115 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》

此題主要探討經濟學中的「外部性」概念，特別是負面外部性（外部成本）及其在環境保護中的應用。

核心觀念：
外部性（Externality）是指一個經濟主體（個人或企業）的行為對另一個經濟主體產生了影響，但這種影響並未在市場價格中得到反映。當這種影響是負面的，就稱為外部成本。

解題步驟：

1. 何為外部成本？
   外部成本（External Cost）是指生產或消費活動對第三方造成的、未被支付的負面影響。這些影響通常是無形的，例如空氣污染、噪音、環境破壞等，這些成本並未由產生這些影響的生產者或消費者承擔，而是轉嫁給社會大眾。

2. 考量外部成本的目的何在？
   考量外部成本的主要目的是為了實現經濟效率和社會公平。

   • 經濟效率： 在自由市場中，如果生產者或消費者不需為其造成的外部成本負責，他們會生產或消費過多的商品或服務，因為他們低估了實際的生產或消費成本。這導致資源錯配（過度生產/消費）和社會福利的淨損失。透過將外部成本內部化（Internalization of Externalities），可以使市場價格更真實地反映社會的總成本，引導生產者和消費者做出更有效率的決策，減少對環境的破壞，達到社會最適產量或消費量。
   • 社會公平： 外部成本的受害者通常是社會大眾，而成本的產生者卻無需支付。考量外部成本有助於將這些負擔重新分配給產生者，實現更公平的資源分配和環境權益。

3. 如何估計外部成本？
   估計外部成本是環境經濟學中的一個重要且具挑戰性的領域。常用的方法包括：

   • 直接成本法 (Direct Cost Method)：
     • 損害成本法 (Damage Cost Method)： 評估外部性對健康、農業、生態系統、材料等造成的直接經濟損失。例如，空氣污染導致的醫療費用、作物減產損失、建築物維護成本增加等。
   • 間接成本法 (Indirect Cost Method)：
     • 預防成本法 (Avoidance Cost Method)： 估計為了避免或減少外部性影響所需要付出的成本。

此題主要探討兩種不同環境議題的總量管制機制差異，以及相關減量行動可能帶來的協同效應與抵觸。

核心觀念：
總量管制 (Cap-and-Trade) 是一種基於市場機制的環境管理工具，透過設定總排放量上限，並允許排放權在排放者之間交易，以期用較低的總成本達成環境目標。本題將空氣污染物（如 NOx, SOx）的總量管制與溫室氣體（如 CO2）的總量管制進行比較。

解題步驟：

1. 空氣污染物（NOx, SOx）總量管制 vs. 溫室氣體總量管制：空間尺度與技術削減成本的本質差異

   • 空間尺度 (Spatial Scale)：

     • 空氣污染物 (NOx, SOx)： 這些污染物通常具有區域性或局部性的影響。它們在大氣中擴散和轉化，但其影響（如酸雨、光化學煙霧、對人體健康的直接危害）在相對較近的距離內最為顯著。因此，空氣污染物的總量管制往往需要考慮較小、更精細的空間尺度，例如城市、工業區，甚至單一排放源周邊地區。管制區域的劃定對管制效果至關重要，因為排放源的地理位置會影響污染物在特定區域的濃度。
     • 溫室氣體 (GHGs, 如 CO2)： 溫室氣體在大氣中均勻混合，其影響是全球性的。單一排放源的 CO2 排放對全球氣候變遷的直接影響微乎其微，但大量排放累積起來則會導致全球暖化。因此，溫室氣體的總量管制通常採用較大的、全球性或國家級的空間尺度。區域性的差異（如排放源位置）對總體溫室效應的影響相對較小，重點在於總排放量。

   • 技術削減成本 (Technological Abatement Cost)：

     • 空氣污染物 (NOx, SOx)： 針對 NOx 和 SOx 的減排技術相對成熟且多樣，例如：
       • SOx： 脫硫設備（濕式/乾式脫硫）、低硫燃料替代、燃料預處理。
       • NOx： 低 NOx 燃燒器、選擇性催化還原 (SCR)、選擇性非催化還原 (SNCR)、燃燒後脫硝。
         這些技術的成本曲線通常較為陡峭，意味著在達到一定減排程度後，進一步減排的成本會顯著上升。而且，不同行業、不同排放源的減排技術和成本差異可能很大。
     • 溫室氣體 (GHGs, 如 CO2)： CO2 的減排技術種類也很多，但其削減成本曲線的性質可能有所不同：
       • 能源效率提升： 這是最普遍且成本效益較高的方法，尤其是在初始階段。
       • 燃料轉換： 從化石燃料轉向可再生能源（太陽能、風能、水力、生質能）或低碳燃料（如氫能）。這類技術的成本正在快速下降，但初期投資可能較高。
       • 碳捕捉、利用與封存 (CCUS)： 這項技術在技術上可行，但目前成本仍然較高，且有潛在的長期儲存風險。
       • 工業製程改變： 例如水泥、鋼鐵產業的製程革新。

此題旨在探討台灣「垃圾山」現象的成因，並結合廢棄物管理的核心理念，分析相關挑戰與改進方向。

核心觀念：

• 生命週期管理 (Life Cycle Management)： 指從產品的原料獲取、設計、製造、使用、維護，到最終廢棄處理的整個過程中，進行系統性的管理，以減少對環境的負面衝擊。
• 廢棄物管理階層理念 (Waste Management Hierarchy)： 是一個優先順序原則，強調從源頭減量到最終處置的處理順序，通常為：減量 (Reduce) > 再利用 (Reuse) > 回收 (Recycle) > 能源回收 (Energy Recovery) > 最終處置 (Disposal)。

解題步驟：

1. 分析垃圾山形成的原因（以生命週期管理與廢棄物管理階層為框架）：
   「垃圾山」現象是廢棄物管理失敗的極端表現，其形成原因可從廢棄物生命週期的各個階段以及管理階層理念的失效來分析：

   • 源頭減量 (Reduce) 的不足：

     • 生產端： 產品設計未考量易拆解、易回收性；過度包裝；使用難以回收的材料。
     • 消費端： 消費習慣不佳，過度消費；對一次性產品的依賴；缺乏環保意識。
     • 早期政策導向： 早期經濟發展階段，對廢棄物產生的關注較少，減量措施不足。

   • 再利用 (Reuse) 與回收 (Recycle) 的瓶頸：

     • 基礎設施不足： 缺乏完善的回收分類系統、回收處理設施，或處理能力不足。
     • 技術限制： 某些複合材料、電子廢棄物難以有效回收分離。
     • 市場機制不健全： 回收物料的市場價格波動大，回收商利潤低，缺乏回收誘因。
     • 非法棄置： 部分業者為規避處理費用，將廢棄物非法棄置於偏遠地區，形成「垃圾山」。這顯示了監督管理和執法力度的不足。

   • 能源回收 (Energy Recovery) 的缺乏或不當：

     • 技術與設施限制： 早期缺乏足夠的焚化發電設施，或現有設施處理量能不足。
     • 選址困難： 焚化廠的設立常面臨居民抗爭（NIMBY - Not In My Backyard）。
     • 不當處置： 部分未經處理或處理不完全的廢棄物直接堆置，未能轉化為能源。

   • 最終處置 (Disposal) 的問題：

     • 土地取得困難： 尋找合適的掩埋場用地困難，且掩埋場的選址、設計、營運標準不高。
     • 容量不足： 掩埋場容量飽和，但新的掩埋場難以設立。
     • 管理疏漏： 早期掩埋場缺乏滲漏水防治、沼氣收集等環保設施，導致土壤和地下水污染，並可能引發火災。
     • 非法棄置： 如前所述，非法棄置是形成「垃圾山」的直接原因，這本身就是對最終處置管理體系的嚴重破壞。

   • 生命週期管理思維的缺失：

     • 早期經濟發展模式未將環境成本納入生產和消費的生命週期考量。
     • 政府、企業、民眾在廢棄物管理上缺乏協同合作，責任劃分不清。

2. 臺灣在垃圾減量、資源循環與環境品質維護上的挑戰：

   • 挑戰：
     • 源頭減量難度高： 消費習慣改變緩慢，一次性用品盛行，產品設計仍有很大的改善空間。
     • 回收體系瓶頸： 雖有分類回收，但複合材質、高科技產品的回收率仍待提升；回收物料的再利用市場不穩定。

此題旨在探討氣候變遷下的水資源管理挑戰，特別是乾旱與水質惡化問題，並要求結合水文統計指標、總量管制及水量水質協同管理策略。

核心觀念：

• 整合性水資源管理 (Integrated Water Resources Management, IWRM)： 強調水資源應以整體、協調、永續的方式進行管理，考量水量、水質、生態、社會、經濟等多重面向，並納入不同利害關係人的參與。
• 水文統計指標： 利用歷史水文資料進行統計分析，以預測未來水文現象的發生機率和強度。
• 總量管制 (TMDL)： 是一種水質管理工具，旨在確定一個水體（如河流、湖泊）能夠容納的污染物最大總量，並將此總量分配給各污染源。

解題步驟：

1. 水文統計指標 Q75 在枯水期供水風險評估上的意義：

   • Q75 的定義： Q75 指的是一個水文觀測站，在統計期間內（例如 30 年），有 75% 的時間流量（或水位）大於或等於該數值。換句話說，該數值代表的是一個較豐沛的流量，或者說，只有 25% 的時間流量會低於 Q75。
   • 枯水期供水風險評估的意義：
     • 常態性豐沛指標的參考： Q75 本身代表的是一個相對較高的流量。在枯水期，將 Q75 作為參考指標，其意義在於：若預測或觀測到的流量低於 Q75，則表示該時期面臨的乾旱程度可能比一般狀況更嚴重，供水風險顯著升高。
     • 風險評估的基線： 枯水期的供水風險評估，通常會關注極端低流量（例如 Q90, Q95, Q99）。Q75 雖然不是極端低流量指標，但它提供了一個相對「正常」或「豐沛」情況下的流量基線。當實際流量接近或低於 Q75 時，就意味著水庫蓄水量、河川補注能力等都可能受到顯著影響，供水安全受到威脅。
     • 預警與調度依據： Q75 可以作為一個早期預警指標。當水文預測顯示流量可能接近或低於 Q75 時，管理單位就可以啟動相關的節水措施、調度預案，甚至對工業、農業用水進行限制，以降低因極端缺水導致的風險。
     • 與極端指標的對比： Q75 的價值也體現在與其他更極端指標（如 Q95）的對比。如果 Q75 的流量已經很低，那麼 Q95 的流量將會更低，這能幫助管理者更全面地理解乾旱的嚴重性及供水的脆弱性。

   總結來說，Q75 在枯水期供水風險評估上的意義，是提供一個非極端但相對豐沛的流量參考點，用來衡量當前或預測的流量是否偏離正常情況，從而作為早期預警和啟動應對措施的依據。

2. 總量管制 (TMDL) 在維護水質上的角色與限制：

   • 角色：

     • 科學化水質目標設定： TMDL 的核心是科學計算出水體可容納的最大污染物總量，為水質改善設定了明確的、基於科學的目標。
     • 污染源管理與分配： 它將總的污染物削減量分配到具體的污染源（點源如工業、生活污水，或非點源如農業、都市逕流），明確了各污染源的減排責任。
     • 促進污染減量： 通過分配減排任務，促使污染者採取行動減少排放，例如投資污染防治設備、改善製程、推行最佳管理實踐 (BMPs)。
     • 輔助市場機制： TMDL 可以與排放交易、環境稅等市場工具結合，以更經濟有效的方式達成水質目標。
     • 提升水體健康： 長期實施 TMDL 有助於恢復受污染水體的生態功能，保障飲用水源安全，改善水域景觀。

   • 限制：

     • 數據需求與準確性： TMDL 的計算需要準確的水文、水質數據和污染物排放數據。數據的不足或不準確會導致 TMDL 值失真，影響管制效果。
     • 非點源污染的挑戰： 對於分散、難以精確監測的非點源污染（如農田逕流、城市雨水沖刷），其排放量難以準確估算和有效分配，TMDL 的實施難度較大。
     • 執行與監測成本： 實施 TMDL 需要持續的監測、評估、執法，這需要龐大的人力、物力和財力支持。
     • 政治與社會阻力： 減排任務的分配可能涉及不同利益群體（工業、農業、市政）的權衡，容易引發政治和社會阻力。