案例分享4：加拿大ELEMENT5工廠產直交集成板與集成材從搖籃到大門(Cradle-to-Gate)之蘊含碳排

中興大學森林學系 楊德新

資料來源：

 Element5（https://elementfive.co）是加拿大一家大型規模的工程木材製造商，將木材視為21世紀的核心建材，本節介紹該公司為直交集成板（Cross laminated timber, CLT）與集成材（Glued laminated timber, Glulam）製作第三類產品環境宣告（EPD），委託 Athena Institute 所執行之「從搖籃到大門」生產階段的環境生命週期評估（圖1）。

本案例1 m³的直交集成板與1 m³的集成材，其材料組成均為98.7%之針葉樹製材、1.3%之膠合劑與硬化劑。宣告之功能單位分別為1 m³的直交集成板與1 m³的集成材，其密度為448 kg/m³，含水率為12%。

CLT與GLlulam之各階段生產概況如圖2。從搖籃到大門的生產數據包括原材料的開採與加工、運輸、蒸汽、熱能和電力的產生（包括電力傳輸）；燃料供應的開採、精煉和運輸（包括燃料燃燒）；水的消耗、對空氣、水和土地的排放，以及廢棄物管理（包括運輸直至處置）。A1為原料開採階段，包含針葉樹製材、聚胺脂系樹脂（PUR）、三聚氰胺甲醛樹脂（MF）與其硬化劑。

A2為運輸至工廠階段，涉及的運輸流程通常是指將原材料、組件、包裝材料等從供應地或倉儲地運輸到工廠生產地點。運輸可能包括不同的運輸方式，如卡車、火車、船舶等。此外，空載回程運輸（即運輸車輛在運送原材料或產品後沒有載貨返回的情況）也是這A2組成之一部分。所有這些運輸活動都會產生能源消耗、排放和其他環境影響，這些數據會被納入LCA評估，以整體評估生產過程與運輸相關的環境負擔。

A3為產品生產階段，包含上游生產運輸和包裝材料、上游生產輔助材料（如液壓油、潤滑油、機油、潤滑脂及KP-12防潮塗層材料）、用於製造過程中的熱能和電力生產，包括電力傳輸；液化石油氣（丙烷）的開採、精煉及運輸，包括現場運輸的燃燒、水的消耗、CLT和glulam的製造、將剩餘料運送給下游用戶、木材廢料堆放並由第三方回收處置（例如再利用或燃燒）、廢水處理（污水處理）等。此階段包含製造過程中的各個面向，包括上游材料的生產、製造過程中的能源需求（如熱能和電力）、水資源的使用，以及生產過程中的廢物處理，這些數據都將影響生命週期評估（LCA）的結果，進而影響產品的環境影響評估。

                                                                                      圖1 建材生命週期之各個階段

 

 

           圖2 Element5 生產CLT與Glulam之生產階段系統邊界

表1為CLT與Glulam從搖籃到大門的LCA，以物理分配基礎，生產1 m³ CLT或1 m³ Glulam之A1至A3階段所排放之碳總合為122.0 kg CO₂eq，其中A1原料開採階段最高為64.9 kg CO₂eq，產品生產階段次之，為47.1 kg CO₂eq。圖3亦顯示了Element5 CLT與Glulam的影響評估百分比貢獻分析，可見A1階段（原料開採和上游物料投入生產）對LCIA類別和能量指標結果的貢獻最大，佔潛在環境負擔的比例介於38%（非可再生能源使用）到92%（可再生能源使用）。A2運輸階段對CLT與glulam之生產的總體潛在影響貢獻較低，A3階段對全球變暖潛力（GWP 100）的貢獻為39%，是CLT和Glulam製造過程中第二大貢獻者。

                                      表1 Element5生產1 m³ CLT/1 m³ Glulam之環境產品宣告（A1-A3）

                                                                   圖3 每生產1 m³ CLT/1 m³ Glulam之生命週期影響分析

表2則表示Element5每生產1 m³ CLT/1 m³ Glulam，「從搖籃到大門」各階段對全球暖化效應（GWP 100）的重要性，透過貢獻分析指出CLT和glulam生產階段（A1到A3）對GWP 100最主要的四大貢獻者為木材生產（A1）的41.1 kg CO₂eq，佔整體34%；天然氣生產和燃燒（A3）的37.0 kg CO₂eq，佔整體30%；PUR膠合劑生產（A1）的18.1 kg CO₂eq，佔整體15%；電力生產（A3）的8.4 kg CO₂eq，佔整體7%，其餘A1-A3的部分，計17.4 kg CO₂eq，佔整體14%。

                            表2 Element5每生產1 m³ CLT/1 m³ Glulam之各階段對GWP之貢獻