綠色紡織品概論-(一)地球永續發展策略

永續策略(Sustainability Strategy)是「企業管理」與「天然資源管理」上為達到永續目標(Sustainability Goals)一個無法估價而且務實的指南。永續發展策略要素大致如下:
一、確保居民(Citizens)的福祉(Well-being)
二、確保環境的品質,減少自然界中對人類的風險與有害物質。減少地球環境的負荷,亦即減少自然界不可分解的廢棄物。
三、促進物質與其供應鏈的品質。
四、社會的責任(Society Responsibility)
五、結合生態、經濟與社會與社區(Community)

成立於1974年的日本國家環境研究院(National Institute for Environmental Studies, NIES)是日本主要的環境研究機構,為地球永續發展與人民福祉相關的項目進行持續系統性的研究。NIES揭櫫了六個21世紀影響人類的關鍵的環境議題(Critical Environmental Issues),從這些議題可以看出人類推動地球永續策略的方向與內涵。這些關鍵的議題項目包括:

(一)氣候變遷(Climate Change)
(二)臭氧層枯竭(Ozone Layer Depletion)
(三)內分泌干擾物質(Endocrine Disruptors)
(四)生物多樣性的喪失(Biodiversity Loss)
(五)流域尺度環境的永續發展(Sustainable Development at the Watershed Level)
(六)都會區空氣與環境污染(Urban Air/Environment Pollution)
紡織產業因應這些關鍵的環境議題要採取的措施包括:
1.廢棄物之減量、再使用與回收再利用(MinimizingReusing and Recycling Waste)
2.提升能源效益(Energy Efficiency)
3.減少溫室氣體排放。
4.改善危險物質(Hazardous Substances)的管理。
5.資源保護與資源生產力(Resource Productivity)
6.工作場所(Working Place)的安全。
7.生態系統(Eco-System)的保護與管理。
本專欄後續文章將以綠色紡織品為主軸,內容包括生態效益、生態設計、環保法令、地球環境、綠色採購與環保市場、消費者及環保團體與生態紡織品、企業導入生態環保管理系統實施績效案例、綠色紡織品製造工程實務、回收系統案例與生態環保纖維的介紹等,期望能引起紡織業者、消費者與政府相關單位對地球永續發展與人類健康之關心與實踐。
 
環境問題與循環型經濟系統
本文以日本之綠色研究中心(Green-Japan-Center)提出之環境問題與對策、循環型經濟系統說明當前地區與地球環境問題與對策。
一、環境問題與對策
環境問題包括地球環境與地域()環境的問題,這些問題與對策(參見圖1),紡織企業有責任也有義務協助環境問題的改善,提升人類生活的品質。
資料來源:Green-Japan-Center
圖1 環境問題與對策
針對地域環境的破壞與廢棄物污染的實例列舉數例如下:
(一)沙漠化
大陸研究沙漠專家說,五十年代至今,大陸因濫墾、濫牧、濫樵採及濫用水資源等造成的沙漠化土地達三十四萬平方公里,約相當三個保加利亞(Bulgaria)的面積。這些「人造沙漠」主要分布在河北壩上、內蒙古草原、新疆塔里木河下游、甘肅河西走廊與青海等地。在青康藏高原東部地區,沙漠蔓延也正威脅數百萬農牧民的生活,現在只有一些貧瘠的野草、乾旱的土地和沙丘。每年秋冬兩季,台灣地區空氣的品質偶爾會受到來自於中國大陸沙漠地區「沙塵暴」的影響而變差。
(二)戴奧辛的污染

戴奧辛(Dioxin)係兩個氧原子聯結一對苯環(Benzene Ring)類的總稱,在苯環上不同位置的氫原子被氯取代則產生不同類型的戴奧辛,戴奧辛化合物包括75種多氯聯苯戴奧辛(Polychlorinated Dibenzo-p-dioxin, PCDDs),135種多氯聯苯呋喃(Polychlorinated Dibenzo-furans, PCDFs)如四氯聯苯呋喃(2,3,7,8-tetrachlorodibenzofuran, TCDF),12種部份共平面多氯聯苯(Partially Coplanar Polychlorinated Phenyls)。戴奧辛號稱「世紀之毒」,1997年國際癌症研究署(International Agency for Research on Cancer, IARC)已經將2, 3, 7, 8四氯聯苯戴奧辛(2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin(TCDD))歸類為「人類確定致癌物(Carcinogens/IARC Group 1 Carcinogens)」,TCDDTCDF的化學結構式如下:

      

1.台灣80年代,高雄大發廢五金工業區,燃燒廢電線、電纜產生大量戴奧辛的恐怖記憶猶存,大型廢棄物焚化爐等排放之戴奧辛毒廢氣仍時有發生。
2.20053月,行政院衛生署執行「年度食品中戴奧辛背景值調查計劃」時,發現彰化縣線西鄉生產的鴨蛋含有戴奧辛,下令銷毀遭污染的鴨蛋與蛋鴨。
(三)地層下陷
台灣西部沿海地區長期超量抽用地下水,導致地層下陷,每年颱風季節,均發生嚴重水災,已開始營運的台灣高速鐵路,學者專家曾經擔心地層下陷可能造成高鐵通車之危險。
 
 
二、循環型經濟系統
所謂循環型經濟系統(參見圖2),事實上與產品生命的循環管理及綠色供應鏈管理是一致的。所謂循環型經濟系統是指人類所有的經濟活動,包括企業的生產與銷售體系都必須使投入的資源效益最大化,能源的使用效益最大化,而從所有的經濟活動或生產體系的最終結果必須能使地球的負荷最小化,不造成地球生態環境的破壞,換句話說,循環型經濟系統的目的就是要讓地球與人類「生生不息」。
資料來源:Green-Japan-Center

2 循環型經濟系統

綠色供應鏈管理的意義概述如下:
綠色供應鏈管理(Green Supply Chain Management)係指原料及資源從供應商到製造階段、服務的提供者以至於客戶,整個產品循環形成一個循環型供應鏈,這個供應鏈完全遵循生態環保管理法則稱為綠色供應鏈管理。綠色供應鏈的內容包括研發設計、製造、使用者、回收管理、綠色採購、環境評估、供應商管理與環境資訊管理等。
 
紡織生態學、生態效益、生態設計與環境化設計
生態學(Ecology)一辭係由德國生物學家黑格爾(Ernst Haeckel)首先提出字源為希臘文OIKOSEcology與「Economics(經濟學)」前三個字母是一樣的,為居家、環境的意思。生態環境與人類的經濟活動乃至生命福祉密不可分。台灣西部雲嘉沿海濕地保護區對生態環境的維護意義十分重要(參見圖3)

3 嘉義東石鰲鼓濕地()/雲林口湖口湖濕地()(2009.04.03)

紡織生態學(Textile Ecology)主要為研究紡織品與其原料、生產過程、排放物、廢棄物處理與人類健康、地球環境的關係,並以結合生態與經濟為目標。
一、紡織生態學的內涵
紡織生態學分為三個主要部份:
(一)生產生態學(Production Ecology):是指研究生產纖維、紡織品和成衣的過程,必須符合環境友善、保護空氣、水的潔淨與減輕噪音並妥善處理廢棄物之原則。
(二)人類生態學(Human Ecology):是指研究衣服對穿著者及其近身環境所造成的影響而言。根據現有的知識,凡是會對人體健康產生不良影響的有害物質應予避免。
(三)廢棄物生態學(Disposal Ecology):是指研究紡織品的廢棄物處理,包括紡織品之回收再利用,廢棄物分解時不釋放有害物質,焚毀時不危害空氣的潔淨等。
二、生態效益
(一)生態效益的意義

生態效益(Eco-efficiency)一辭早在1992年由世界企業永續發展協會(The World Business Council for Sustainable Development, WBSCD)在其出版的「改變之道(Changing Course A Global Business Perspective on Development)」一書中的概念提出,此書原作者係知名的瑞士工業家Stephan Schmidheiny,他同時是WBSCD的創造者,也是該協會榮譽主席。「改變之道」一書在闡述他的「慈善事業(Philanthropy)」理念,在永續發展架構下的平等機會(Equal Opportunities)1992年在巴西里約熱內盧舉辦的地球高峰會議(The Earth Summit),亦即聯合國環境與發展會議(United National Conference on Environment and Development(UNCEO), Rio de Janeiro, 3-14 June 1992)中,生態效益的概念被全球承認為企業對我們這個社會永續發展的貢獻之道,因其結合經濟與環境目標而受企業強烈支持。

生態效益與清潔生產(Cleaner Production)是企業改善經營體質、永續發展並兼顧生態環境保護的策略。就字面而言,Eco-efficiency係結合經濟的(Economical)與生態的(Ecological)效益(參見圖4),亦即「以少生多(Doing More with Less)」,用最少的能源與天然資源生產更多的產品,創造更高的附加價值,在產品生命週期各階段採用生態設計(Eco-design)或所謂環境化設計(Design for the Environment, DfE),使各階段之廢排放物減至最低。

4 生態效益

根據世界企業永續發展協會對於永續發展的解釋,生態效益是指具有資源保護的產品與服務能合乎人類的需求且幫助人類改善生活水準而以最有競爭價格達成的。基本上,生態效益可透過系統創新(System Innovation)完成。系統創新需考量以使用者為導向的創新(User-oriented Innovations)、經濟的競爭力(Economical Competitiveness)、生態連帶(Ecological Solidarity)及文化多樣性(Cultural Diversity)
(二)生態效益的管理工具與評估
生態效益的管理工具包括:
1.環境管理系統(Environment Management Systems)
2.公開的環境報告(Public Environment Reporting)
3.生命週期評估(Life Cycle Assessment, LCA);又稱生命週期分析(Life Cycle Analysis);生態平衡(Ecobalance);從搖籃到墳墓分析(Cradle to Grave Analysis)
產品生命週期評估可以由週期中各階段(參見圖5)生態環保的執行情形加以評估,結果之良窳在於產品生命週期的生態設計(參見圖6)是否有效落實。

產品生命週期的評估必須涵蓋產品生命週期的全部,從原料的取得、製造、使用、回收再利用或廢棄處理以至於服務等。生命週期評估的技術必須從目標與範圍、收集資料去分析評價能源、原料流(Material Streams)及其他由產品所引發對環境的影響與衝擊。以問題為導向(Problem-oriented)LCA係由荷蘭萊頓大學(The University of Leiden)環境科學中心(Center of Environmental Science Leiden, Centrum voor Milieukunde Leiden, CML)發展出來,CML聚焦於一系列對環境衝擊的問題,包括全球暖化潛勢、非生物枯竭(Abiotic Depletion)、人類毒性、淡水生態毒性(Freshwater Toxicity)、光化學氧化(Photochemical Oxidation)、臭氧層枯竭、酸化(Acidification)及優氧化(Eutrophication)、海洋與陸地生態系統(Marine and Terrestrial Ecosystem)等,也關注土地的使用與水資源的耗用。LCA包括四個主要構面:

(1) 目標與範圍(Goal and Scope)
(2) 清單分析(Inventory Analysis)
(3)評估(Impact Assessment)
(4)闡釋(Interpretation)
 
如何評估在全球眾多的環保法規中,何者對於產品較為重要以及具有相同功能的環保產品之優劣比較也需要藉助生命週期評估技術,生命週期評估技術不涉及經濟成本的計算,如果將經濟成本納入環境管理,需採用生命週期成本(Life Cycle Costing)管理技術。
圖5 產品生命週期階段與生命週期評估

    

圖6 生態設計化的產品生命週期
三、生態設計
生態設計(Eco-design)簡而言之就是在產品的開發過程均以環境為著眼點,產品的生命週期(Product Life Cycle)必須將其對環境的衝擊降至最低(參見圖6)。就財務觀點而言,減少廢棄物的產生量就是減少對於廢棄物處理的成本,將產品廢棄物處理視為自己的義務。生態設計的基本考量要素如下:
(一)將環境的議題整合入傳統的產品製造工程。
(二)產品的開發必須平衡生態上與經濟上的要求。
(三)多加改善製造與消費的實際情況。
(四)幫助公司對環保潮流的參與。
(五)對能源與天然資源的使用必須以最具效益的方式為之。
 
而一個生態設計者(Eco-designer)必須考量下列要素:
1.環保的概念。
2.熟練的技能(Skills)。
3.專門的技術(Technical)能力。
4.原則性(Principles)。
5.經濟性的(Economical)。
6.管理面的(Managerial)。
 
進行生態設計時必須注意整合相關的生態環保法規於產品的設計中,讓整個產品生命週期最佳化。
 
四、環境化設計

環境化設計(或設計為環境(Design for the Environment, DfE))是指在設計的階段採用所謂「仁慈來自於設計(Benign by Design)」的原則,在研發設計階段、製造乃至於使用之化學品和製程都必須以科學的及成本的效益方式(Cost-effective Manner)來設計以避免對環境的汙染衝擊。

EPA綠色化學計劃(EPA's Green Chemistry Program)亦積極推動將「綠色(Green)」哲學體系導入大學化學工程系之課程,將「綠色」設計概念深植於青年學子的腦海中。一般而言,設計為環境的製造包括下列幾個考量內容:
(一)無害製程與原料。
(二)使用最少的能源(能源效益化)與資源(資源效益最大化)。
(三)最少的廢排放物。
(四)最少的副產物(By-products)。
 
典型的DfE製造工程操作模式如下(參見圖7)。
圖7 DfE製造工程操作模式