一、前言
該研究之範疇為取代一次性使用塑膠及塑膠碎屑之永續性原物料，此類原物料主要由生質物質構成。研究主要探討：社交對人類健康及環境之衝擊、全球法規架構、塑膠替代方案之技術驅動力量及挑戰、聚焦與永續性塑膠替代方案之發展中技術、創新生態系統分析。研究主要回顧材料包括：專利資料、技術期刊、市場研究報告、技術政策資訊網站、內部資料庫、關鍵人物訪談等。關鍵人物訪談主要用以取得利害相關者視角、觀點、及策略。報告評估之創新選項包括：技術能量及利害相關人誘因、技術及商業挑戰、應用市場潛力及需求、技術及商業驅動力量。前述結果用以評估未來之科技、市場採用程度、及潛在應用部門。

二、研究主要發現
1. 該研究關於發展中創新性塑膠替代方案的主要發現包括：
(1)人類對塑膠日益依賴
(2)塑膠之光化降解
(3)提供經濟誘因
(4)循環經濟之潛力
(5)禁用一次性塑膠
(6)改善生質塑膠市場

2. 研究主要發現，全球海洋塑膠碎屑組成，就來源別而言，主要以發泡性材質、塑膠瓶及其碎屑、塑膠袋的為主，共計占全球海洋塑膠垃圾總量之75 %。就化學成分別而言，縲螢(Rayon)、聚酰胺(Polyamide)及聚酰胺纖維(Polyester)等，共計占全球海洋垃圾總量之85%。不同的垃圾在海洋環境中的生命期亦有所差異，例如發泡塑膠杯約為50年，鋁罐約為200年，尿布約為450年，塑膠瓶約為500年，漁業設備約為600年。從海岸垃圾的組成來看，全球2018年一次性使用塑膠占比為49%，漁業設備為27%，其他塑膠碎屑為6%，非塑膠垃圾占10%。

3.塑化劑：塑膠製程中所涉及的聚合反應，必須添加塑化劑等必要原料。在日照及加熱等特定的環境條件之下，一次性塑膠可能釋出：銻、2,6-二丁基羥基甲苯、雙酚A、苯乙烯、鄰苯二甲酸酯、氯乙烯等。

4. 取代合成塑膠之自然界聚合物材質，主要分為植物基聚合物及動物基聚合物兩大類。植物基聚合物包括麥稈纖維、竹纖維、棉花種子纖維、椰殼纖維、橡木纖維等。這些纖維完全生物可分解，且可以適當地以堆肥方式處理。動物及聚合物主要為不同型式之蛋白質，包括羊毛、蠶絲、牛奶、藻類聚合物等。歐洲及亞洲已有部分國家進行蠶絲及羊毛纖維質萃取，製作永續性塑膠替代材料，這些材料都為生物可分解，且可再利用。

5. 減少一次性塑膠使用之法規架構
(1) 美國：各州設置不同之管制規範。亞利桑那州針對塑膠之販賣、使用及棄置設置稅費。加州建議商家建立一次性塑膠袋之收集及回收計劃。新法規則禁止販賣一次性塑膠袋。伊利諾州推動特定塑膠回收計劃，並強調推廣塑膠袋回收及再利用之必要性。

(2) 歐洲：以歐盟法規為主要觀察對象。
a. 歐盟委員會在循環經濟中之塑膠策略包括採用創新方案，及刺激循環經濟以創造新就業機會。該策略承諾在2030年之前，回收家戶垃圾65%，及包裝垃圾75%，並減少家戶垃圾掩埋負擔10%。
b. 歐盟委員會一次性塑膠指令草案限制吸管及飲料杯等一次性塑膠之銷售及使用。
c. 歐盟限制十種一次性塑膠產品及漁業耗材。

(3) 亞洲：各國對塑膠有不同程度之限制。
a. 日本設定多項法規提升工業廢棄物管理，並限制非法傾倒，推動分類收集回收，以減少寶特瓶、食物容器及牛奶瓶造成之污染負荷。
b. 中國完全禁止包括寶特瓶等回收及一次性塑膠。
c. 韓國限制使用拋棄式杯具、餐盤、筷子、牙籤、刮鬍刀、牙刷、牙膏、及洗髮精瓶罐，以減少不必要之包裝材。

6. 全球各塑膠替代方案驅動力在不同期程的影響評估結果：減少碳足跡、減少掩埋及海洋負荷、已屆使用壽命之多重應用、市場參與者減少等四項，預期自3年以後均具有高影響；缺少設備及其他工程議題則第5年起具有高影響。在1至2年內影響程度高的缺較少可用原物料課題，將逐步隨製程進步而減緩。

7. 不同塑膠產品二氧化碳排放量及能源消耗比較：初估每生產一噸生質塑膠產品之二氧化碳排放量為0.8公噸，而每公噸傳統以石油產製之塑膠產品之二氧化碳排放量為4公噸。顯然生質塑膠有極大的減碳潛力。全球各類塑膠碳足跡為：聚碳酸酯5 kg CO2/kg塑膠、聚苯乙烯2.2 kg CO2/kg塑膠、聚乙烯2 kg CO2/kg塑膠、聚丙烯1.7 kg CO2/kg塑膠、聚乳酸(PLA)0.5 kg CO2/kg塑膠。
全球產製各類塑膠之能源消耗為：聚乳酸50 MJ/kg塑膠、耐綸(Nylon)150 MJ/kg塑膠、聚乙烯80 MJ/kg塑膠、聚丙烯95 MJ/kg塑膠。

8. 現階段生質塑膠生產技術綜評：
(1) 開環聚合技術：此技術可支持多種穩定之生質塑膠生產，其全程在低溫下進行，且使用之有機溶劑較少，具有成本優勢。
(2) 彈性聚合(elastomerization)：此技術利用微米級農業廢棄物顆粒作為聚合原料。此類產品在使用後，在有利環境中僅需數週即可完全生物降解。
(3) 由微藻類生產生質塑膠之技仍在研究階段，尚未商業化。目前此類技術已可從藻類取得彈性聚合顆粒、碳氫化合物及纖維質。

9. 全球生質塑膠之用途別及產品別使用量分布：全球生質塑膠有65%用於各類產業之包裝、15%用於紡織品、農業和營建用途各5%，所餘10%為其他用途。生質塑膠用量占比依序為：纖維質塑膠35%、聚乳酸塑膠30%、澱粉塑膠25%、聚羥基脂肪酸酯塑膠(PHA)5%、所餘5%為其他。

三、重要結論
1. 聯合國清潔海洋運動已在全球五十四國進行，所有參與國都承諾減少一次塑膠使用，以減少海洋塑膠碎屑。印尼等多國保證於2030年前減少其塑膠垃圾70%。
2. 各國禁用一次性塑膠的政策已減少合成塑膠消費量達30%，此成果主要來自具實務基礎的政策，可落實至大小不同規模的企業。
3. 使用澱粉維維、乳酸及聚羥基脂肪酸酯等生質原料可減少溫室氣體排放及碳足跡達五至十倍。
4. 採用木薯、玉米、及甜菜糖維纖，因採用具成本效應之永續製程，可減少非生燃料用量達50%，可有效減少使用塑膠產業之操作投資。
5. 使用環境友善產品可增加可堆肥性及可生物降解性，可掩埋及海洋之負擔。