)回收模式，讓廢水中通過(guò)MBR回收，再重新純化的EIPA送回高階製程工廠再利用，而不浪費(fèi)一滴資源。現(xiàn)已成功通過(guò)半導(dǎo)體客戶驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在臺(tái)灣僅有23%使用的IPA被回收再利用。且與傳統(tǒng)熱處理方式相比，Recycled EIPA可協(xié)助半導(dǎo)體客戶減碳20%。李長(zhǎng)榮已在中部科學(xué)園區(qū)投資21億元，供兩條產(chǎn)線研發(fā)電子級(jí)異丙醇，作為半導(dǎo)體先進(jìn)製程的清潔溶劑，邁向「零」廢棄物的永續(xù)未來(lái)。
李長(zhǎng)榮營(yíng)運(yùn)處副總經(jīng)理暨綠色變革小組主席林欽州進(jìn)一步說(shuō)明，該公司過(guò)去3年來(lái)積極推動(dòng)減碳舉措，除了在2019年率先提出李長(zhǎng)榮化工ESG報(bào)告書(shū)，成為兩岸三地首家簽署支持TCFD氣候相關(guān)財(cái)務(wù)揭露建議的材料企業(yè)。目前於「催化創(chuàng)新未來(lái)」的減碳作為方向，可概分為：製程工藝創(chuàng)新、材料與技術(shù)創(chuàng)新、循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式創(chuàng)新。
在範(fàn)疇一與範(fàn)疇二（Scope1 & Scope2）方面，李長(zhǎng)榮設(shè)定了基準(zhǔn)年為2019年，預(yù)計(jì)於2030年將減碳37%、其企業(yè)綠色電力採(cǎi)購(gòu)比例達(dá)到15%。為實(shí)現(xiàn)Scope I目標(biāo)，李長(zhǎng)榮持續(xù)「藉設(shè)備汰換而提升能源效率」，如變頻設(shè)備、優(yōu)化控制系統(tǒng)、廢熱發(fā)電等；並進(jìn)行「製程改善」，例如增加MVR機(jī)械式蒸汽再壓縮技術(shù)和降低蒸氣耗用、製程控溫節(jié)能、中鋼廢蒸氣再利用，落實(shí)資源整合以減少公司自身的碳排放；「AI智慧製造」，納入影像辨識(shí)而提高生產(chǎn)效率、數(shù)據(jù)分析預(yù)知產(chǎn)品質(zhì)量。
針對(duì)Scope II & Scope III領(lǐng)域，李長(zhǎng)榮從「供應(yīng)商議合」著手，與合作夥伴協(xié)商管理其排放係數(shù)，進(jìn)一步要求供應(yīng)商提供低碳能源與原物料，實(shí)現(xiàn)以3大策略向2050年碳中和的全球終極目標(biāo)邁進(jìn)。於Scope II增加使用再生能源，建置並購(gòu)買15%太陽(yáng)光電於研發(fā)中心與生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)，預(yù)計(jì)2030年減碳量Scope I > 2.4萬(wàn)噸、Scope II > 35.5萬(wàn)噸，且在CDP 2023（碳揭露計(jì)畫(huà)）年度供應(yīng)鏈評(píng)比中，榮獲A-級(jí)「供應(yīng)鏈議合領(lǐng)導(dǎo)者」。
目前李長(zhǎng)榮在Scope III也致力於上下游合作提升低碳原料的可控性，連結(jié)供應(yīng)鏈上下游，保護(hù)人體健康與環(huán)境品質(zhì)，而獲得第二屆綠色化學(xué)績(jī)優(yōu)廠商獎(jiǎng)。估計(jì)臺(tái)灣廠區(qū)將在今年陸續(xù)取得ISCC+（國(guó)際永續(xù)性與碳驗(yàn)證）認(rèn)證的電子級(jí)異丙醇EIPA、熱塑性彈性體（TPE）、聚丙烯PP、SBS、SEBS、SIS等認(rèn)證，確保供應(yīng)鏈的可持續(xù)性，提供更永續(xù)的解決方案；減少更多化石原料和產(chǎn)品碳排，邁向碳中和的關(guān)鍵一步。
