隨處可見的鋼鐵工程都存在著鏽蝕風險,鋅主要用於防止鋼材鏽蝕。金屬鋅和鐵皆是地球上珍貴的有限資源,具有無限循環再利用的特質,妥善處理,廢鐵也能「鑫鑫向榮」。本文介紹的「熱浸鍍鋅」製程是可以解決環境問題、促成永續循環經濟發展的明日之「鋅」。熱浸鍍鋅技術優劣直接關係到能源使用的多寡,全球企業當前共同努力的目標正是持續創新、不斷優化製程來降低碳排,德國就有一家百年企業專攻這項技術,不遺餘力地提高資源使用效率。
鋼鐵於工業及民生上有廣大用途,最大缺點為容易與空氣中的氧結合,而產生鏽蝕。熱浸鍍鋅(Hot Dip Galvanizing)是一項有效且符合循環經濟精神的工序,這項製程將潔淨鋼浸入熔融的鋅液中「洗三溫暖」,鐵和鋅產生冶金反應,形成一層層的鋅鐵合金層,保護鋼鐵防鏽蝕,其耐用年限長、經濟效益高、週期成本低及環境衝擊少等特點,可延長鋼鐵製品使用年限超過半個世紀[1]。熱浸鍍鋅防鏽蝕的原理有兩個,一為覆蓋隔絕,鋅層本可隔絕鋼材與外界接觸,進而防止鏽蝕。其二為替代腐蝕原理,鋅原子活性較鐵原子高,可先氧化形成氧化鋅保護層,自我犧牲來防止鋼材鏽蝕[2]。全球2023年鋅產量約為1380萬噸[3],2022年的數據顯示,全球有6成的鋅皆用於熱浸鍍鋅製程[4]。可以說是有鋼鐵的地方,就有熱浸鍍鋅。
德國中型家族企業ZinQ GmbH & Co. KG公司於1889年成立,專門做熱浸鍍鋅及鍍塗面鋼品,延長鋼鐵使用年限,從中創造經濟效益。該公司在5個國家擁有50個據點、2000名員工,年度銷售額超過3億歐元。ZINQ公司每年處理的鋼材超過65萬噸,所需要使用的能源非常可觀[5]。該公司執行長包姆故特(Lars Baumgürtel)表示,所有的生產設施,每年需要超過1億度天然氣[6]。意識到企業對環境的巨大衝擊,ZinQ全速奔赴往全方位永續、氣候正效益的商業模型,也致力於讓整個價值鏈都符合循環經濟原則。該公司在2013年通過「搖籃到搖籃認證」(Cradle to Cradle Certified®)[7],這意味著產品完全可回收再利用。搖籃到搖籃認證備受國際認可,是循環經濟的產品認證,簡稱為C2C認證,鼓勵企業從產品設計階段就著眼於如何讓產品在整個生命週期,都對人類和自然環境帶來正面影響。抱持著永續精神,該公司力求不斷革新,欲求使用更少的能源、不同種類的能源、更長的材料生命週期,並追求百分之百回收率。
「熱浸鍍鋅」有效率地使用資源,可大幅度地降低碳排。以熱浸鍍鋅製程延長公共建設使用年限,能收到減省勞力、減少政府公共工程支出,及維護公共安全之效。先進國家廣泛使用熱浸鍍鋅這項技術,力求為後代子孫留下更為永續的環境。台灣四面環海,地處高溫高濕亞熱帶,海洋島嶼型氣候受到暖濕氣流和洋流影響,鏽蝕問題較其他國家更為嚴重,熱浸鍍鋅是台灣亟需採行的工序,奔赴往這個「鋅」的循環,台灣勢在必行。
[1] Galvanizers Association. What is hot dip galvanizing? https://galvanizing.org.uk/hot-dip-galvanizing/
(accessed 18 April 2024).
(accessed 18 April 2024).
[2] 中貿國際股份有限公司(CSGT). 熱浸鍍鋅. https://www.csgt.com.tw/?page_id=1518 (accessed 18 April 2024).
[3] Statista. Weltweite Produktion von Zink in den Jahren 2004 bis 2023. https://de.statista.com/statistik/daten/studie/38028/umfrage/produktion-von-zinkmetall-weltweit-seit-2004/ (accessed 18 April 2024).
[4] Government of Canada. Zinc facts. https://natural-resources.canada.ca/our-natural-resources/minerals-mining/mining-data-statistics-and-analysis/minerals-metals-facts/zinc-facts/20534 (accessed 18 April 2024).
[5] NRW.innovative. ZINQ GmbH Co. KG – Away from gas and primary raw materials. https://nrwinnovativ.de/en/innovation-showcase/zinq-away-from-gas-and-primary-raw-materials/ (accessed 22 April 2024).
[6] A4–Das DIN-Magazin. Zink zirkulär. https://din-magazin.de/nachhaltigkeit/circular-economy/zink-kreislaufwirtschaft-zinq/ (accessed 18 April 2024).
[7] Cradle to Cradle Products Innovation Institute Inc.. Cradle to Cradle Certified®. https://c2ccertified.org/the-standard (accessed 22 April 2024).