112 年 國立臺灣大學環境工程研究所規劃與管理組《環境規劃與管理》

本題主要在探討能源結構的決策考量，以及如何建構一個理想的能源結構。

理想的能源結構應綜合考量經濟、環境、社會、安全等多面向因素，並非單一因素的極大化。其決策過程可從以下幾個層面進行說明：

1. 確立決策目標與原則：

   • 經濟可行性： 能源成本應具備競爭力，並能支持國家經濟發展。
   • 環境永續性： 盡量減少溫室氣體排放、空氣污染、廢棄物產生等對環境的衝擊，符合氣候變遷調適與減緩目標。
   • 能源安全： 確保能源供應的穩定性與自主性，降低對進口能源的依賴，並能應對潛在的供應中斷風險。
   • 社會公平性： 考量能源分配的公平性，確保弱勢族群的能源取得無虞，並減輕對特定社群的負面影響（如環境不公）。
   • 技術可行性與前瞻性： 考量現有與未來發展的能源技術，包括再生能源、核能、化石燃料的轉換技術等。

2. 評估現有能源結構與潛在選項：

   • 現況分析： 盤點國家目前的能源生產、消費結構，包括各種能源的比例、成本、環境影響、供應來源等。
   • 選項評估： 針對各種可能的能源選項（如太陽能、風力、水力、地熱、生質能、核能、天然氣、煤炭、石油等）進行技術、經濟、環境、安全、社會等面向的詳細評估。這通常需要借助能源模型、生命週期評估 (LCA)、外部成本分析等工具。

本題旨在探討建築產業的環境衝擊、減緩對策及其效益評估方法。

一、建築產業的環境衝擊

建築產業從原料取得、生產製造、施工建造、建物使用到最終拆除，在其生命週期各階段都可能對環境造成顯著衝擊：

1. 資源消耗：

   • 建材生產： 鋼鐵、水泥、磚塊、木材等建材的生產過程消耗大量能源（尤其是化石燃料），並產生溫室氣體排放、空氣污染、水污染及土壤破壞。例如，水泥生產是全球主要的二氧化碳排放源之一。
   • 水資源： 建築施工與營運階段（如清潔、灌溉、衛浴）需要大量水資源。
   • 土地資源： 建築開發需要占用大量土地，可能導致棲地破壞、生物多樣性喪失。

2. 能源消耗與溫室氣體排放：

   • 施工階段： 重型機具運作、材料運輸等消耗大量能源。
   • 營運階段： 建築物的照明、空調、通風、加熱、通訊設備等使用大量電力，尤其是在使用階段的能源消耗佔建築物生命週期總能耗的絕大部分（約 70-80%）。這直接導致大量的溫室氣體排放，是氣候變遷的主要貢獻者之一。
   • 廢棄物產生： 施工過程中的營建廢棄物（如混凝土塊、磚塊、木材、金屬）及建築物生命週期結束後的拆除廢棄物，若處理不當，會對環境造成污染，並浪費寶貴資源。

3. 污染排放：

   • 空氣污染： 建材生產、施工揚塵、營建機具排放、建材中揮發性有機化合物 (VOCs) 的釋放，都會造成空氣品質惡化。
   • 水污染： 施工廢水、建材滲出物若未妥善處理，可能污染地表水與地下水。
   • 噪音污染： 施工過程中的噪音影響周遭環境與居民。

4. 生態系統影響：

   • 開發建設可能破壞原有生態棲地，影響野生動物的生存。
   • 建築物本身（如玻璃帷幕）可能對鳥類造成碰撞傷害。

二、降低環境衝擊的可能方案

針對上述衝擊，可提出以下減緩方案：

1. 永續建材的選用：

   • 再生或回收材料： 使用回收鋼筋、再生骨材（如混凝土塊破碎再利用）、回收玻璃、回收塑膠等。
   • 低環境衝擊材料： 選用生命週期碳足跡較低、生產過程污染較少的材料，例如竹材、木材（來自永續林業）、低碳混凝土、天然纖維絕緣材料等。
   • 在地材料： 優先使用在地生產的建材，減少運輸過程的能源消耗與碳排放。
   • 健康建材： 選擇低 VOCs 排放的塗料、黏著劑、裝飾材，改善室內空氣品質。

2. 提升建築物能源效率：

   • 被動式設計： 透過建築物朝向、遮陽、自然通風、良好的隔熱設計，最大限度地減少對主動式空調與照明的需求。
   • 高效能設備： 選用高效率的空調、照明、熱水器等設備。
   • 智慧建築技術： 導入智慧能源管理系統，自動調控照明、空調，優化能源使用。
   • 建築能源管理系統 (BEMS)： 持續監控與優化建築物能源使用。

3. 再生能源整合：

   • 在建築物屋頂、外牆等處設置太陽光電板、太陽能熱水器等，就地生產再生能源。
   • 考慮與區域供熱/供冷系統連結。

4. 水資源管理：

   • 雨水回收再利用： 收集雨水用於沖廁、澆灌、清洗等。
   • 中水回收再利用： 處理生活雜排水，用於沖廁、澆灌。
   • 選用省水設備： 如省水馬桶、省水龍頭。
   • 透水鋪面： 減少地表逕流，增加地下水涵養。

5. 廢棄物管理與循環經濟：

   • 源頭減量： 精準預算與施工，減少材料浪費。
   • 回收再利用： 建立營建廢棄物的分類、回收與再製機制。
   • 設計可拆解性 (Design for Disassembly)： 建築設計時考慮未來拆除的便利性，有利於材料的回收與再利用。

本題主要在探討我國國家溫室氣體排放清冊的編製方法、報告架構與各部會的分工。

一、我國國家溫室氣體排放清冊報告編製主要依據的方法

我國國家溫室氣體排放清冊報告的編製，主要依循國際公認的準則，以確保資料的透明度、一致性、可比性與準確性。最主要的依據是聯合國氣候變遷綱要公約 (UNFCCC) 所制定的**「國家溫室氣體盤查指南」** (Guidelines for the Preparation of National Communications by Parties included in Annex I to the Convention, Part II: UNFCCC Guidelines for the Preparation of the Inventory on Greenhouse Gases, and IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories)。

具體而言，我國主要採用的是政府間氣候變遷專門委員會 (IPCC) 提供的**「國家溫室氣體排放清冊指南」** (IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories)，並依據其不同版本進行更新（例如 1996 年指南、2006 年指南）。這些指南提供了一套標準化的方法學，包括：

1. 活動數據 (Activity Data, AD)： 這是指與溫室氣體排放或移除相關的活動的量化，例如：

   • 特定燃料的消耗量（如煤炭、石油、天然氣的燃燒量）。
   • 特定工業製程的產量（如水泥、鋼鐵的生產量）。
   • 特定農業活動的規模（如牲畜數量、肥料使用量）。
   • 土地利用變化的面積（如森林砍伐、土地復育）。
   • 廢棄物處理量。
     活動數據通常來自各相關部會的統計資料、產業調查、政府部門的數據庫等。

2. 排放因子 (Emission Factors, EF)： 這是指單位活動數據所產生的溫室氣體排放量。

   • 預設排放因子 (Default Emission Factors)： IPCC 指南提供了一系列預設的排放因子，適用於全球不同地區和技術。
   • 國家排放因子 (Country-Specific Emission Factors)： 為了提高準確性，各國會根據自身的技術、燃料特性、操作條件等，開發或採用更貼近國情的排放因子。
     IPCC 指南提供了三種層級的方法學 (Tier 1, Tier 2, Tier 3)，越高的層級方法學，越能反映國家特性，但需要更多、更精確的數據。我國通常會採用 Tier 2 或 Tier 3 的方法學來計算關鍵排放源。

3. 計算方法：

   • 基本公式： 排放量 = 活動數據 (AD) × 排放因子 (EF)
   • 複雜計算： 對於某些排放源，可能需要更複雜的模型或計算方法，例如考慮化學反應、生物過程等。

4. 溫室氣體種類： 報告涵蓋的溫室氣體種類，除了國際公約規定的六大溫室氣體（二氧化碳 CO2、甲烷 CH4、氧化亞氮 N2O、氫氟碳化物 HFCs、全氟碳化物 PFCs、六氟化硫 SF6）外，也可能包含一些其他重要的氣體（如一氧化碳 CO、氮氧化物 NOx、非甲烷揮發性有機物 NMVOCs 等，這些通常作為空氣污染物，但與溫室氣體的前驅物質或相關過程有關）。

5. 排放源分類： 報告會依照 IPCC 指南的分類體系，將排放源劃分為主要類別，例如：

   • 能源 (Energy)：包含燃料燃燒（固定燃燒、移動燃燒）和燃料生產、運輸過程的逸散排放。
   • 工業製程與產品使用 (Industrial Processes and Product Use, IPPU)：如水泥、石化、金屬生產，以及冷媒、噴霧劑等的應用。
   • 農業 (Agriculture)：如牲畜腸胃發酵、肥料施用、稻田甲烷排放。
   • 土地利用、土地利用變化與林業 (Land Use, Land-Use Change and Forestry, LULUCF)：如森林、草地、濕地的碳匯與碳源變化。
   • 廢棄物 (Waste)：如垃圾掩埋、焚化、廢水處理。

6. 品質管制與品質保證 (Quality Control/Quality Assurance, QC/QA)： 建立一套系統性的 QC/QA 程序，確保數據的準確性、完整性和可靠性，包括數據收集、計算、報告的核查與審查。

二、編製時分為哪些部門揭露我國之國家溫室氣體排放及移除趨勢？

我國的國家溫室氣體排放清冊報告，通常會依照 IPCC 的分類架構，將排放源劃分為幾個主要部門（或稱類別）來揭露趨勢。這些部門反映了不同經濟活動或生態系統的溫室氣體排放與移除情況。常見的部門劃分如下：

1. 能源部門 (Energy Sector)： 這是最大的排放部門，涵蓋所有因燃燒燃料（煤炭、石油、天然氣）而產生的排放，以及燃料生產、儲存、運輸過程中的逸散排放。

   • 子分類：
     • 固定燃燒 (Energy Industries)：電力與熱力生產、煉油業等。
     • 製造業與營建業 (Manufacturing Industries and Construction)。
     • 運輸業 (Transport)：公路、鐵路、航空、航海。
     • 其他部門 (Other Sectors)：住宅、商業與公共服務、農業、林業、漁業等。
     • 燃料生產與轉換過程的逸散排放 (Fugitive Emissions from Fuels)。

2. 工業製程與產品使用部門 (Industrial Processes and Product Use, IPPU)： 涵蓋非能源燃燒產生的排放，主要來自工業生產過程和某些產品的使用。

   • 子分類：
     • 礦業 (Mineral Industry)：如水泥生產、石灰生產。
     • 化工業 (Chemical Industry)：如氨、硝酸、己二酸生產。

本題探討「都市採礦」的概念及其在生命週期評估 (LCA) 觀點下的環境效益。

一、都市採礦 (Urban Mining) 的定義

都市採礦（Urban Mining, UM）是指將人類聚居的城市地區視為一個龐大的人工礦藏，其中蘊藏著大量廢棄的電子產品、建築廢料、金屬製品、塑膠、玻璃等，這些被丟棄的物品中含有豐富的貴金屬、稀有金屬、其他金屬及非金屬資源。都市採礦的目標是透過有效的回收、再利用、再生技術，從這些「城市垃圾」中提取有價值的材料，使其重新進入生產循環，達到資源循環利用的目的。

簡單來說，都市採礦就是「從城市廢棄物中挖寶」，將廢棄物視為一種二次資源。

二、生命週期評估 (LCA) 觀點下的都市採礦環境效益

生命週期評估 (LCA) 是一種系統性的方法，用於評估產品或服務在其整個生命週期（從原料獲取、生產、運輸、使用到廢棄處理）對環境的潛在衝擊。從 LCA 的角度來看，都市採礦透過將廢棄物中的材料回收再利用，可以顯著減少對初級原料的依賴，從而帶來多方面的環境效益：

1. 減少初級原料開採的環境衝擊：

   • 資源消耗： 傳統的採礦活動（如開採金屬礦石）需要消耗大量的能源、水資源，並可能對地表造成嚴重破壞（如露天礦坑、廢石堆積）。都市採礦可以替代一部分初級原料的獲取，從而減少對自然資源的開採壓力，保護生態系統和生物多樣性。
   • 土地利用： 採礦活動常需要大面積的土地，對土地利用造成改變。都市採礦減少了對新礦區的需求。
   • 水污染與土壤污染： 許多採礦過程會產生酸性廢水、重金屬污染，對周遭水體和土壤造成長期影響。都市採礦透過回收過程，避免了這些傳統採礦的污染。

2. 降低生產過程的能源消耗與溫室氣體排放：

   • 能源密集度： 從廢棄物中回收金屬（如銅、鋁、鐵）或塑膠，其生產過程所需的能源通常遠低於從礦石或石油中提煉初級材料。例如，回收鋁的能源消耗約為生產原生鋁的 5-10%。
   • 溫室氣體減量： 能源消耗的降低直接意味著更少的溫室氣體排放（如二氧化碳）。此外，某些採礦和冶煉過程本身也會直接釋放溫室氣體（如某些金屬生產過程）。都市採礦透過使用回收材料，有效減少了這些排放。

3. 減少廢棄物處理的環境負擔：

   • 填埋與焚化： 若不進行都市採礦，這些含有寶貴資源的廢棄物最終可能被送往掩埋場或焚化爐。