一、前言
隨著全球氣候變遷加劇與環境污染問題日益嚴重，各國紛紛推動減碳政策與永續發展目標（Sustainable Development Goals, SDGs），並尋找可替代石化產品的創新解決方案。生物技術（Biotechnology）成為推動工業永續的關鍵技術之一。根據世界經濟論壇（World Economic Forum, WEF）¹報導 ，生物技術正透過可再生資源、低碳製造、生物基產品與環保材料等技術，推動全球向永續經濟（Sustainable Economy）轉型。

目前，全球多家企業與研究機構正積極利用生物技術（Biotechnology）開發替代燃料、生物基塑膠、永續化學品，不僅能夠減少對石化資源的依賴，還能利用農業廢棄物、生質材料等可再生資源，提升資源循環效率。本文將簡述生物技術在替代燃料、生物基塑膠與永續化學品領域的創新案例、技術挑戰與未來發展方向。各項案例摘要請參閱圖一。

二、替代燃料創新案例
(一) 生質異丁烯轉化為永續航空燃料
開發單位/廠商：法國Global Bioenergies
異丁烯是化妝品、輪胎、永續燃料、有機玻璃和香水等產業的重要化學原料之一。法國生物技術公司Global Bioenergies開發一種利用生物質生產異丁烯（Isobutene）的生物技術，透過專有的發酵技術，將農業廢棄物（例如小麥、玉米、木屑、甘蔗）中的糖分轉化為異丁烯，而非傳統從原油提取的方式。而開發出的生質異丁烯（Bio-Isobutene）可再進一步轉化為異十二烷（Iso-dodecane），並與煤油基航空燃料混合，最高可達 50% 的比例。每燃燒 1 噸的異十二烷燃料，即可減少 2 噸二氧化碳排放，顯示其減碳潛力。此外，該公司已獲得280項以發酵技術生產異丁烯的相關專利，並計畫未來將原料來源，由農業廢棄物進一步轉向工業廢氣，以提升技術的永續性。然而，目前生物發酵技術的生產成本仍高於傳統方式，且在大規模應用時，穩定的生質材料供應可能是一項挑戰。

(二) 超臨界水（Supercritical Water）分解技術生產永續工業原料
開發單位/廠商：美國Renmatix
為促進工業領域的深度脫碳，美國Renmatix公司開發一種名為Plantrose®的技術，將農業廢棄物（如玉米秸稈、甘蔗渣、甜高粱等）透過超臨界水（Supercritical Water）處理，在高壓與高溫條件下，分解為木質素多元醇（Lignin Polyols）和半纖維素（Hemicellulose），可作為各種工業應用原料，例如永續航空燃料、聚氨酯泡棉、建築材料、黏合劑、可生物分解的塑膠製品及電池材料等。該技術在 2020 年愛迪生獎（Edison Awards） 中獲得銅獎，並取得457項處理生物質技術相關專利。然而，目前該技術雖已商業化，但初期設備建置成本較高，尤其是需要高壓處理設備。此外，大規模應用時，穩定的生質材料供應可能是一項挑戰。

(三) 整合生物製程開發高經濟效益的纖維素乙醇燃料
開發單位/廠商：美國Terragia Biofuel
每年約有數十億噸的農業廢棄物，通常被焚燒或不當處理而導致排放大量溫室氣體(GHG)。美國新創Terragia Biofuel公司研發了一種基因改造微生物，可高效轉化農業廢棄物為纖維素乙醇燃料，可用於航空、航運、貨運等難以電氣化的領域。使用耐高溫微生物直接分解纖維素，無需額外酵素。此外，並採用整合生物製程（Consolidated Bioprocessing, CBP），將多個步驟合併成單一步驟發酵，提高效率並降低成本。然而，CBP 技術仍處於商業化初期階段，仍須進一步擴大應用規模，以提早發掘未知的風險。

三、生物基塑膠創新案例
(一) 植物性廢棄物轉化為生物基塑膠
開發單位/廠商：荷蘭Solinatra
一次性塑膠餐具對環境及海洋生態造成嚴重污染，許多國家開始立法限制其使用。荷蘭的Solinatra公司開發一次性塑膠的永續替代產品，將農業和食品加工廢棄物轉化為適合各種射出成型的永續塑膠顆粒（pellets），用於生產一次性餐具、咖啡膠囊、吸管、食品包裝等。Solinatra的生物基產品，可在幾週到幾個月內於自然環境或垃圾掩埋場完全生物降解，不含有毒化學添加劑，且無需複雜回收流程，碳排放比傳統塑膠更低。然而，目前 Solinatra 的產品和所有生物基的塑膠製品一樣，無法微波加熱，這可能會影響其發展。

(二) 海藻基的無塑料永續包裝材料
開發單位/廠商：美國Sway
傳統塑膠包材的主要材料源自於石油，廢棄後難以分解，整體生命週期皆造成海洋和土壤污染。美國潔淨技術新創公司Sway開發了一種基於海藻（Seaweed）的生物聚合物樹脂（Biopolymer Resin）TPSea®，可用來製造可生物降解的包裝材料，不會造成長期污染。傳統生物基塑膠通常使用玉米和甘蔗做為原料，需要大量土地、水和能源消耗，且易與糧食生產競爭。該產品以海藻為原料，能快速生長、來源豐富、環境影響低，且生長不需要農地、淡水或農藥，不會與糧食生產競爭。該公司於2023 年榮獲 TOM FORD 塑膠創新獎（Plastic Innovation Prize）。然而，萃取海藻多醣體（polysaccharides）的加工成本較高，且海藻培育易受天氣、海洋污染和病害影響，目前仍需進一步優化生產流程以降低成本，並確保其供應鏈的穩定性。

(三) 以穀殼包材取代保麗龍
開發單位/廠商：德國Proservation
發泡聚苯乙烯(Expandable Polystyrene, EPS俗稱保麗龍)等塑膠材質主要來自石化原料，對生態環境造成長久的嚴重影響。德國新創公司Proservation 研發了 名為RECOU 的穀殼包裝材料，提供可生物降解的替代品，減少塑膠污染。利用天然果殼腔體做為緩衝材料，並使用環保黏合劑，低能耗生產，減少碳排放。該技術同時解決農業廢棄物和傳統包裝材料造成的高碳排問題，可取代保麗龍，適用於電子產品、食品包裝等產業。然而，目前僅小規模生產和試驗，仍須進一步擴大市場影響力。

四、永續化學品創新案例
(一) 以生物纖維素開發個人護理用品
開發單位/廠商：丹麥Cellugy
化學工業廣泛使用石化材料作為主要原料或包裝材料，但其生產與廢棄處理對環境造成大規模污染。丹麥生物技術新創Cellugy公司開發了一種名為EcoFLEXY 的生物纖維素，作為石化產品的替代方案。該技術使用果汁作為營養來源，透過醋桿菌的Komagataeibacter rhaeticus或葡糖桿菌的Gluconobacter oxydans進行發酵，產生生物纖維素。產品可以水性懸浮液、濃縮粉末或薄膜形式供各種商業應用(如個人護理用品、化妝品、食品包裝等)，無需化學改質，生產過程不含有害溶劑，且可完全生物降解。然而，該技術尚未大規模商業化，預計2025 年才推出首款產品。

(二) 精準發酵技術生產永續棕櫚油
開發單位/廠商：英國Sun Bear Biofuture
棕櫚油因飽和脂肪含量高、成本低而被廣泛應用於食品、飲料、化妝品、藥品及各種產業，但種植棕櫚樹導致熱帶雨林砍伐與生態破壞。英國新創Sun Bear Biofuture公司開發了一種透過酵母發酵生產的棕櫚油替代品，以減少對環境的影響。該技術使用特定酵母菌株（基因優化後的菌種）發酵馬鈴薯皮、麵包廢料等食品廢棄物，生成類似精煉棕櫚油的脂肪酸。發酵產生的脂質無需再加工亦無需砍伐熱帶雨林，符合歐盟 2025 年起禁用非永續棕櫚油的新規定，可直接取代食品、化妝品產品中的棕櫚油。然而，該技術處於起步階段，仍須進一步擴大製程規模以驗證其成本效益。

1. World Economic Forum, 2023.09.14. Biotechnology: From transforming healthcare to transforming our planet. https://www.weforum.org/stories/2023/09/biotechnology-sustainable-development-goals/