塑膠已成為現代生活不可或缺的一部分，但隨著塑膠廢棄物造成的汙染越來越嚴重，對生態系統和人類健康構成了重大挑戰，如何解決塑膠廢棄物的問題也日益受到重視，過去三十年間，塑膠廢棄物回收再利用的發明大幅增長，有助推動循環經濟的發展。

歐洲專利局（EPO）最新技術洞察《塑膠轉型: 塑膠廢棄物管理技術》報告（下稱本報告）中，揭示與聯合國永續發展目標（SDGs）密切相關的最新技術趨勢，本報告以塑膠廢棄物管理相關的12,924項獨特發明為基礎，包含廢棄物回收（Waste Recovery）（分離和淨化）和廢棄物再利用（Waste Recycling）（轉化為新材料）兩大核心技術領域，探討過去五十年來該領域的技術發展趨勢，同時深入分析該領域主要申請人、新創公司及大學機構的專利活動，以及全球創新分布情形。

專利申請活動激增

塑膠廢棄物管理的創新速度已超越其他技術領域，1990年至2023年間，相關專利申請成長了18倍，自2015年申請量顯著增加，並在2020年代呈現爆發性成長。（如圖1)

圖1塑膠廢棄物管理與所有技術領域的國際專利家族（IPFs）標準化趨勢（以1990年為基準)

(來源: EPO report-Plastics in transition:Technologies for plastics waste management)

在德國、法國、義大利和英國的帶動下，歐洲在塑膠廢棄物管理創新方面持續領先，過去三十年間相關專利申請活動占所有IPFs的44%，亞洲（27%）也穩定推動該領域的成長，目前已與北美（25%）並駕齊驅。（如圖2)

歐洲在水體塑膠清除（例如:收集和分類海洋等漂浮廢棄物的拖網系統、收集微塑膠的船舶間數位互連系統等）和人工智慧（AI）輔助分類（例如:AI應用於廢棄物識別及分類等）二方面的發明也處於領先地位，這兩個領域是永續發展和提升競爭力的關鍵技術。

圖2 1990年至2023年塑膠廢棄物管理相關IPFs的全球分布趨勢

（註:資料集僅包含具有歐洲專利（EP）和/或世界智慧財產權組織專利（WO）的IPFs，以提供完整的發明人國家資訊)

(來源: EPO report-Plastics in transition:Technologies for plastics waste management)

申請者來自各行各業

塑膠廢棄物回收及廢棄物再利用二領域排名前20大的申請人中分別有10家及8家企業來自歐洲，其中有3家為純塑膠公司，包括回收領域的挪威Tomra，以及再利用領域的德國Erema和法國Carbios；我國南亞塑膠以排序第19入榜再利用領域。整體而言，全球這些領域的頂尖申請人中約有一半從事化工或輪胎產業，另有一部分申請人則來自包裝、汽車、電子、印刷或消費性產品等產業。(如下表)

表 塑膠廢棄物再利用技術領域前20大申請人（IPFs，1990-2023年)

數據也顯示2010年至2023年間，共有來自歐洲各地的82家新創公司（215件）和63所大學（91件）提交歐洲專利申請，在2015年後數量急劇增加。新創公司排名中，英國位居榜首，其次是法國、德國和瑞典；而該領域專利申請量最多的大學則以法國和德國為主。

新創公司大約80%的發明和大學三分之二的發明都聚焦在廢棄物再利用技術，特別是基於化學分解、熱解或酵素解聚等先進技術；而廢棄物清除技術的申請數量減少，特別是在新創公司中，凸顯其面臨技術與經濟上的挑戰。

案例研究

• 案例一：可回收物品的智慧辨識:AI融入循環價值鏈

隨著廢棄物量持續增加，對永續解決方案的需求日益成長，新一代創新者將AI視為塑膠循環價值鏈各個階段的重要工具，透過優化材料選擇、提升廢棄物分類的準確性，以及實現再利用設施的預測性維護，AI能大幅提升廢棄物轉化為可再利用原料過程中的效率。例如，機器學習演算法可以準確識別和分類塑膠垃圾，確保更高品質的回收產出並減少污染。

EPO青年發明人獎得主Victor Dewulf和Peter Hedley，於2019年創立新創公司Recycleye，透過核心技術「Recycleye Vision系統」運用電腦視覺AI，在複雜、真實環境中提升廢棄物材料的辨識能力，不同於傳統系統常受限於破碎、污染或重疊的物件難以辨識，Recycleye的技術運用數百萬張電腦生成廢棄物影像自訂演算法進行訓練，以提升辨識準確率。

此系統安裝於輸送帶上方，可拍攝每件廢棄物的細節影像進行資料處理，此外，該公司亦開發「Recycleye Robotics」，在營運中引進輕量型分類機器手臂，更有效地完成材料分類，進而提升再利用效率與材料價值。

這些創新顯示，AI及機器人等技術，可以促進更有效率的落實廢棄物管理，從而促進循環經濟的轉型。

• 案例二：重塑瓶子的基因－從PET到PEF，從實驗室走向市場

​全球最常使用的聚酯纖維—PET（聚乙烯對苯二甲酸酯）是從化石化學物質中提煉，然而，如今PEF（聚呋喃二甲酸乙二酯）展現極有潛力取代PET之生質聚酯材料（從袋子到瓶子），甚至可能成為鋁或玻璃等非塑膠材料的替代品。

這項替代性突破技術的發明人Gert-Jan Gruter，其顛覆性綠色製程，利用甲醇取代水，將植物糖轉化為呋喃二甲酸（FDCA），這些FDCA單體可用於低成本大規模生產PEF。

PEF在瓶裝和包裝領域方面具顯著優勢：

• 容器阻氧性比PET高十倍，能有效延長飲品保鮮期
• 保留二氧化碳能力比PET高五倍，對於保存碳酸飲料、啤酒和氣泡水的品質至關重要
• 更強韌耐用，製造相同規格的瓶子所需的材料較少，得以減輕運輸的重量和減少廢棄物
• 生產耗能較少，且具有較小的碳足跡，符合現代永續發展理念

Gruter將大規模生產與商業化PEF，期以此項突破性技術的創新，徹底改變塑膠製程，引入一種完全可回收、來自植物的聚合物，使其更加環保並減少對化石燃料的依賴。

推動循環經濟

面對日益嚴峻的塑膠汙染問題，全球正積極尋求永續解決方案，從AI智慧辨識到以植物原料製成的綠色新材料PEF，皆展現出運用創新技術推動循環經濟的潛力。本報告不僅反映該領域專利申請的快速成長，更凸顯出跨界合作與創新已成為推動塑膠廢棄物管理轉型的關鍵，未來有望實現更綠色、永續的塑膠產業生態系。

• 發布日期 : 114-06-04
• 更新日期 : 114-06-04
• 發布單位 : 國際及法律事務室
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