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推動製藥產業永續發展之成長機會與商業模式 Growth Opportunities and Business Models Driving Sustainability in Pharmaceuticals Industry
2024/01
Frost & Sullivan
www.frost.com
ㄧ、製藥價值鏈永續性介紹與市場動態
全球暖化正在衝擊地球生態環境與人類社會,如異常氣候影響糧食產率、過長的旱季或雨季、年均溫逐年上升等。製藥業關係著人類健康,一直以來都是各國的重點發展產業。為了永續發展,ESG、減碳及循環利用將是製藥產業未來發展的核心理念。本文將主要討論製藥業產業研發、製造到包裝與銷售三大領域的未來永續發展項目。研發層面的永續策略主要把重點放在資源節約的研發工具開發;改使用製作過程碳排低、低污染、較節省能源與資源的試劑與藥品等。製造層面主要將推動的永續策略包含製造流程的碳排量管控;再生能源與綠色材料的使用,包含與同樣推動ESG的供應商合作等;此外減少廢棄物排放、節約能源與循環用水等也是推動永續製造的策略之一。包裝與銷售層面的永續發展策略主要聚焦在改而使用可回收材料的包裝材料;推動售後藥品廢棄與回收管理方法;與推動減少碳排的綠色運輸公司合作等。

推動永續製藥業市場發展的因素包含:國際上永續發展法規的制定,如歐洲綠色綱要等;技術上的進步,如人工智慧、物流網及監控分析技術等;正面的企業形象需求,如消費者與投資公司會依據公司的永續發展推動政策評估是否繼續投資或購買等。市場發展的阻力有成本效益的平衡,以及特定藥物的研製與生產複雜性高,如基因療法所需的藥物,不易以不銹鋼發酵槽等傳統上可大量製造的方式生產,因此改向以一次性塑料的耗材完成製作流程。此外,目前仍缺乏公認的 ESG 評估指標也是推動永續製藥的困難點之一。

二、產品-永續研發
目前永續製藥業在產品研發領域的發展主要有四大方向,分別為在臨床上推動減少動物實驗,轉而人工智慧模擬技術取代藥物試驗階段的動物犧牲;推動智慧能源的使用,進而降低碳排;綠色實驗技術與試劑的研發,如以人工智慧優化實驗流程及減少有毒副產物的生成等;以可生物降解材料來製成實驗耗材;或以可重複使用的實驗器材來進行實驗等。未來永續製藥研發的發展趨勢主要將聚焦在使用天然無毒的原料或產品、綠色技術、再生能源與維持實驗室運作符合永續發展目標等。

未來藥物永續研發之重點發展項目為以天然萃取物,如植物、海洋與微生物萃取物來進行藥物研發,目前主要為抗癌與抗炎藥物的研發。另一項重要的發展項目為透過人工智慧進行藥物化學特性、毒性、藥效等特性的研發。除了針對新藥的相關特性分析,人工智慧與高通量實驗還可應用於藥物合成實驗設計、細胞環境模擬及新藥研發,利用人工智慧技術高通量分析天然藥物的各項數據,可加速藥物研發的進程與效率,加速天然萃取物研發上市的過程。此外,發展非動物性生物製藥研發平台亦是業者關注的焦點。抗體為重要的疾病預防與治療所需的藥劑,然而抗體的製作耗時頗長,且需要有大量動物實驗,然而近期已可由單一細胞株生產單株抗體,為此將可解決抗體製造的動物犧牲問題,且相對動物製造的抗體更可大量供應。

三、流程-永續製造
永續製藥業的製造流程發展方向主要著重於製造流程的優化,藉以減少能源源消耗、提升水資源的利用效率、減少溫室氣體與廢棄物與有害物質排放。製程優化主要可包含三大項目,其一為碳排減少與生產效率增加;第二為廢棄物與水的回收再利用,如回收溶劑、再生水等,目前的討論度皆持續增加;第三為 ESG 平估指標的建立。未來永續製藥業的製程發展趨勢主要也將持續圍繞在製程效率優化與碳排成本平衡、再生能源的使用、製程廢棄物與廢棄水的回收再利用、智慧過程與數位孿生的應用等。

人工智慧為此領域之永續發展之重要技術。透過人工智慧檢測自動化過程中的能量過多,並提升流程效率與減少溫室氣體排放等。目前默克、強生等眾多大牌製藥公司都已投入研發,將人工智慧應用在生產自動化等。葛蘭素史克(GSK)在德國的製藥廠已成功將人工智慧應用在自動化生產,為該廠的生產速度提高了21 %,並縮短了停機時間,提升了設備效率。減少廢棄物與節約水資源亦是相關業者關注的技術項目。在節約水資源利用的部分,除了廢棄水回收再利用,未來製程所需的注射用水亦將從傳統的多效蒸餾法製造,改而以更節能的機械式蒸氣壓縮技術製造。此外,處理製藥廢棄溶劑與廢水過程中產生的沼氣亦可再回收提供作為工業發電使用。

四、合作夥伴-永續包裝與銷售
除了上述的研發與製造流程,包裝與銷售為永續製藥業發展的第三大項重點領域。 包裝材料與藥品運輸為主要改善的部分。目前已有許多製藥公司選用較環保的包裝材料,如使用生物可降解材質或是改用再生塑膠作為包裝材料。在藥品運輸部分,製藥公司正逐漸使用再生能源為冷鏈運輸提供所需的電力,以減少碳排。除此之外,採用電動車、自動駕駛汽車也是節能的新選擇。此外,為減少未售出或報廢藥丟棄造成環境污染等現象,許多製藥公司亦提出藥品回收方案,並結合低碳排運輸回收藥品,藉以減少製藥業對環境的傷害。此外,結合人工智慧製技術評估包裝材料整個過程對環境的影響、運輸過程的路線優化、品質控管與追踪也是實踐永續包裝與銷售的策略之一。與相關機構或政府組織合作亦可為選擇永續製藥的轉型創造更多正向回饋,藉以提升轉型的成功機率。未來此領域之發展趨勢仍持續聚焦在包裝與運輸,包含環保材質的選擇、透過包裝設計進步,以最低的包裝材料完成包裝所需、運輸過程的節能路線設計等。

具潛力之永續發展方案或技術包含:相較於硬質包裝,採用軟塑膠包裝可減少化石燃料的使用,並減少固體廢物;通過人工智慧與模擬技術優化包裝和運輸流程達到減碳目的;在包裝上加入智慧傳感器或電子紙顯示器來幫助藥品出廠後的去向追踪等已可防止假藥流通造成的損失與對環境的傷害。

五、代表性案例
(一) 嬌生
嬌生為2022年全球製藥業收益第二高的製藥業,也是推行永續製藥的先驅廠商。其在75年前提出的公司發展核心概念已將永續發展概念納入,包含對環境及人文社會的關注。在減少碳排方面,嬌生主要聚焦在能源使用、運輸交通及物流、廢棄物處理、商務旅行與員工通勤等過程的減排,並且與多家製藥公司與相關業者合作,推動低碳及永續生產,目標是希望在2030 年減少公司本身生產製造過程與購買能源,如電力等之相關碳排與2016年相比減少60 %、相關供應商與製造參與人員在生產過程產生的碳排較2016年少20%。 此外,嬌生也關注社會永續性。

(二) 默克
默克為全球知名的製藥公司,其減碳目標:希望能在2040年達到碳中和的目的,並將產業活動的溫室氣體排放量減少至2030年的50%,並且使用80%的再生能源電力。默克針對永續製藥的發展方針包含:使用環保能源、產品運輸過程採用綠色冷鏈、研發高通量實驗與人工智慧技術應用。默克以對環境較友善的綠色冷鏈取代原有的冷鏈物流,成功減少不易循環再利用的發泡聚苯乙烯廢料的產生。同時,默克亦有簽署風能購電協議,藉以提升環保能源的使用。
張淨涵
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