破解減碳密碼：從碳足跡到淨零綠生活的產業轉型關鍵

TSH彙編

全球氣候變遷問題日益嚴峻，各界對淨零碳排與環境永續的關注不斷提升。如何在產品設計與生產過程中落實永續發展原則，同時兼顧成本與資源效率，是產業界關注的重點。TSH探碳系列課程特別邀請國立臺灣大學機械工程學系林心恬副教授，從碳足跡與生命週期評估的基礎概念出發，探討其在產品碳管理中的應用，並進一步分析綠色設計如何成為企業邁向淨零綠生活的重要策略。透過案例分析與方法學介紹，提供具體可行的減碳途徑，為永續發展提供參考依據。

環境影響的多元面向

在探討碳管理與綠色設計之前，我們需要先理解何謂環境影響 (environmental impact)。環境影響 (又稱環境衝擊)，指的是產品在整個生命週期中，對環境造成的各種影響與破壞。雖然碳排放與氣候變遷是當前全球關注的核心議題，但環境影響的範疇遠不止於此，還包含臭氧層破壞、土壤酸化、水資源污染、生態與人類毒性、懸浮微粒污染等多個層面。此外，土地使用變遷、自然資源的消耗也屬於環境影響的重要類別，這些問題需要透過量化數據與多元評估指標來進行科學管理。

環境影響的評估通常以科學數據來量化，例如氣候變遷影響可透過碳足跡 (Carbon Footprint) 測量，以二氧化碳當量 (CO₂e) 為單位；水污染影響則可能以優養化程度的總磷 (TP) 或總氮 (TN) 含量表示。由於不同環境影響的指標無法直接轉換或相加，需依據區域特性、政策目標與社會經濟需求的優先順序進行主觀判定。例如，在某些地區，空氣污染可能比氣候變遷更為急迫，因此當地政策可能更著重於減少懸浮微粒與廢氣排放，而非以碳減排為優先順位。

值得注意的是，環保的概念並不意味著完全沒有環境影響，因為任何產品或行為都會產生一定程度的環境衝擊。例如，某些產品雖然標榜可回收或可分解，但若其生產過程高度耗能，仍可能無法被視為真正對環境友善。此外，我們常常將減少包裝視為環保行為，但實際上，更多的污染往往來自產品的製造階段，包括原料開採、加工與生產過程的能耗與排放。同樣的，若某些產品在使用階段耗能極高，其環境影響可能遠大於製造時期。

環保不等於對環境零影響，而是盡可能降低影響，從產品生命週期思考真正的永續選擇。

生命週期評估

產品對環境的影響應從「搖籃到墳墓 (cradle to grave)」考量完整生命週期，涵蓋原料開採、製造、使用與廢棄處理等四個主要階段。在不同產品的生命週期中，環境影響的來源與程度有所不同。透過生命週期評估 (Life Cycle Assessment, LCA)，能夠更全面的理解產品與行為的環境影響，進而制定更精確的減碳與環境管理策略。

LCA四步驟的案例解析：電子書 VS. 紙本書

依據國際標準化組織 (ISO) 標準，LCA的四個步驟如下： 

圖一、生命週期評估的四步驟

1. 第一步確定目標與範疇 (Goal and Scope)，包含三個核心問題：研究目標、探討的系統或產品，以及比較的公平性。以紙本書與電子書為例，目標可分為個人、商業或政策層面，如個人評估購買電子書是否環保，企業決定是否投資電子書業務，或政策制定者確保法規符合環境標準；探討的系統需明確界定比較對象，如一本書或閱讀行為本身；而公平性則需事先建立合理的假設條件，例如紙本書與電子書特性不同，要比較就需要設定條件，如以電子閱讀器的使用壽命及平均閱讀時間定下一台閱讀器可閱讀幾本書。

2. 第二步生命週期盤查 (Life Cycle Inventory) 的目標是詳細列出產品在生命週期各階段的能源、資源消耗及可能的環境排放，以便後續評估環境影響。沿用前述例子，對於紙本書，需要考量原料開採 (伐木)、紙漿製造、印刷、裝訂、運輸配送、使用及回收等階段；而電子書則涉及閱讀器的製造 (塑膠、金屬、電池、螢幕等)、生產時的耗能、使用時的耗電、網路數據傳輸及最終的廢棄與回收處理。 此外，與前一步驟的範疇設定相同，為達到公平比較，不能單純將一本紙本書與一台電子閱讀器進行對比，需先設定比較基準，如以「每次閱讀」計算，考量平均使用年限、每日閱讀時間、閱讀速度等因素，推算電子書與紙本書的環境負擔。

3. 第三步衝擊分析 (Impact Assessment) 的核心在於將前一階段盤查所得的數據，轉化為實際的環境影響評估。盤查過程可以了消耗的資源與產生的排放量，但對環境而言，更重要的是這些活動所帶來的衝擊，如全球暖化、氣候變遷、資源耗竭、土地與水資源利用、毒性影響、臭氧層破壞等。進一步而言，人類關注環境衝擊的核心原因，在於其對健康、資源可得性及生態系統品質的影響。科學方法的應用能幫助我們量化這些影響，並將其轉化為具體的損害類別，例如人體健康風險、資源耗竭程度或生態系統品質下降等。這種分析架構從環境盤查數據出發，透過中間點分析 (mid-point assessment) 量化各種環境衝擊，最後透過終點分析 (end-point assessment) 評估其對人類與生態系統的最終影響。以紙本書與電子書為例，若僅閱讀一次，電子書的碳排放量遠低於紙本書，但因為電子書每次閱讀都會耗電，若一本書被閱讀六次 (Kang et al., 2021) 以上，電子書與紙本書的環境影響就相差不多，顯示閱讀方式亦會影響產品的環境表現。

4. 第四步驟詮釋 (Interpretation) 包含兩個關鍵任務：找出關鍵製程以及產出結論與建議。不同產品在生命週期的各階段會產生不同程度的環境影響，因此需要分析哪個環節對環境衝擊最為顯著。例如，紙本書的關鍵製程是原料開採，因其主要由木材製成，砍伐樹木是最重要的環境影響。然而，紙本書在使用階段不耗電，因此若能被多次閱讀、轉售或借閱，其碳排放量將持續下降，環境影響相對減少。相較之下，電子書的關鍵製程則是使用階段，因為每次閱讀都需耗電，且使用不同設備 (如手機、平板、筆電) 會影響能源消耗程度，電子閱讀器算是相對省電。在完成詮釋後，除了判斷哪種方式更環保，也應提供具體行動建議。例如，若紙本書僅需短期閱讀，可選擇二手書或借閱以提升其使用價值；若只會閱讀一次，則電子書可能是較佳選擇；而對於長期大量閱讀者，使用電子閱讀器是比平板更省電的方案。因此，詮釋過程不僅限於比較環境影響大小，更應根據不同使用情境提供實際可行的建議。

如何進行產品的綠色設計？

全球碳排放中，產品的製造與消費約佔 45% (Ellen MacArthur Foundation, 2021)，除了能源效率的提升，資源的有效利用、再利用與減少消耗也是實現淨零碳排的重要課題。當前，大多數產品仍依循線性經濟模式，即從資源開採、製造、消費到最終丟棄，資源使用後及廢棄，沒有獲得再利用。這一過程不僅消耗大量自然資源，還導致氣候變遷、環境污染、土壤退化等問題。為應對這一挑戰，科學家提出循環經濟 (Circular Economy) 的概念，透過減少廢棄物並提高資源循環利用率，降低環境衝擊並提升資源效率。

循環經濟與綠色設計

循環經濟常被誤解為單純的資源回收與再利用，僅將廢棄物轉化為可用資源。然而，其實應從產品設計階段開始考量，因為許多產品在設計階段就已經決定會最終成為廢棄物。透過綠色設計 (Eco-Design)，可以提高產品的可回收性與耐用性，並且減少廢棄物的產生。

循環經濟就像打麻將——上家丟棄的牌，可能正是下家需要的。在產業系統中，一家公司的廢棄物可成為另一家公司的原料，形成資源的閉環循環。其實打麻將的策略也體現了循環經濟的另一層意義：與其追求無限的新資源，不如學習如何更有效地利用現有資源，發揮最大價值。

實現循環經濟需在產品設計中融入環境意識 (Eco-Conscious Design)，以最小化生命週期內的環境影響。綠色設計核心策略包括：減少材料使用、提升耐用性與可維修性、提高能源效率，以及強化回收與再利用。透過智慧設計與系統性思維，可促進資源循環，降低環境負荷，並平衡經濟效益與生態永續。

綠色循環設計的概念 

綠色循環設計的核心是透過延長產品壽命、促進重複使用及提高回收效率，以減少廢棄物與環境影響。首先，耐久性設計可降低產品更換頻率與資源消耗，從而減少環境負擔，並符合循環經濟的原則。其次，模組化設計使產品更易於維修與升級，允許單一零件更換而非整體報廢，進而提升產品的使用效率。此外，易拆解與非破壞拆解設計有助於材料的有效回收，使資源得以重新投入生產體系，降低廢棄物處理的成本與技術挑戰。而單一材質設計可以簡化回收過程，提高材料再利用率，避免混合材質分離的技術困難與高昂成本。

考量產品最終的回收時，材料選擇是影響回收效率的關鍵因素。其實並非所有材料都能有效回收，即使技術上可操作，但也可能因市場價值低或回收成本高而缺乏經濟誘因。因此，設計初期應納入「易回收性」考量，避免混合可回收與不可回收材料，以提升拆解與回收效率，減少資源浪費。回收率主要受技術與市場兩大因素影響。技術上，材料的純度及分離難度決定回收可行性；市場上，回收成本與材料價值影響回收的經濟性。

另外，輕量化與使用再生材料是綠色設計的兩個關鍵策略，許多企業在產品設計中已開始應用。例如，蘋果公司 (Apple) 的產品中大量使用鋁金屬，為減少製程的資源消耗，近期已全數更替為100% 的再生鋁 (Apple, 2024)。透過綠色設計與循環經濟策略，蘋果產品的碳排放逐步遞減，從iPhone 6 128GB的95公斤 (Apple, 2014) 降至iPhone 16e 128GB的48公斤 (Apple, 2025)。

電子產品在不同階段對環境的影響因地區能源結構的不同而有所差異。例如，在臺灣，由於依賴火力發電，電子產品使用階段的耗電成為主要的環境影響源；而在以低碳能源為主的國家，如法國，雖然使用階段的耗電量相同，但因能源結構不同，碳排放的影響會顯著降低。相較之下，在這些低碳能源國家，製造階段的環境影響則顯得更加突出。

循環經濟時代，設計不再只是設計

全球在推動產業綠色設計最積極的地區之一是歐盟。歐盟多年來致力於資源循環與循環經濟，並從最初的廢棄物管理逐步擴展至產品規範、獎勵制度、及資訊揭露，透過法規與政策的整合，促進企業採取更永續的生產模式。

圖二、歐盟資源循環推動的三大面向

許多人認為綠色設計等同於做環保，外增企業成本且無直接收益，但從法規、成本、企業形象等角度來看，推動綠色設計都有誘因。隨著環境法規日趨嚴格，企業須提前調整，以確保符合規則並降低潛在風險。綠色設計透過減少製造時使用的材料，有助降低生產成本，同時也降低廢棄物的產生，從而提升經濟效益。而隨著消費模式的改變，越來越多消費者願意花更多錢購買環保認證的產品，這可以鼓勵企業更積極投入綠色設計，以提升品牌形象並拓展市場機會。

綠色設計有哪些法規規範與認證標準？

在歐盟各項法規中，以永續產品生態設計規範 (Ecodesign for Sustainable Products Regulation, ESPR) 最為關鍵，其目標為減少廢棄物並提高循環利用率，透過設計提升環境效益。ESPR 規範涵蓋多個層面，包括材料選擇、可維修性、產品壽命延長、資源使用效率等，以降低產品生命週期內的環境影響。

除了法規，企業也可透過外部認證與指標來協助綠色設計的落實。這些標章雖然並非強制性法規，但能夠提供企業標準化的環境影響評估準則，同時也影響政府採購、消費者選擇與市場競爭力。例如德國萊因 TÜV 綠色產品標誌就是一種自願性驗證，評估消費性產品的環境影響，適用於工業、交通、電子產品等領域。德國另外也有「藍天使標章」，為全球首個環境標章計畫，前身為德國環境標誌認證制度，主要透過標準檢測報告與企業自我聲明進行審核。在電子產品領域，美國的電子產品環境影響評估工具 (Electronic Product Environmental Assessment Tool, EPEAT) 最具代表性。EPEAT由美國環保署與電機電子工程師協會共同推出，納入八大環境準則，並與政府採購規範相結合，以提升環保產品的市場競爭力。

除了歐洲與美國，全球其他地區也發展出各自的綠色標章與標準。在臺灣，除了現有的「環保標章」與「碳足跡標章」之外，政府也正研擬更全面的綠色設計法規，期望未來能夠將綠色標章納入政府機關的採購規範，進一步推動產業的永續轉型。

從生活打造淨零碳排

在環境管理與永續發展的過程中，應避免落入環保迷思，透過生命週期評估全面分析產品與行為的環境影響，以制定更有效的減碳與綠色設計策略。真正的環保應涵蓋產品的全生命週期管理，透過循環經濟模式，如重複使用、維修、再製造及回收再生，提高資源利用效率，實現環境與經濟效益的雙贏。

然而，淨零綠生活不僅依賴產品本身的低碳足跡或耐用材質，使用方式才是關鍵。面對氣候變遷，除了減少產品碳排放與發展綠能技術，更應從個人、社區、企業層面重新檢視生活與生產方式，從需求端採取更務實的行動。臺灣擁有強大的製造能力，未來不僅應致力於開發符合國際標準的綠色產品，更應強化產品的價值維護與提升，促進資源的長期有效運用。

這樣的綠色轉型不僅是技術與產業的革新，也是一種生活方式的轉變。個人選擇能放大或降低產品的環境影響，因此，政府與企業除了推動綠色設計，亦應積極倡導永續消費與使用行為，讓環保理念真正落實於日常生活。期待臺灣能在全球永續發展的浪潮中發揮更積極的影響力，走在綠色經濟與循環設計的最前端。

參考文獻

• Apple. (2014). iPhone 6 Environmental Report. https://www.apple.com/environment/pdf/products/archive/2014/iPhone6_PER_sept2014.pdf

• Apple. (2024). Environmental Progress Report. In Apple. https://www.apple.com/environment/pdf/Apple_Environmental_Progress_Report_2024.pdf

• Apple. (2025). Product Environmental Report iPhone 16e. https://www.apple.com/environment/pdf/products/iphone/iPhone_16e_PER_Feb2025.pdf

• Ellen MacArthur Foundation. (2021, May 26). Completing the Picture: How the Circular Economy Tackles Climate Change. Ellen MacArthur Foundation. https://www.ellenmacarthurfoundation.org/completing-the-picture

• Kang, Q., Lu, J., & Xu, J. (2021). Is e-reading environmentally more sustainable than conventional reading? Evidence from a systematic literature review. Library & Information Science Research, 43(3), 3. https://doi.org/10.1016/j.lisr.2021.101105