認識循環經濟 (下) – 循環經濟蝴蝶圖

【撰文／高志全】

艾倫.麥克阿瑟基金會(Ellen MacArthur Foundation)與麥肯錫顧問公司於2012年發表了俗稱蝴蝶圖的循環經濟系統圖(如圖一) 。圖中將循環經濟範疇內的活動統合為兩大循環 - 工業循環 (Technical Cycles)與生物循環 (Biological Cycles) [1]。實踐此兩循環時，對於此循環經濟體系產生的漏損以及因發展而延伸出的負面影響，必須竭盡可能地減少與排除，以期資源不斷地在此兩循環中使用，而達到系統效益的最大化。其系統漏損 (systematic leakage) 泛指資源, 如食物、原料等，浪費所導致物質無法持續被循環利用; 而負面影響 (negative externalities) 常見例子為有毒物質釋放、噪音、或土地過度開發等汙染以致無法達成永續發展。而資源在此包含了有限資源(Finite materials)如礦物質等，以及可再生資源(Renewables) 如生物質等。

工業循環的核心著重於有限資源在開採、製造後的高效使用與管理 (Stock management) 。為達成有限資源於工業循環中重複地使用，循環經濟帶動了購買”產品服務”的商業模式，取代了傳統上以購買”產品”為主的模式。另一方面，生物循環著重再生性的生物能資源 (如沼氣等)的流程管理 (Renewables flow management)，所有生物質資源都在此循環裡不斷地消耗與再生。在此兩大循環系統中包含許多循環路徑 (Cycles)，以下將介紹其定義與一些相關案例。

圖一、循環經濟系統圖 (來源Ellen MacArthur Foundation [2]， 改編自威廉.麥唐諾 (William McDonough) 與麥克.布朗嘉 (Michael Braungart) "搖籃到搖籃"設計理念)

工業循環 (Technical Cycles)                                                           

保養維護/延長壽命 (Maintain/Prolong): 此循環代表著一個物盡其用的概念。產品的所有權在於使用者，且該使用者在此產品閒置或不再使用時，分享或轉讓給其他使用者使用，因此產品能最大化其使用效率。產品經由保養、維護與輕度維修得以延長壽命，因而最大化其經濟效益。此途徑在工業循環中迴圈最小代表最節省能源與成本。範例: Uber與AirB&B的創始構想 – 共乘與居住空間共享、停停圈uspace – 車位共享。

再利用/再分銷 (Reuse/Redistribute): 產品以相同的功能於未損壞的情況下在使用者間反覆使用。產品的擁有者通常為服務供應商且提供產品相關服務如保養、維護等以延長產品的壽命及品質。範例:，WeMo Scooter的共享機車， 青瓢 、 吉維那的環保餐具，居品租市的居家品出租 ， 萬國循環經濟的傢俱出租 ， 漾拓的照明出租 [3] 。

翻新(Refurbishment): 經由更換或修理損壞重要零組件的過程讓產品回復”好”的工作狀態。此過程包括對其產品外觀做些微升級，如清洗、拋光等。翻新產品的保固期與性能通常比新或是再製造產品短且低，不過比維修(repair)好，其保固範圍包含整個產品。範例: 翻新的電子產品，如 iphone，與安堉創新科技的活化有機金屬化學氣相沉積設備(MOCVD)中的氣體噴灑模組 (showerhead) 等[3] 。

再製造 (Remanufacture): 跟翻新不同，再製造是指使用後產品(used product)經一系列程序後使其保有新品的功能性，並提供與新品相同或更優的保固 [4]。範例: 開拓重工 (Caterpillar) 的引擎、中型機械與零組件再製造 [5]。由於產業別的不同，有些稱為翻新的產品其實是使用與再製造相同的程序與產品規格，如飛利浦醫療保健產品像是電腦斷層掃描機 (CT-Scan) 等。

資源回收/再循環 (Recycle): 將材料從臨終產品(end-of-life)中以某種方式(物理，化學過程等)提取，重新製造成相同或不同用途的產品。如再循環產品功能及附加價值高於原產品，此過程稱為升級回收(upcycling)。反之為降級回收(downcycling)。範例: 工研院材料與化工研究所研發的100%液晶面板循環再利用 [3]。

生物循環 (Biological Cycles)

層級運用 (Cascades): 原料先從高價值開始到低價值應用的概念。例如: 木材的層級使用 – 原木/單板產品à刨花板à纖維à化學產品 [6]。其概念跟工業循環很像，只是將有限資源改成了可再生資源，例如生物質原料 (biomass，泛指動植物等有機物質，並且包含農餘廚餘等廢棄物)。

生化原料萃取 (Biochemicals extraction): 利用精煉萃取過程 將自然界中可再生之生物質原料轉換成生化原料 (Biochemical feedstock) 或燃料。生化原料可經由不同過程開發成食物、飼料、肥料，或是製作產品的材料，如纖維，等等。燃料可用於產生熱能，電能等能源。範例: 喬福材料科技與農委會合作研發利用台酒製程中的麥粕製作可自然分解的農地膜 [3]。

厭氧消化 (Anaerobic digestion): 是一種微生物在無氧狀態下分解有機料(如廚餘、糞料)的過程。此過程如在有氧狀態下進行的話稱為堆肥 (composting)。經由厭氧處理過程會產出生質氣體 (biogas) 與固態殘渣。

以上兩種路徑皆為常用的生物質轉換過程，其產物依其特性可以直接利用或進一步地做轉換或再生。例如生質氣體一般在台灣稱作沼氣，主要成分為甲烷與二氧化碳可當天然氣一樣的能源使用。厭氧消化所產生的固態殘渣可經由堆肥過程 (composting)後回歸生物圈(Biosphere)，成為生物與農業(Farming)^註一養分。 範例: 台糖東海豐農業循環園區、沃畝與宇陽能源的沼氣發電 [3]。註一: 農業在此包含農、林、漁、畜牧業及狩獵。

艾倫.麥克阿瑟基金會的蝴蝶圖是以資源角度為出發，以淺顯易懂的方式圖示出各種的循環路徑與其延伸出的商業機會，提供企業進入轉型循環經濟模式的靈感與契機。舉例來說，大家近年來常聽到的共享(share)經濟便是基於保養維護 /延長壽命與再利用/再分銷這兩種循環路徑所衍生的商業模式。雖然蝴蝶圖提出了整合性的概念與明確的循環路徑，但隨著產業別環境與本質上的不同，在發展循環經濟時所延伸的商業模式會有所不同。而且隨著商業的發展，原本的商業模式與參考的循環路徑也會有所修正，甚至創新出一套不同於蝴蝶圖分類的循環經濟系統。

圖二、循環經濟企業轉型路徑圖  (資料來源: 循環台灣基金會 [3] )

循環台灣基金會於2019年發表了循環經濟企業轉型路徑圖 (圖二) [3]，此圖與蝴蝶圖不同的是以企業的角度出發，統合了聯合國永續發展目標、循環路徑、”產品即是服務”商業模式、與產業共生的概念。其發表的” 邁向循環台灣: 循環經濟實踐案例”內含66個台灣循環經濟案例為台灣企業提供了轉型循環經濟的策略建議與參考。

參考文獻

1.      威廉.麥唐諾 (William McDonough), 麥克.布朗嘉 (Michael Braungart), 搖籃到搖籃:綠色經濟的設計提案, 野人文化, 2014

2.      Towards a circular economy: Business rationale for an accelerated transition, Executive Summary Report, Ellen MacArthur Foundation, 2015.

3.      邁向循環台灣: 循環經濟實踐案例, 資源循環台灣基金會, 2019

4.      W. L. Ijomah, C. A. McMahon, G. P. Hammond, S. T. Newman, “Development of design for remanufacturing guidelines to support sustainable manufacturing”, Robotics and Computer-Integrated , 23(6), 712-719 (2007)

5.      “從台灣製造到台灣再製造:台灣再製造發展先導研究” 報告, 資源循環台灣基金會, 2019

6.      黃育徵, 循環經濟, 天下雜誌, 2017