能資源想有效利用達到供需平衡 台灣亟需新模式

在全球追求永續、減碳與對抗氣候變遷大環境下，促進能源轉型與資源使用效率提升已蔚為趨勢，能資源大量倚賴進口的台灣，相較他國挑戰更為嚴峻。例如非核家園共識中，能源如何轉型來穩定供給、滿足需求，並避免價格大幅波動造成民生與產業衝擊；環境永續優先情境下，如何降低礦產等自然資源開採與水資源開發，並維持經濟的持續發展；既有建築形態耗用台灣大量能資源，水泥建築造成熱島效應，且廢棄後產生大量難以處裡的廢棄物，建築物的興建與使用，該如何提升能資源使用效率，並降低建築對於環境衝擊。

這些既有線性經濟模式所造成的能資源使用問題，已逐漸危害我們的民生、環境與經濟發展，亟待有效的解方。

循環經濟有效調度與管理 解決能資源問題的一道曙光

所幸，科技演進與營運模式創新所導引出的循環經濟發展模式，有機會成為台灣解決上述能資源議題的一線曙光。例如AI、IoT及聯網的整合，提高區域、城市、建築、產業與家庭等場域的能資源使用與調度效率；廢棄物資源化、水再生與生質能源結合的能源資源管理中心，以及農村自產自銷的生物質資源循環模式，強化區域能資源循環利用；建築物的生態設計、模組化與3D列印的新形態建築工法、環境永續性資材利用、分享和租賃型態的消費行為模式，可以在維持或提高使用舒適性的前提下，降低建築對於環境的衝擊。

水資源管理 重視取補平衡與再生循環利用

台灣降雨雖豐，但地形及氣候儲水不易；水庫老化、地下水超抽、管線漏水、新水源開發不易、結構性浪費等問題，加上氣候變遷造成降雨模式改變，近年來缺水危機漸趨顯著，影響民生，更限制經濟發展。McKinsey從循環經濟角度，提倡水為資源，應平衡大自然間取用與回補；水為耐久產品，應在封閉循環中重複使用；以分享的新思維來活化為利用資產的獲利模式，如副產物汙泥產品化、下水道系統資源化共享利用；也可採用統一規格、可再利用、易於維修之管線與設備提高資產使用效率。

國際水協會（IWA）進一步指出水資源管理中，水、材料與能源的三大循環路徑：由上游投資雨水與灰水再生階層循環利用和回復自然、水再生科技導入、漏水防治與節水來強化水循環；由資源效率提升、汙泥應用開發，廢棄物資衍生副產品如生質材料、肥料、造紙與建材原料等產品，強化水處理廠中的物質循環。由智慧化的水處理製程節能與餘熱利用，區域、建築或家庭水管溫度熱交換利用、沼氣利用與導入再生能源，強化能源循環。

整合水再生、廢棄物處理與生質能源的區域能資源再生管理廠，為目前歐美地區新建水處理廠所採用的循環經濟新思維案例。該模式整合農林、民生廢水，以及有機質廢棄物熱水解（Thermo Hydrolysis）新科技處理方式，結合沼氣發電機組等單元，可同時淨化汙水，並將廢棄物資源再製造，生產可再生電力與有機肥料等有價副產品，並將潔淨的水回歸自然，創造新環境，為循環經濟下區域能資源再生管理的典範。

再生能源電力供應 仰賴智慧科技確保穩定與提高效率

地狹人稠、能源高度仰賴進口的台灣，可再生能源、分散式發電與智慧電網為能源朝向非核低碳、永續轉型的答案之一，儘管挑戰艱難，新科技與循環經濟可望為台灣電力供需穩定提供新的解方。藉由IoT與AI的演進與普及，未來可透過配電自動化、智慧照明、空調與能源管理系統，促使能源的生產與使用更具效率。盧森堡跨部門的智慧化整合案例，透過IoT，以通信網（Communication Internet）、能源網（Energy Internet）與車聯網（Mobility Internet）三個數位互聯網整合，來提高性能資源使用效率與生產力。Google成功使用AI與大數據來降低機房能耗，更顯示出未來智慧節能的潛力。

隨著智慧電網佈建與再生能源政策的推動，生產性消費者（Prosumer）日益增多。國內社會企業綠點能創透過網路平台結合群眾募資，以「4P公私民合夥機制（Public-Private-People Partnership，4P）」，讓民眾參與國內太陽能的裝置，結合政府綠能推動政策措施，降低率電投資進入門檻，共享售電獲利。除了將自產電力賣給輸配電業者外，太陽能分享公司Yeloha以點對點（p2p）能源分享新服務模式，提供民眾餘電共享選項；儘管Yeloha因未能保障長期獲利而失敗，但DAJIE個案顯示，若將分散式帳本技術（Distributed Ledger Technology）導入，採用區塊鏈（Blockchain）結合再生能源發電、IoT、微電網等新科技，並提供碳信用額度附加利益，透過交易成本降低來實現餘電共享，將有機會成為能源共享的循環經濟典範。

建築產業上下中游導入循環經濟 全面減少能資源耗用 

建築為台灣能源及水資源主要的消費場域，營建廢棄物則佔事業廢棄物的大宗，循環經濟的導入不僅可以降低建築的耗用與提升環境永續，更可提供使用者舒適的環境。循環經濟於建築的體現，可分為建築結構、建築外殼、設備器具與家電家俱四個構面，依其生命週期與特性而有不同的模式。

建築結構生命週期長達60年，可於上游端降低建材生產時的能資源耗，並採用便於再利用、再製造的材料，如鋼構建材，目前已導入的模組化有助於拆除重組，未來則可能採用可循環材料的3D列印等新科技與工法。建築外殼生命週期約20年，材料類型多，受建築規範影響大，其設計對於建築使用時的耗能影響高，應以再製造為考量，採用生態與被動式節能設計（Eco-Design），採用可再生、便於維修、翻新的資材。建築內使用的設備器具，如電力傳輸、空調、通訊、淨水與汙水系統等，為建築的心肺與神經系統，會影響使用的舒適性，生命週期約15年，科技的演進為效率提升的關鍵，此外智慧化水資源或能源管理服務（WASCO、ESCO）等新服務模式，也可透過提升高效率來提供舒適環境。家電家俱，如洗衣機、桌椅、照明、地毯等，生命週期約10年，以租代買或按需服務，如Bundles洗衣機租賃、Philips和Ledlease的照明服務，Desso地毯的再製造等循環經濟模式，可提升資源的使用率。

數位科技與智慧科技，也是建築循環經濟的重要助力，於建築設計、建造過程中可透過虛擬化來提高設計品質、透過標籤設立建築材料銀行，以利未來的整修、再製造與再利用；在建物使用期間，即時掌握建築健康，以利維護保養與用能管理；透過網路平台，可以共享服務模式，提升建築空間的使用效率。

循環經濟不僅提高能資源效益 還衍生出新經濟商機

負資源（Nega Resource），可定義為透過新科技、新服務或新思維模式來減少資源的耗用；亦可解釋為透過再利用、再製造，來賦與廢棄資源新生命，與能資源循環利用與循環經濟價值理念相同。節水、節能，皆為具有隱含價值的負資源，透過虛擬水（Virtual）、負瓦特（Negawatt）概念，可衍生出水足跡、虛擬電廠、ESCO、WASCO等，以節約取代供給新服務與經濟模式。

新科技的導入與融入新思維的管理方式，為驅動能資源領域循環發展的關鍵，近年再生能源與水再生利用在台灣已漸受重視，政府積極推動水再生廠、能資源整合園區與綠色能源裝置，國內領導廠商如台積電、台塑、中鋼也紛紛投入水、能源循環利用，及廢水化學物質回收和廢棄物的循環。工研院長期發展水與再生能源科技，在水再生方面，陸續開發出流式厭氣汙泥床（UASB）、生物網膜（BioNET）流體化床結晶廢水處理（FBC）、倒極式電透析脫鹽再生技術（EDR）、奈濾膜（NF）等技術，並具備實務經驗與國際競爭力，另外在生質物利用方面，也與國際合作開發生質物觸媒氣化技術。

綠能與水環境建設為未來前瞻基礎建設的重點之一，或可於建設中借鏡國際能資源循環經濟發展模式，作為驗證之示範場域，導入可再生能源的使用與廢水、廢建材、餘熱、副產品和閒置資產等未利用資源的再利用，建築、家電設備於生產過程中的再製造設計思維，餘電共享、照明服務、智慧能源與水資源管理等衍生的新服務模式，培植台灣循環經濟發展能量與開拓產業發展的新機會，並減少資源開發與恢復生態體系，創造永續新環境。

台灣推動循環經濟初步有成 7R模式可望再添助力

經濟部自98年至104年間推動全台22座產業園區及6處產業聚落進行能資源整合，已有初步成效，但受限於既有園區產業型態，循環利用互補性不足、廢清法等相關規範限制，以及回收利用成本過高或效益偏低等因素，擴大發展不易。同樣的，再生水政策歷經多年的推動，同樣面臨法規和成本效益不足問題，惟2015年再生水資源發展條例公布設定法源依據，廠商考量供水穩定因素而有較高參與意願，但仍在發展初期。

由國際案例可見，以循環經濟模式7R角度思量，台灣能資源領域仍有很大的想像與發展空間。例如傳統電力供應與水處理等公用事業服務模式，於循環經濟趨勢中被重新定義，藉由新思維、新技術與新服務的導入，結合材料再利用與可再生能源，創造新環境，配合府政策法規調適修訂，方能克服成本障礙，實現循環經濟價值最大化。

在朝向台灣能資源循環經濟過程中，被低估的負資源環境價值、未合理反映成本的水電價格、朝向永續循環的建築法規修訂、區塊鏈技術導入應用及法規調適、IoT與大數據的普與應用，以及AI、大型3D列印技術等技術的發展，將是左右台灣能資源領域循環經濟發展的關鍵因素（X Factor）。

從循環經濟之國際趨勢與相關案例，觀察台灣的環境與現況，可歸納出以下值得探討的議題與政府政策之思考方向：

1. 強化能資源循環推動衡量指標的訂定與資料建構。目前台灣已有衡量總體、次部門或產業的能資源使用效率指標，例如能源密集度，建築、服務業大用戶能源效率指標，未來可逐步擴大到其他部門與資源領域，並建立資料庫，以利長期追蹤考核循環經濟發展成效。
2. 電業法修正後，開放綠能發電與售電，為擴大再生能源裝置容量，建議可採監理沙盒作法，試驗性探討區塊鏈（Blockchain）與再生能源發電、IoT、微電網等新科技與服務模式整合的可行性與環境建構做法。
3. 台灣電網屬獨立電網，一旦遇到重大災變極可能對全島電力供應造成大幅影響。未來除持續推動區域能資源整合與強化分散式電網佈建，可落實循環經濟思維，評估區域生質能源等再生能源之地產地銷活化力用，如推動生質能城市的可行性。
4. 台灣近來積極布建下水道系統與水再生廠，未來可參考國際水處理廠設置之發展趨勢，針對既有廢水處理或新設水再生廠改建或擴大為區域性能資源再生管理廠進行可行性評估。此外，亦可探討自來水與廢水處理業者的循環經濟發展改革路徑與新的營運模式。
5. 再生環保建材、模組化建築工法皆為市場成熟產品，應探討如何透過建築法規的設計與調適，加速建築循環經濟發展。

《延伸閱讀》

1. Martin Stuchtey，Mckinsey，Rethinking the Water Cycle，2015
2. IWA，Water Utility Pathways in a Circular Economy，2016
3. The TIR consulting Group，The 3^RD Industrial Revolution Strategy Study，2016
4. Alex D’Elia，Dajie，Internet & Energy Distribution for the Third Industrial Revolution，2016
5. ARUP，The Circular Economy in the Built Environment，2016