按 Enter 到主內容區
:::

經濟部智慧財產局Logo

:::

EPO新研究:歐美在塑料回收及替代性塑料技術全球領先

EPO發布一項新研究指出,歐洲和美國在塑料回收(plastic recycling)及替代塑料(alternative plastics)技術方面居全球領先地位。2010年至2019年,歐洲和美國在上述產業的專利活動各占全球約30%,合計約占全球60%。歐洲各國中,德國不論是在塑料回收或生物塑料(bioplastic)技術的專利活動占比均最高(占全球8%),而法國、英國、義大利、荷蘭和比利時則因在這些領域的專業化程度高而表現出色。在生物塑料創新方面,我國工研院名列第九大學研機構國際專利家族(IPFs)申請人,亦跟上領先腳步。

亞洲方面,日本在2010年至2019年IPFs數量占比18%,遙遙領先韓國和中國大陸(各占約5%)。但上述三個國家在相關領域的專業化程度相對不足。

該研究名為「未來塑料的專利:回收、循環設計和替代來源的全球創新趨勢(Patents for tomorrow's plastics: Global innovation trends in recycling, circular design and alternative sources)」,期間為2010年至2019年,內容針對驅動塑料向循環經濟轉型的創新趨勢進行全盤分析。該報告蒐集統計上述領域國際專利家族的數量,每一個專利家族代表一項已在全球兩個以上的專利局提出專利申請之發明(即高價值之發明);目的是在為企業主和決策者提供參考指南,以期將有限的資源導向具前瞻性的技術,並對各該技術在價值鏈不同階段的相對優勢進行評估,讓對人類長期永續發展具有貢獻的創新公司和機構得到關注。

歐洲專利局局長António Campinos表示,「雖然塑膠產業對經濟至關重要,但塑料所帶來的污染正威脅著全球的生態體系。創新可以促使產業轉型朝向全面循環模式,進而有益於幫助人類應對此一挑戰。此研究對一系列具前瞻性且有助於提升塑膠製品的可再用性、可回收性及生物可分解性(biodegradability)的新科技提出了重要見解,突顯出歐洲在此領域的創新貢獻,但也強調歐洲應加強將境內的先驅研究變成發明並推向市場,未來在這方面還有許多尚待努力之處。」

化學及生物回收方法相關專利領先

在所有將塑膠廢棄物轉換為新產品的解決方法中,物理性回收(mechanical recycling),是目前最簡單也最常被使用的方法,在2010年至2019年,約有4千500個國際專利家族。但常常被關注的是在經過消費後回收的塑膠廢棄物有品質下降的議題。2010年至2019年,化學及生物回收(chemical and biological recycling)方法則產出超過9千個國際專利家族,是物理回收技術申請數量的兩倍。標準化學方法如裂解(cracking)和熱裂解(pyrolysis)的專利申請已在2014年達到頂峰,但新興科技,例如利用活性有機體的生物分解技術(約1,500個IPFs)或「塑料到單體(plastic-to-monomer)」的回收技術(約2,300個IPFs),現在則提供了新的分解聚合物並生產新塑料(virgin-like plastics)的可能性。相同地,新興的「塑料到堆肥(plastic-to-compost)」回收技術雖僅有相對少量專利家族數,卻是利用活性生物將塑料分解成堆肥前途看好的技術。


潛能尚待開發的歐洲大學研究成果商品化

此研究也發現,在化學及生物回收領域,上游基礎研究的重要性遠高於其他塑料回收技術領域,有近20%的化學及生物回收技術發明是來自大學和公立研究機構(如下圖:2010年至2019年,塑料回收技術的基礎研究)。另依這些學研機構所在的地理位置進行統計,歐洲和美國明顯領先其他國家或地區,學研機構的IPFs數量占比,均達29%。研究亦顯示,歐洲是全球僅有的在該領域上游基礎研究IPFs的占比(29%)大於其在該領域所有IPFs占比(26%)的大型創新中心。相反地,美國和日本在該領域上游基礎研究IPFs的占比(各為29%和11%)則小於兩國在該領域所有IPFs的占比(各為36%和17%)。


歐洲雖然在化學及生物回收技術的基礎研究特別投入,但在將技術轉移至產業界方面,則有未充分利用且尚待開發的潛能。以新創企業(Start-ups)及邁向規模化企業(Scale-ups)所產出的IPFs數量分析,在2010年至2019年的十年中,歐洲和美國在該領域的IPFs數量雖然同比例成長,但美國的Start-ups及Scale-ups所產出的IPFs數量,卻是歐洲的4倍(美國338個;歐洲84個)。

 

醫療保健、化妝品/清潔劑行業引領生物塑料創新

生物基及/或生物分解塑料在促進循環經濟及減少碳排放方面極具潛能。1980年末,生物塑料領域的專利活動開始蓬勃發展,與傳統塑料技術遵循相同成長趨勢。

該研究也發現,在生物塑料領域的發明,雖然醫療保健(healthcare)行業占歐洲塑料總需求不到3%,但專利活動的數量在各行業中是目前最多的(2010年至2019 年超過1萬9,000個IPFs)。化妝品/清潔劑行業,則是在生物塑料的創新活動比例(滲透率)最大。在化妝品/清潔劑行業,生物塑料IPFs數量與傳統塑料IPFs數量的比例約1:3(滲透率32%);在醫療保健行業,生物塑料IPFs數量與傳統塑料IPFs數量比例約1:5(滲透率19%)。包裝、電子產品及紡織品等行業對生物塑料創新也是重要貢獻者,IPFs數量各為6,407個、4,511個及3,310個。農業部門也顯示較高的滲透率,達10%,2020年在生物塑料的IPFs相較2019年成長2.5倍。


快速興起的替代塑料創新技術

自1990年代初期,塑料設計朝向容易回收再利用的潮流興起,且迅速成長。該研究指出,易於回收再利用的新塑料設計,未來將具有巨大潛力,替代塑料是近年來呈指數發展的領域,自2010年以來年均成長率達10%。這些技術在航太、營建、運輸、風力渦輪機和微電子領域具有潛在的應用商機。此領域的專利數量快速成長是由「動態共價鍵(dynamic covalent bonding,DCB)」的創新發展所驅動,這是一種使用可自修復的耐用塑料材料的新穎設計方法。

日本在使用「動態共價鍵」的技術方面居於全球領先地位,從2010年到2019年相關的IPFs占比達49%;美國則緊隨其後,占比24%,而歐洲國家僅占17%。 然而,大多數來自大學和公立研究機構的IPFs則是源於歐美地區的研究機構(各占40%和30%),而日本的學研機構僅占7%。


生物塑料創新:我國工研院列為全球第九大學研機構申請人

全球前十大生物塑料的學研機構申請人,有美國加州大學、法國國家科學研究中心(CNRS)、美國麻省理工學院(MIT)、韓國科學技術院(KAIST)、美國德州大學、德國弗勞恩霍夫協會、新加坡科技研究局(A*STAR)、我國工研院(ITRI)及美國約翰霍普金斯大學。我國工研院列為全球第九大。

 

  • 發布日期 : 110-11-05
  • 更新日期 : 110-11-05
  • 發布單位 : 資料服務組
  • 瀏覽人次 : 248

訂閱電子報

每月寄送一次,提供我國智財權發展與新知 讓您完整掌握IP最新動態、國際趨勢

回頁首