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邱瑜蓉
因為新技術的出現，許多產業因此能串起永續迴圈；而新技術往往是透過藉用其他產業的技術，延伸而來；這樣的新技術不但串起永續迴圈，甚至出現了新產業。
面對急迫的環境議題，為了守住地球最後的生機，我們需要一些顛覆性的、翻轉製程的解決方案。這裡說的跨界，必須是“跨產業”的，也就是我們必須借助其他產業的技術，讓原本的產業透過新的製程，實現環保製造。就像是我們上一季分享瑞士小鎮的Forster Rohner公司，就是透過細菌染色，讓高汙染的染色製程成為環保製程。
細菌小幫手 零碳的生物製造技術
別小看細菌，它不僅僅可以幫紡織品染色，現在還能幫忙開採金屬，可說是“生物製造”。因為是生物製造，產品完全環保、可生物降解，而且通常是碳平衡的！
其中一個案例就是英國中央聖馬丁大學的細菌開採計畫，Elsa Malika Malki利用細菌以低耗能的方式提取銀，證明了“生物採礦”的概念是可行的。Elsa從廢水、電子垃圾和工業垃圾中回收稀有金屬，讓細菌在“軟條件”(一般的環境溫度、低酸度且無毒)下進行“生物採礦”。
由細菌形成的金屬顆粒，可以直接使用雷射，燒結成金屬部件，例如電子設備。透過細菌提取銀的製造技術，將取代傳統需要消耗高能量的製程。
Source : Elsa Malika Malki, UAL
除了生物製造，藉由細菌幫忙也可以顛覆現有塑料製程的技術，解決包裝材的問題。
由海藻酸鈉、植物種子、和巴西固螺菌所製成的生物包裝塑料，是乾燥的形態，也是有機質，但是不會汙染任何被包裝的產品，只有在運交產品後，被當作肥料放入土壤中時，巴西固螺菌才會再活躍起來，成為植物的益生菌。
中央聖馬丁研究生Cinzia Ferrari等人希望透過生物技術，改變塑料在地球上的角色，不再是汙染源，而是無毒且可以改變環境的永續素材。這個創新設計，獲得2020年BEYOND PLASTIC創新解決辦法的銅獎。
Source : Cinzia Ferrari
BEYOND PLASTIC是一個致力於以生態設計，解決塑料使用問題的專門獎項，其中在減少塑料使用部分，同年獲得金獎的作品也很令人驚艷，這也是遵循循環設計的案例，由居住在巴西的Elena Amato設計師(Ponto Biodesign公司)獲得。透過紙狀的細菌纖維素片，替代最外層的塑料包裝，並且以螺旋藻、木槿、藏紅花和木炭等天然色素呈現色彩。
中間一層則是固體的天然肥皂，肥皂裡層則是主要的產品─個人護理用品。全部的素材均採自當地天然成分，可以說是完全無廢棄物的產品。而且外包裝的細菌纖維素片，也可以成為再生資源。
Source : Ponto Biodesign
塑料回收技術的大躍進
而對於已經產生的塑料，以及正在使用中的塑料，同樣也可以邀請生物界的分解高手~酵素來幫忙。我們來看一下伊士曼(EASTMAN)這家公司，它透過分子回收技術，可以將塑料垃圾轉換成新材料，藉此從線性經濟(獲取→製造→消費→廢棄)，轉向循環經濟(製造→使用→再利用→改造→回收)。
Source : EASTMAN
將塑料垃圾轉換成新材料，伊士曼利用了兩種先進的循環回收技術，一個是聚酯再生技術，一個是碳再生技術。
聚酯再生技術是使用糖酵素分解或甲醇來分解。糖酵素分解已經在田納西州開始使用，甲醇分解的製程伊士曼預計在2022年投入運營。
聚酯再生技術可以分解軟飲料瓶、地毯，甚至來自垃圾掩埋場和焚化爐的聚酯基服裝材料，連聚酯的拉鍊，也可以分解轉化回基本單體，再做為新材料使用，也就是透過解聚過程，讓我們可以不斷重複回收聚酯再生使用，且不會因為回收處理過程而降低品質，跟使用原石化材料相比，製程減少20%-30%的溫室氣體排放量。
Source : EASTMAN
碳再生技術是一種分子回收技術，除了PVC之外，可以為最複雜的廢塑料賦予新的生命，回收所有類型的塑料。碳再生技術將各種混合塑料廢物分解成分子型積木，使分子可以重新組裝以構件新產品，可為目前無法機械回收的材料，提供了一個循環解決的方案。
這跟機械回收不同，碳再生技術允許材料無限次回收利用，而不會影響或降低質量。相較於使用原石化燃料的製程，還可以減少溫室氣體排放量20%-50%。
透過分子循環技術，也就是碳再生和聚酯再生技術，面對目前七種不同類型的塑料，可以處理六種塑料的回收，相較於傳統機械回收只能處理二種塑料，對於環境的改善真的幫助很大！
Source : EASTMAN
除了伊士曼公司的碳再生和聚酯再生技術之外，還有許多企業也一同投入了關於回收塑料的新技術：
例如，美國上市公司Loop Industries在2020年與歐萊雅L'Oréal 達成了協議。Loop Industries以低溫、低壓解聚技術，從廢棄PET塑料和聚酯纖維原料中，生產對苯二甲酸二甲酯(DMT)和單乙二醇(MEG)，讓廢棄材料升級為原始質量的PET。Loop的專利技術，可以在低能耗的製程中，消除染料、添加劑和其他雜質等污染物，藉此獲得原始等級的PET。2021年在官網上，也可以看到它與礦泉水evian的合作。
Source : ioniqa
除了Loop，另一家荷蘭公司ioniqa也是運用解聚技術，將回收塑料轉換為原始PET，它製作的PET透明瓶，可以達到食品安全等級，除了可以回收黑色運動服，將黑色運動服變成透明寶特瓶，甚至可以將各種不同顏色的塑料一同回收處理，同樣都可以回復成透明`Virgin’ PET！目前這家公司的技術已進入量產階段，預計2022年，ioniqa在荷蘭工廠的產能，將提升至每年1萬噸，屆時將能轉換許多品牌、塑料生產商和廢棄物回收的塑料，成為食品級包裝材。
Source : ioniqa
最後，我們來看一下實際運用於運動服的案例，英國的Poseidon Plastics公司與運動服飾品牌Presca合作，打造世界上第一款全循環的運動服飾系列。全循環運動服計畫由Presca與Poseidon Plastics化學回收公司和Teesside大學的研究專家合作，將聚酯服裝回收分解為組成元素Poseidon rBHET™，這是可用於全球PET產業的低成本、可持續原料。
Source : Presca
而且Poseidon的回收技術對於PET具有選擇性，因此能回收混紡織物，解決了長久以來的問題。
Source : Poseidon Plastics
各行各業 全面永續動起來
不僅僅是製造業，營建業現在也動起來了，還造成了木材的短缺。由於鋼筋或混凝土在生產時會排放大量的二氧化碳，造成全球近40%的碳排放來自建築業，這也是為何歐盟第一波碳配額，針對五項碳洩漏風險高的產品中，其中二項為鋼鐵和水泥，而加入木材的使用之後，能使整體建築更為永續。
不過，木材的使用，不再限於小木屋。東京正在計畫建造一座70層高的摩天大樓，總高達350公尺，將成為世界上最高的木結構建築。這個名為W350的計畫，預計2041年完成，由住友林業株式會社(Sumitomo Forestry)主導計畫的概念和木材工程，日建設計株式會社(Nikken Sekkei)負責建築和結構設計，以9:1的比例混合木材和鋼材，以及耐火層壓木材(能耐火一小時)，是一棟90%都是由木頭建造的大樓。
Source : Sumitomo Forestry & Nikken Sekkei
以結構設計師在《國際高層建築》雜誌發表的研究數據來看，W350主體框架結構將減少約22%的二氧化碳 CO2排放量，牆面隔間使用層壓木材則可減少約26%的碳排。
不僅如此，在論文裡並規劃了產業循環，將最新建築技術導入農村木材生產地區，透過跨產業的技術創新與整合，如機器人技術、筏木、分銷、加工和建築業，構築可持續性的新建築循環。
Source : Sumitomo Forestry
另外一項創新則是由NASA發布、並得到聯合國認可的建築技術SuperAdobe，它可以為沒有森林、也沒有鋼筋水泥建材，資源匱乏的地方解決永續住房的問題。
SuperAdobe是由建築師和CalEarth創始人Nader Khalili所開發的土包建築形式。只要使用特殊設計的長條形沙袋(SuperAdobe Bags)、帶刺鐵絲網、現場泥土和一些簡單的工具，就可以完成建築物，它不僅在2004年獲得阿迦汗建築獎，也通過了加州的嚴重地震規範測試！
SuperAdobe的靈感是來自伊朗沙漠中的傳統建築技術，透過實驗、研究和開發，成為適合現代製作的工法，用以解決穆斯林社會住房，以及社區的發展、改善、恢復、再利用等，而且因為工法簡單，從祖母到最小的孩子，家裡每個人都能一起建房子！
SuperAdobe技術特別設計成任何人都能夠建造，但背後其實是有非常堅強的現代工程概念作為基礎。長卷沙袋提供垂直向的壓縮強度，而帶刺鐵絲網則增加了水平向的拉身強度。此外，沙袋本身具有防洪的能力，而泥土本身則提供絕緣和防火的功能。最外層可以透過灰泥，同時達到美觀與保護的作用。
在國際會議建築官員ICBO的監督下進行測試結果，SuperAdobe的圓頂結構，承重重量還是常見斜屋頂的兩倍。因此，除了住房，它還可以用來建造如水壩、蓄水池、道路、橋樑等基礎建設。
Source : CalEarth
或是可以就地取材回收塑料垃圾，製成建築磚塊。這是一位在非洲肯尼亞的材料工程師Nzambi Matee所開發出來的解決方案，將塑料垃圾轉化為低成本的替代建築材料，藉此解決塑料垃圾汙染和肯尼亞住房不足的問題。Nzambi Matee並因此成為聯合國環境規劃署(UNEP)所任命的2022年地球青年衛士。
地球青年衛士獎(環境署#ForNature運動)的一部分，目的是在激勵更多年輕人，在離聯合國十年目標越來越近時，能起身為自然而行動。這裡所說的十年目標，是關於生態系統希望能在2021-2030年恢復。相關行動還包含2021年5月在昆明召開的聯合國生物多樣性大會(COP 15)，和2021年11月在格拉斯哥召開的聯合國氣候變化大會(COP26)。
Source : UN Environment Programme
除了建築業，交通運輸也是溫室氣體排放的主要來源之一。這個領域最值得注意的就是以氫能，氫能可以發電，但是要創造出氫能，也需要用到電力。如何讓氫能更加環保?現在有一種PtL(電轉液)的新技術，可以運用剩餘的再生電力，驅動電解水而獲得氫氣，再利用氫氣的高能量活化從空氣回收的二氧化碳，而產生液態燃料。
尤其，這樣的液態燃料還可以透過現有的化石燃料基礎設施網絡，進行運輸和分配，包括輸送管道和加油站，讓現有交通工具能更順利的轉換。
2021年7月，AIRBUS和總部位於加拿大的SAF+集團簽署了合作備忘錄。SAF+集團是北美第一個以大規模生產PtL為目標的組織，致力於將魁北克生產的綠色氫氣轉化為燃料。其主要生產的步驟為：
- 利用可再生能源為電解槽提供動力。
- 透過空氣捕捉二氧化碳，並轉化為碳原料。
- 碳原料與氫氣合成，生成液態的碳氫化合物，然後轉化為等同合成煤油的燃料。
整個轉換過程，除了使用可再生能源作為動力之外，並未消耗其他的資源，還可以捕捉空氣中的二氧化碳，協助減碳。
而且因為可再生能源的成本，正在以前所未有的速度下降中，電解技術的投資也開始蓬勃發展，據估計，未來六年綠色氫氣生產量可能會增加50倍，這將推動在2050年，實現以綠色氫氣滿足全球25%的能源需求。
綠色氫能的可望普及，也帶動車廠的相關開發。TOYOTA目前發展氫燃料電池車，在加滿氫氣後，能持續行駛約1千公里，重點是只需5分鐘就能充滿氫氣，和加油一樣快！
Source : AIRBUS
最後，我們再舉一個具有回收再製概念的紡織新素材SPINNOVA，這是一種由木材或紙廢料所製成的新型可持續材料，完全不含有害化學物質。這項技術的靈感是來自蜘蛛織網的方式，採用纖維素這種自然界最出色的材料，並以最佳方式排列，而產生了天然的紡織纖維。用最乾淨的製程、最少的水，以及對於氣候友好的方式。
SPINNOVA強調無溶解、無有害化學物質、接近零用水量和最少的二氧化碳排放，而且聽起來與傳統纖維素纖維是截然不同的製程。SPINNOVA是使用物理的方式製造纖維，無須溶解、在紙漿的狀態下進行機械精煉，將紙漿轉化為不含有害化學物質的可紡纖維懸浮液。懸浮液在高壓下流過一個獨特的噴嘴，透過擠壓方式使原纖維旋轉以順著流動對齊，藉此形成天然紡織纖維。經過簡單地乾燥和收集，就可以將纖維紡成紗線。
這樣破壞式創新的新循環，已經吸引adidas、The North Face、還有H&M集團等的合作，因為它不僅僅是環保，材質的天然手感類似棉花、亞麻和羊毛，讓品牌們十分喜愛。
Source : Fashion for Good、SPINNOVA
