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免費材料碳足跡計算器:數分鐘篩選塑膠、生質塑膠與複合材料

如今每一個材料決策,都是碳決策。採購要求「低碳」版本的零件,品牌方想要可堆肥的選項,客戶要求證明換料真的能減少排放。但多數時候,誠實的答案只能是聳聳肩:真正的數字藏在昂貴的生命週期評估裡,而那需要好幾週才委託得出來。

錯誤的決策往往就發生在這個空缺裡。一個材料因為是生質基就被稱為「更環保」,儘管密度更高的樹脂在同一件成品上可能背負更高的足跡。一個「可堆肥」的聲明被貼在含有不可堆肥補強材的配方上。團隊花了三個月開發樣品,卻沒有人先確認它是否真的比原本的塑膠更低碳。

Biomera 碳足跡計算器就是為了填補這個空缺而生。它是一款免費的材料碳足跡計算器:輸入配方,立即看到搖籃到大門的碳足跡、與您想取代的塑膠的比較,以及在生質基含量、堆肥適性與食品接觸適性上的位置。它不會給您一份認證 LCA。它給您的是此階段最有用的東西:一個站得住腳的判斷,告訴您哪些配方值得投入實驗室時間。

材料碳足跡計算器能做什麼

計算器估算配方的搖籃到大門碳足跡:從原料開採到材料出廠為止的溫室氣體排放,以每公斤材料的二氧化碳當量公斤數(kg CO₂e/kg)表示。

Screening result: a biocomposite at 1.38 kg CO2e/kg, 27 percent lower than virgin PP

您用混煉師實際思考的方式描述材料:一份由成分與其質量百分比組成的配方。工具依各成分的比例加權其排放係數、加總,並回傳單一的篩選數值與不確定範圍。接著再與傳統基準(原生 PP、PET、ABS,或您自行輸入的數值)比較,讓這個數字帶著可據以行動的脈絡呈現。

每個數字如何得出,您都看得到:方法、係數,以及每項材料的資料品質等級。工具也在每個畫面上明確說明自身的限制。

可以篩選哪些材料與配方?

計算器涵蓋材料開發者實際使用的完整範圍,不限單一族群。您可以在以下類別間建立並比較配方:

  • 傳統(化石)聚合物:PP、PE、PET、PS、ABS、PC,可作為基準或成分。
  • 生質基聚合物:bio-PE、bio-PET、bio-PA 及生質基工程樹脂。
  • 可堆肥聚酯:PLA、PBS、PBAT、PHA。
  • 生質填料:蔗渣、麥稈、木粉及其他農業殘料。
  • 天然纖維:亞麻、大麻及其他植物補強材。
  • 礦物填料:碳酸鈣、滑石。
  • 玻璃與技術補強材
  • 再生料(物理回收等級)。
  • 添加劑與母粒(少量成分)。

因為以配方組成為基礎,工具能原生處理生質複合材料與複合材料:基材加填料、纖維與添加劑,本質上就是一份配方。這正是它適用於 Biomera 日常開發材料的原因,也就是以升級再造生質原料製成的高性能生質複合材料母粒,同時也可用來與它們所要取代的塑膠進行對標。

計算如何運作

核心公式刻意保持簡單,且完全公開:

材料足跡 = Σ(成分比例 ÷ 100 × 成分 GWP 係數)

每項成分帶有一個全球暖化潛勢(GWP100)係數,單位為 kg CO₂e/kg,取自經校核的篩選資料集。工具將各係數乘上該成分的質量分率後加總。在中心值周圍,還帶有一個高低範圍:以較粗略資料建立的配方,會明顯呈現比以供應商聲明建立的配方更大的不確定性。

以上就是快速篩選的全部。專家版則進一步疊加取決於「如何製造、在哪裡製造」的足跡項目:

  • 加工能耗:依生產國電網的碳強度計算(以法國這類低碳電網生產,與以燃煤為主的電網差異極大)。
  • 運輸:依距離與方式(卡車、鐵路、船運、空運)。
  • 廢品率上調:因為報廢的材料同樣帶有已投入的排放。
  • 生命週期終端指標:嚴格另列顯示,絕不併入搖籃到大門的數值。

為什麼生物碳要另列顯示

植物生長時吸收 CO₂,因此生質基材料可能封存生物碳。計算器將這部分封存的碳另行呈現,而不是悄悄從足跡中扣除。這讓主要數字保持誠實,也避免了碳數字最常見的灌水方式。這同時也是為什麼工具不會意外顯示出所謂的「碳負」材料:碳封存是獨立的屬性,放在自己的軸上。

兩種使用方式:快速篩選與專家版

Expert mode project setup: application, target market and production-country grid

快速篩選對所有人開放,免登入。輸入配方、選擇基準、讀取結果。它為初步估算而生:快到可以在午餐前跑完十個配方構想,只留下值得繼續的兩個。

專家版需存取碼,供材料開發者使用,開放給 Biomera 團隊與授權夥伴。它加入專案設定、逐成分的資料品質與覆寫、依國家電網的加工能耗、運輸路段、生命週期終端情境、堆肥與食品接觸適性規則、改善建議,以及可列印的 PDF 報告。

兩種模式共用同一個透明引擎與同一份資料集。專家版只是開放了更多可調整的槓桿。

結果告訴您什麼

一份篩選結果不只是一個數字。對任何配方,您都會得到:

  • 搖籃到大門足跡:kg CO₂e/kg,並附不確定範圍。
  • 與基準的比較:相對於現行塑膠高出或低於的百分比。
  • 等體積比較:因為零件是以體積而非質量製造。密度較高的材料,同一零件需要更多公斤數;因此每公斤勝出的配方,換算到每件產品可能只是打平。工具同時顯示兩者,讓您不會被密度誤導。
  • 生質基與非化石含量(百分比)。
  • 堆肥適性(篩選,非認證):只要有一項不可堆肥成分,就會阻斷可堆肥聲明,工具會直接指出。
  • 食品接觸適性(篩選,非核可):標示遷移與文件風險。
  • 永續性概覽雷達圖:五個軸,全部以「數值越高越好」計分:低碳、生質基、堆肥、食品接觸、碳封存。
Sustainability profile radar: low-carbon, bio-based, compost, food-contact, carbon storage

實際範例

以一個可堆肥餐具類型的配方,對比三種常見的現行材料,工具會回傳如下結果:

材料碳足跡(kg CO₂e/kg)相較本配方
65% PLA / 10% PBS / 25% 蔗渣1.38基準配方
原生 PP1.90高 27%
原生 PET2.70高 49%
ABS3.80高 64%

一眼可見,這個生質複合配方每公斤約比原生 PP 低碳 27%。專家版接著會加入加工與運輸、依密度檢查每件產品的比較,並提示只要不引入不可堆肥的添加劑,這個配方就在工業堆肥適性的正軌上。這是一個下午就能做出的判斷,而不必等上一個月的完整 LCA。

(數值為示意性的篩選值,僅供說明。)

Carbon footprint comparison: a biocomposite at 1.38 vs virgin PP, HDPE, PET, PS and ABS

篩選工具,而非認證 LCA

這一點值得直說,因為它正是讓工具保持誠實的關鍵。計算器是一個篩選工具:為內部材料開發提供快速、指向性的估算。它不是

  • 認證的生命週期評估(ISO 14040/14044),
  • 環境產品聲明(EN 15804),
  • 堆肥認證(EN 13432 或家庭堆肥標章,皆須對最終製品進行測試),
  • 食品接觸核可(EU 10/2011、FDA,皆須供應商聲明與遷移測試)。

篩選結果用於決定要開發與測試哪些選項。未經完整且經驗證的 LCA,不得用於廣告、產品包裝或任何對外的環境聲明。工具的設計是讓這條界線清楚可見,而非模糊它,而這正是它的數字能在嚴謹開發流程中被使用的原因。

資料從何而來

Material screening dataset with carbon factors, ranges, bio-based percentage and data-quality grades

係數彙整自公開來源:PlasticsEurope 生態剖析、供應商 EPD、Idemat 資料集(台夫特理工)、nova-Institut 纖維研究,以及同儕審查文獻。不重製任何授權或受限資料庫的數值(例如 ecoinvent 或 Sphera)。每項材料都帶有資料品質等級,從「供應商驗證」到「粗略估算」,讓您隨時知道一個數字能承載多少份量。

適合誰使用

  • 材料開發者與混煉廠:在進實驗室前先篩選配方構想。
  • 包裝團隊與品牌方:確認換料是否真的降低碳排。
  • 永續與研發主管:在委託完整 LCA 之前,先做一次快速且透明的初篩。
  • 顧問:為低碳材料建立早期的商業論證。

常見問題

這個碳足跡計算器真的免費嗎?
是的。快速篩選完全免費,不需登入或註冊帳號,您可以無限次篩選與比較配方。專家版則以存取碼保護,供 Biomera 團隊與授權夥伴使用。

什麼是「搖籃到大門」碳足跡?
指從原料開採到材料出廠為止的溫室氣體排放,以 kg CO₂e/kg 表示。它不包含使用階段與生命週期終端,而這正是在開發階段比較不同材料時最合適的範疇。

我可以計算哪些材料?
化石聚合物(PP、PE、PET、PS、ABS、PC)、生質基聚合物、可堆肥聚酯(PLA、PBS、PBAT、PHA)、生質填料(蔗渣、麥稈、木粉)、天然纖維(亞麻、大麻)、礦物填料、玻璃補強材、再生料與添加劑。由於以配方組成為基礎,它可直接處理複合材料與生質複合材料。

準確度如何?這是認證 LCA 嗎?
它是篩選工具,不是認證 LCA。它提供具指向性且透明的估算,每個係數都附不確定範圍與資料品質等級。請用它決定要開發與測試哪些選項,再於任何對外聲明前委託完整的 ISO 14040/14044 生命週期評估。

我可以把生質塑膠與傳統塑膠相比嗎,例如 PLA 對 PP?
可以,這正是核心用途。輸入您的替代配方,選擇現行塑膠作為基準,工具就會以百分比顯示差異,並同時提供每公斤與等體積兩種基準。

工具會顯示堆肥性與食品接觸適性嗎?
它顯示兩者的「適性篩選」,而非認證或核可。例如,當某個不可堆肥成分阻斷可堆肥聲明,或某個配方需要供應商文件才能用於食品接觸時,它都會標示出來。最終聲明一律需要對最終製品進行測試。

材料有可能是碳負的嗎?
生物碳(植物生長時吸收的 CO₂)可封存於生質基材料中,工具會將這部分封存的碳作為獨立屬性另行顯示。預設不會將其從足跡中扣除,因為真正的「碳負」聲明必須以該特定產品的完整、經驗證 LCA 為依據。

生產國家會改變結果嗎?
在專家版中會。加工能耗依生產國電網的碳強度計算,因此同一材料在低碳電網或燃煤電網生產,足跡會不同。

結果可以用於行銷或產品包裝嗎?
不行。篩選結果僅供內部開發決策使用。任何對外的環境聲明都需要完整且經驗證的 LCA、供應商聲明,並在必要時進行堆肥與遷移測試。

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別再猜哪個配方比較低碳。輸入您的配方,一分鐘內就能看到搖籃到大門的足跡、與原生塑膠的比較,以及生質基與堆肥適性的全貌。免費,免登入。