从制造工艺到碳补偿工具机产业的绿色转型

文◆国立暨南国际大学新兴产业策略与发展博士 陈裕玲

国际经贸局势瞬息万变，随着全球环保意识的提高和各国政府对于减碳政策的强化，科 技日新月异带动多项新兴产业迅速发展，传统工业面临前所未有的挑战，工研院产业科技国际策略发展所经理黄仲宏观察到，包括半导体设备在内的机械产业，正面临两个主要发展动向。首先，产业开始对低碳时代来临作准备；其次，将生产管理导入精实化及 数字化，并将人工智能技术与环保节能融入商业模式中。工具机产业作为制造业的重要 基础，顺应潮流进行绿色转型成为必然趋势。

工具机产业的现状与挑战

工具机产业是制造业的基石，提供各种机械 加工设备，广泛应用于汽车、航空、电子等领 域。然而，在生产过程中存在大量能源消耗和 废弃物排放，对环境造成严重影响，面对的挑 战包括了高能耗与高排放、废弃物管理困难以 及资源利用效率低。

(一)高能耗与高排放

工具机的运行需要大量电力，全球工具机行业每年耗电量约为500太瓦时（TWh），相当于一个中等规模国家的总耗电量，特别是在高精度加工和大规模生产时，能源消耗问题尤为突出。

(二)废弃物管理困难

根据统计，每年工具机行业产生的金属废料超过200万吨，加工过程中产生的废料和冷却液等废弃物，需要妥善处理以避免污染。

(三)资源利用效率低

传统制造工艺中，典型的金属切削加工中，材料利用率仅约30-40%。材料的利用率不高，造成浪费。

绿色制造工艺的实施

绿色制造工艺是工具机产业实现可持续发展的关键。以下几种技术和策略可显著降低能耗和排放，包括了高效能源管理、先进切削技术、再生能源应用以及废弃物回收再利用。

(一)高效能源管理

通过智能化控制系统，实时监测和调整机床的能源使用情况，最大化能源利用效率。例如，采用变频器技术可根据负载调整电机转速，降低能耗30%以上。

(二)先进切削技术

使用高性能刀具和优化加工路径，减少切削力和切削热，从而降低能源消耗。同时，精确控制加工参数，减少材料浪费。

(三)再生能源应用

在生产过程中引入可再生能源，如太阳能和风能，替代部分传统能源，减少碳排放。例如，一个中型工具机厂引入太阳能光伏系统后，每年可减少约500吨二氧化碳排放。

(四)废弃物回收再利用

建立废料回收系统，将加工过程中的金属屑和冷却液进行再生利用，不仅能减少环境污染，还能节约资源。

随着科技的进步和环保意识的提升，工具机产业的绿色转型将迎来更多机遇。未来，可在以下几方面进一步发展：

1.深化碳补偿策略的应用与整合

1-1.碳补偿作为过渡策略的关键性：在工具机产业向低碳运营过渡的过程中，碳补偿是一个重要的过渡策略。由于该产业的技术更新和工艺改进需要时间和资源，碳补偿可以通过支持外部减碳项目来迅速抵消部分碳排放，达成短期内的减碳目标。

1-2.选择高效的碳补偿项目：选择合适且高效的碳补偿项目至关重要。工具机企业应聚焦于 那些既能产生实质性减碳效果，又与企业核心 业务产生协同效应的项目。例如，投资于再生能源项目如风力发电或太阳能农场，既能获得 稳定的碳补偿额度，又能展示企业对可再生能源的承诺，提升企业形象。

1-3.长期碳补偿与内部减排相结合：选碳补偿应该与企业内部的减排措施相结合，而不是仅作为应对外部压力的短期手段。企业应该制定长期的碳补偿策略，逐步减少对碳补偿的依赖， 并加大对内部减排技术的投入，如提高生产效率、优化能源使用、引入再生能源等。

2.结合数字化技术提升碳补偿效率

结合数字化技术，特别是物联网（IoT）、区块链和大数据，可以显著提升碳补偿的透明度 和效率。通过区块链技术，企业可以更透明和 可靠地追踪碳补偿项目的执行情况，确保碳信用的真实性和有效性。此外，大数据分析可以帮助企业选择和管理最具成本效益的碳补偿方 案，从而优化碳补偿的投资回报。

3.扩展碳补偿的影响力与生态系统

除了推行产品全生命周期管理，从设计、制 造、使用到回收的各个环节，都考虑环保因素，最大限度减少对环境的影响。工具机产业 亦可考虑与其他行业合作，构建跨行业的碳补 偿生态系统。这种合作可以包括与再生能源、 森林保护、废弃物管理等领域的企业或机构合作，共同投资大型碳补偿项目，分享风险与收益。这不仅能降低碳补偿的成本，还能提升项 目的整体影响力。建立绿色供应链管理系统， 与供货商共同推动绿色制造，实现整个产业链的协同减碳。除了加速发展绿色机械产品与低碳制造方案，满足净零排放市场需求、更协助 机械企业实现净零排放，满足供应链要求与因 应国际碳费(税) 征收、进而促进实现机械产品循环经济应用与扩大相关生态系。

结论

工具机产业的绿色转型是应对环境挑战、实 现可持续发展的必然要求。如同TMBA「工具 机产业因应减碳永续经营参考手册」于2022年即提出工具机产业因应碳议题的四大策略步骤：(1)知己知彼：碳盘查 (2)无悔对策：节能减碳 (3)绿色韧性：开源节流，探索更多绿色竞争力(4)绿色契机：化危机为转机，创造绿色新商机；并藉由七大核心主轴推动，包括强 化产品的永续竞争力和生态设计、全产品生命周期的循环经济规划、跨产业价值链双赢合作、善用数字技术优化管理和制造、强化产 品的RAMSS（可靠度、可用度、可维修度、安全、资安）、为永续未来设计：导入减碳材 料、技术和设备、与国际工具机产业的净零排 放规范接轨等，以因应永续经营与环保要求趋势。工具产业通过改进制造工艺和结合有效的 碳补偿策略，选择高效的碳补偿项目、结合数 位化技术、扩展碳补偿的生态系统，以及将碳 补偿与ESG战略深度结合，工具机产业不仅 能在有效减少碳排放的同时，还能提高生产效 率，实现经济效益与环境效益的双赢，提升其 全球竞争力，更为可持续发展作出实质性的贡 献。

随着科技的进步和政策的支持，工具机产业将在碳补偿领域迎来更多机遇，成为实现全球减碳目标的重要力量。未来，工具机产业的绿色转型将不断深化，成为实现全球减碳目标的重要力量，为全球的环保事业作出更大的贡献。