110 地方特考三等 環保技術 環境規劃與管理 考古題詳解

核心觀念

本題考查以 PDCA 管理循環建立焚化爐營運管理計畫，使焚化設施在符合法令、穩定處理廢棄物、降低污染及確保公共安全的前提下，持續改善營運績效。

PDCA 定義如下：

• Plan（計畫）：依據法令、環境目標及風險，規劃營運條件、資源配置與控制方法。
• Do（執行）：依核定計畫與標準作業程序操作設備，落實污染防制及人員管理。
• Check（查核）：透過監測、檢查、紀錄與績效指標，確認實際營運是否符合目標。
• Act（行動）：針對異常及缺失採取矯正、預防與改善措施，並將結果回饋下一輪計畫。

法規部分，以命題當年（民國110年）法規為準，主要涉及《廢棄物清理法》、《空氣污染防制法》、《水污染防治法》、《環境影響評估法》及其相關許可、排放標準、事業廢棄物清理與污染防制規定。現行法規已歷經部分修正，實務執行應依最新法令辦理。

焚化爐營運管理的基本控制邏輯，可表示為：

$$\text{廢棄物進料} \rightarrow \text{燃燒處理} \rightarrow \text{污染防制} \rightarrow \text{排放與副產物管理}$$

營運管理計畫必須同時掌握「投入、處理過程、產出及回饋」四個面向。

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解題方法

本題宜採「管理循環加上焚化爐生命週期」的方式作答：

1. 先說明 PDCA 是持續改善的管理架構。
2. 再依 Plan、Do、Check、Act 分段。
3. 每一階段均連結焚化爐的實際管理事項。
4. 以污染防制、法規符合、設備可靠度、操作安全及績效改善作為主軸。
5. 最後說明 PDCA 並非一次性流程，而是持續循環。

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一、Plan：營運管理計畫

（一）確認法令、許可及管理目標

首先盤點焚化爐所應遵循的法令、環境影響評估承諾、設置及操作許可、空氣污染排放標準、水污染排放標準、廢棄物進場規定、灰渣及飛灰清理規定，以及職業安全衛生要求。

營運目標應具體化，例如：

• 符合焚化處理量及操作許可條件。
• 維持穩定燃燒及足夠燃燒溫度。
• 降低粒狀污染物、酸性氣體、氮氧化物、戴奧辛及重金屬排放。
• 確保底渣、飛灰、污泥及廢水妥善處理。
• 降低非計畫停機、設備故障及異常排放。
• 確保工作人員、周邊居民及環境安全。

目標必須具備可衡量性，例如排放濃度、能源使用量、停機時數、底渣灼減量、飛灰妥善處理率及申訴件數等。

（二）規劃廢棄物進場與進料管理

應建立進場廢棄物的來源、種類、性質及數量管理制度，包括：

1. 審查廢棄物來源及清運資格。
2. 禁止不符合許可範圍的廢棄物進場。
3. 以地磅、聯單及資訊系統記錄進場量。
4. 進行目視檢查、抽樣檢驗及必要的成分分析。
5. 排除爆炸性、放射性、毒性過高或不適合焚化的物質。
6. 依熱值、含水率及性質安排混拌與進料。

焚化爐處理量不能只看重量，也須考量廢棄物熱值。基本熱平衡可表示為：

$$Q_{\text{可用}} = M \times LHV$$

其中，$M$ 為進料量，$LHV$ 為廢棄物低位發熱量。若進料含水率過高，會降低有效熱值；若熱值過高，則可能造成爐溫過高、結渣或設備負荷增加。因此，進料計畫須使處理量、熱值、含水率及空氣量相互配合。

（三）規劃燃燒操作條件

應依焚化爐型式及設計條件訂定：

• 爐膛溫度。
• 廢棄物停留時間。
• 燃燒空氣量及過剩空氣率。
• 一次風、二次風分配。
• 爐膛負壓。
• 進料速度及推料速度。
• 點火、升溫、降溫及停爐程序。

燃燒管理的核心是維持充分混合、足夠溫度及足夠停留時間，並避免局部缺氧及溫度劇烈變化。實務上常以「3T」概念說明：

• Temperature：足夠燃燒溫度。
• Time：足夠高溫氣體停留時間。
• Turbulence：良好混合與擾動。

（四）規劃污染防制系統

污染防制計畫應依污染物種類配置適當控制設備：

• 粒狀污染物：旋風分離器、袋式集塵器或靜電集塵器。
• 酸性氣體：乾式、半乾式或濕式洗滌設備。
• 氮氧化物：低氮燃燒、選擇性非觸媒還原或選擇性觸媒還原。
• 戴奧辛及汞：活性碳吸附、良好燃燒控制及袋式集塵。
• 一氧化碳及未燃碳氫化合物：改善燃燒完全程度及空氣混合。
• 廢水：依水質特性設計中和、沉澱、混凝、過濾及其他必要處理單元。

污染防制設備須納入備品、耗材、校正、保養、故障旁路防止及異常應變規劃。

（五）規劃灰渣、飛灰及其他副產物管理

底渣與飛灰的性質及污染潛勢不同，應分流管理。計畫內容包括：

• 底渣冷卻、輸送、貯存及再利用或最終處置。
• 飛灰收集、穩定化、固化、暫存及合法清運。
• 飛灰與底渣避免未經評估而混合。
• 灰渣區防止揚塵、滲漏及雨水污染。
• 建立重量、流向、檢驗及處置紀錄。

灰渣產量可作為物料平衡的一部分：

$$M_{\text{進料}} + M_{\text{輔助物質}} = M_{\text{排氣}} + M_{\text{底渣}} + M_{\text{飛灰}} + M_{\text{廢水}} + M_{\text{其他}}$$

物料平衡有助於發現漏記、異常累積或設備操作問題。

（六）規劃能源、設備及人員管理

應規劃：

• 發電、蒸汽或熱能回收效率。
• 燃料、石灰、活性碳、氨水或尿素等耗材需求。
• 關鍵設備的預防保養及備品庫存。
• 儀控系統、連鎖保護及警報系統。
• 操作人員資格、訓練、輪班及責任分工。
• 火災、爆炸、停電、污染防制設備故障及緊急停爐程序。

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二、Do：營運計畫執行

（一）依標準作業程序操作

操作人員應依標準作業程序執行進場檢查、起爐、升溫、正常燃燒、進料、停爐及故障處理，不得僅以提高進料量追求處理量。

正常操作時，應持續控制：

• 進料量與進料均勻性。
• 爐膛溫度及壓力。
• 燃燒空氣量與氧氣濃度。
• 排氣溫度。
• 引風機及爐體負壓。
• 灰渣排出速度。
• 污染防制設備的壓差、流量及藥劑添加量。

（二）落實廢棄物進料控制

進場廢棄物應經過磅、查驗及分類後，依計畫投入貯坑或料斗。廢棄物貯坑應維持適當負壓，以避免臭味逸散；混拌作業須使水分及熱值均勻，避免短時間內大量投入高含水或高熱值廢棄物。

對於不合格或疑似危險物質，應依拒收、隔離、通報及合法處置程序處理。

核心觀念

本題考查環境經濟學中的兩類污染管制方法：

1. 以價制量（price instrument）：政府先設定污染或碳排放的價格，使排放者面對排放成本，再透過需求量下降達成減排。
2. 以量制價（quantity instrument）：政府先設定允許排放的總量，再由市場交易形成碳排放權價格，以確保排放量不超過目標。

淨零碳排的基本條件為：

$$\text{淨碳排放量} = \text{溫室氣體排放量} - \text{碳移除量} =0$$

因此，政策必須降低化石能源使用與溫室氣體排放，並配合造林、碳捕捉與封存等碳移除措施，使剩餘排放量由移除量抵銷。

本題可利用「碳排放權市場」分析。縱軸表示每單位碳排放價格，橫軸表示碳排放量：

• 碳排放需求曲線 $D_E$：表示廠商願意排放多少碳，以及排放所帶來的邊際利益，通常為右下斜線。
• 碳排放權供給曲線 $S_E$：表示可取得的排放額度，通常為垂直線。
• 均衡點決定碳排放價格 $P_E$ 與排放量 $Q_E$。

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解題方法

本題宜分成「曲線原理」、「達成淨零的機制」及「政策工具」三部分作答。

關鍵判斷如下：

• 政府控制價格，數量由市場決定，稱為以價制量。
• 政府控制數量，價格由市場決定，稱為以量制價。

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一、以價制量

1. 供給與需求曲線分析

政府對每單位碳排放課徵碳稅，等同於提高排放成本。若未課稅時，碳排放市場均衡為：

$$D_E \cap S_E=(P_0,Q_0)$$

課徵每單位碳稅 $t$ 後，排放者取得同樣排放量必須支付較高成本。若以一般商品市場表示，碳稅會使生產成本上升，造成供給曲線向左上方移動；在排放市場表示，則可視為對排放需求者增加一項固定的邊際成本。

結果為：

$$P_1=P_0+t,\qquad Q_1<Q_0$$

亦即碳排放價格上升，排放量下降。

以圖形表示時：

• 縱軸為碳排放價格；
• 橫軸為碳排放量；
• 政府以碳稅設定排放價格水準；
• 排放量由碳排放需求曲線與該價格水準的交點決定；
• 稅率越高，均衡排放量越低。

2. 為何可達成淨零碳排

碳稅使排放者將碳排放的外部成本內部化。排放者會透過下列方式降低排放：

• 減少化石燃料使用；
• 改用再生能源或低碳能源；
• 提升能源效率；
• 改變生產技術；
• 研發低碳製程；
• 投資碳捕捉、利用與封存技術。

當碳稅逐步提高至足以使排放量降至零，便可達成零排放。若仍存在難以消除的剩餘排放，則須搭配碳移除，使：

$$E_{\text{gross}}-R_{\text{removal}}=0$$

其中 $E_{\text{gross}}$ 為總排放量，$R_{\text{removal}}$ 為碳移除量。

須注意，碳稅本身未必能保證排放量精確等於零。若排放需求對價格不敏感，必須提高稅率，並配合排放標準、能源轉型及碳移除政策。

3. 以價制量的政策工具

（1）碳稅

依二氧化碳排放量課徵每噸固定稅額。例如每排放一公噸二氧化碳當量課徵固定金額，使高碳排產業承擔較高成本。

碳稅的理論基礎為庇古稅。若排放造成的邊際外部損害為 $MD$，理想稅率可設定為：

$$t^*=MD$$

使私人決策所面對的邊際成本接近社會邊際成本。

（2）能源稅與燃料稅

對煤炭、石油、天然氣等高碳能源課徵能源稅、燃料稅或依含碳量差別課稅，使高碳能源價格提高，降低其需求。

（3）碳費

碳費也是對排放行為設定價格的工具。其基本作用與碳稅相同，都是使排放者負擔排放成本，差別主要在法制定位、收入用途及徵收制度設計。

（4）低碳能源補貼與價格誘因

政府可透過再生能源補貼、綠電收購制度、節能設備補助及低碳技術租稅優惠，降低低碳選項的相對價格，使能源需求由高碳能源轉向低碳能源。

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二、以量制價

1. 供給與需求曲線分析

政府先設定全國或特定產業的排放總量上限 $Q_{\text{cap}}$，並發行相同數量的排放許可。排放權供給曲線因額度數量固定，呈現垂直線：

$$S_E=Q_{\text{cap}}$$

排放權需求曲線仍為右下斜線。市場均衡價格由下式決定：

$$D_E\cap S_E=(P_{\text{permit}},Q_{\text{cap}})$$

因此：

• 政府控制排放權供給量；
• 排放量被限制在 $Q_{\text{cap}}$；
• 排放權價格由市場需求決定；
• 排放許可越少，供給曲線越向左移，排放權價格越高。

若排放上限由 $Q_0$ 降至 $Q_1$：

核心觀念

本題考查環境工程設施投資決策的三種基本成本效益分析方法：

1. 還本期間法（Payback Period Method）
2. 淨現值法（Net Present Value Method）
3. 內部報酬率法（Internal Rate of Return Method）

分析時，應先建立投資計畫的現金流量，包括：

• 初始投資成本：$I_0$
• 各期淨現金流入：$C_t$
• 設施使用年限：$n$
• 期末殘值或清理成本：$S$
• 投資人要求報酬率或資本成本：$i$

環境工程設施的效益，通常包括污染防治收益、操作成本節省、資源回收收益、避免罰款及避免環境損害等；成本則包括建造、操作維護、能源、人事、更新及最終處置成本。

本題為投資經濟分析題，無特定法條適用；若涉及法規背景，應以命題當年（民國110年）法規為準。

解題方法一：還本期間法

1. 定義

還本期間是指投資案以未來各期所產生的淨現金流入，收回原始投資成本所需的時間。

若每年淨現金流入固定為 $C$，且初始投資成本為 $I_0$，則：

$$\text{還本期間}=\frac{I_0}{C}$$

若各期現金流入不固定，則應逐年累計：

$$\sum_{t=1}^{k} C_t \geq I_0$$

投資回收發生於第 $k-1$ 年至第 $k$ 年之間時：

$$\text{還本期間} = (k-1)+ \frac{I_0-\sum_{t=1}^{k-1}C_t}{C_k}$$

2. 投資判斷

先設定可接受的最長還本期間 $P^*$：

• 若實際還本期間 $\leq P^*$，表示投資可接受。
• 若實際還本期間 $>P^*$，表示投資不宜進行。

比較數個方案時，通常選擇還本期間較短者。

3. 特性與限制

還本期間法的優點是計算簡單、容易了解，適合初步篩選投資方案，且可反映資金回收速度及流動性風險。

其主要缺點為：

• 通常忽略貨幣時間價值。
• 忽略還本期間以後的現金流量。
• 無法直接衡量整體投資報酬率。
• 還本期間標準具有主觀性。

若採用「折現還本期間法」，則先將各期現金流量折現：

$$PV(C_t)=\frac{C_t}{(1+i)^t}$$

再累計折現後的現金流入，直到收回初始投資。此法可考慮貨幣時間價值，但仍忽略回收期間以後的收益。

解題方法二：淨現值法

1. 定義

淨現值法是將投資案未來各期的現金流入與現金流出，按照適當折現率換算為現在價值，再扣除初始投資成本，以判斷投資案增加或減少多少經濟價值。

一般公式為：

$$NPV = -I_0+ \sum_{t=1}^{n}\frac{C_t}{(1+i)^t} + \frac{S}{(1+i)^n}$$

若各期淨現金流入固定為 $C$，則：

$$NPV = -I_0+ C\left[ \frac{1-(1+i)^{-n}}{i} \right] + \frac{S}{(1+i)^n}$$

其中：

• $NPV$：淨現值
• $I_0$：初始投資成本
• $C_t$：第 $t$ 期淨現金流入
• $i$：折現率
• $n$：計畫年限
• $S$：期末殘值

2. 投資判斷

• 若 $NPV>0$：投資案所創造的價值超過資金成本，應接受。
• 若 $NPV=0$：投資案剛好達到要求報酬率，經濟上可接受，但無額外超額價值。
• 若 $NPV<0$：投資案無法達到要求報酬率，應拒絕。

在互斥方案中，若各方案的服務功能、風險及分析期間相同，原則上選擇 $NPV$ 最大者。

3. 環境工程設施的應用

環境工程設施不一定直接產生市場收入，因此應將下列效益貨幣化：

• 污染防治所產生的社會效益。
• 避免違反排放標準所產生的罰款或停工損失。
• 原物料、能源及水資源節省。
• 廢棄物回收及再利用收益。
• 降低公共衛生及環境損害成本。

計算時必須將操作維護費、能源費、設備更新費及期末拆除費列為現金流出，避免只計算建造成本與表面收益。

解題方法三：內部報酬率法

1. 定義

內部報酬率是使投資案淨現值等於零的折現率，代表投資案本身所能產生的年化報酬率。

其定義式為：

核心觀念

本題主要考查組織層級溫室氣體盤查的完整流程，以及排放量量化方法與排放係數選用原則。作答應掌握三個核心：

1. 先界定盤查的「對象與範圍」。
2. 再辨識排放源、蒐集活動數據並計算排放量。
3. 最後進行品質管理、查證及報告。

主要依據包括 ISO 14064-1《溫室氣體—組織層級溫室氣體排放與移除之量化及報告附指引》、溫室氣體盤查議定書（GHG Protocol）及我國主管機關公布之溫室氣體排放係數與相關管理規範。

涉及法規或制度時，以下以命題當年（民國 110 年）法規及盤查規範為準；現行我國溫室氣體管理制度及相關法規已有部分修正，實務申報時應依現行規定辦理。

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一、溫室氣體盤查程序及各程序的管理重點

1. 確立盤查目的、範圍與基準年

盤查開始前，應先確認：

• 盤查目的，例如法規申報、企業內部管理、減量目標設定、碳中和或供應鏈要求。
• 盤查年度及盤查期間。
• 基準年，用來比較未來排放量變化及評估減量績效。
• 盤查涵蓋的溫室氣體種類。
• 責任分工、時程及所需資源。

常見盤查氣體包括：

• 二氧化碳（$CO_2$）
• 甲烷（$CH_4$）
• 氧化亞氮（$N_2O$）
• 氫氟碳化物（HFCs）
• 全氟碳化物（PFCs）
• 六氟化硫（$SF_6$）
• 三氟化氮（$NF_3$）

管理重點在於使盤查目的、年度及邊界前後一致。若基準年後發生重大組織變更、製程變更、計算方法變更，應訂定基準年重新計算政策。

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2. 界定組織邊界

組織邊界是決定「哪些公司、廠區、設備及營運單位」納入盤查。

常見方法如下：

（1）控制法

組織對某一營運單位具有控制權時，將該營運單位的排放全部納入。

控制可分為：

• 財務控制：對財務及營運政策具有主導能力。
• 營運控制：有權制定及執行營運政策。

（2）股權比例法

依組織持有某營運單位的股權比例，認列相對應的排放量。

例如，持有某合資事業 40% 股權，則按 40% 認列其排放量。

管理重點包括：

• 明確列出納入及排除的公司、廠區、租賃設備與營運單位。
• 選定一種邊界方法後，應持續一致使用。
• 對合資、租賃、委外製程及共同營運設施作成書面判定。
• 避免同一排放源被重複計算，也避免遺漏。

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3. 界定營運邊界與排放分類

完成組織邊界後，應辨識各項排放源，並依其性質分類。

（1）範疇一：直接溫室氣體排放

指組織所擁有或控制之排放源直接產生的排放，例如：

• 燃燒鍋爐、發電機及車輛燃料。
• 製程反應產生的排放。
• 冷媒、滅火劑及其他逸散排放。
• 廢水處理、掩埋或堆肥過程產生的排放。
• 土地利用及生物性排放。

（2）範疇二：輸入能源造成的間接排放

主要是外購電力、蒸汽、熱能及冷能所造成的間接排放。

例如，工廠使用台電外購電力，發電排放並非工廠現場直接產生，但應計入範疇二。

（3）範疇三：其他間接排放

由組織價值鏈中其他活動造成，但不屬於範疇二的排放，例如：

• 外購原料及服務。
• 資本設備。
• 上游燃料及能源活動。
• 員工通勤及商務旅行。
• 委外運輸。
• 產品使用階段。
• 產品報廢及下游處理。

管理重點是完整辨識排放源，並清楚記錄排放源的分類依據、排除理由及資料來源。

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4. 建立排放源清冊

應建立溫室氣體排放源清冊，至少包括：

• 排放源名稱。
• 所在場所及設備。
• 使用燃料或物質種類。
• 產生的溫室氣體種類。
• 排放範疇。
• 活動數據來源。
• 使用的排放係數。
• 全球暖化潛勢值（GWP）。
• 計算方法。
• 負責單位及資料期間。

排放源可依來源分為：

1. 固定燃燒。
2. 移動燃燒。
3. 製程排放。
4. 逸散排放。
5. 外購能源。
6. 其他間接排放。
7. 溫室氣體移除或抵換活動。

管理重點是「先盤點來源，再決定算法」。不可只依能源帳單計算，否則容易漏掉製程排放、冷媒逸散及廢水處理排放。

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5. 蒐集活動數據

活動數據是排放量計算的基礎，常見資料包括：

• 燃料使用量，例如公秉、公斤、立方公尺。
• 用電量，例如千瓦小時。
• 原料投入量或產品產量。
• 冷媒及滅火劑補充量。
• 廢棄物處理量。
• 廢水量及污染負荷。
• 運輸距離、重量及運輸方式。

資料來源可包括：

• 採購發票。
• 能源帳單。
• 儀表紀錄。
• 物料領用紀錄。
• 生產報表。
• 設備維護及冷媒補充紀錄。
• 廢棄物清運聯單。
• 供應商提供的盤查資料。

管理重點包括：

• 優先使用原始紀錄及計量器讀值。
• 統一單位與期間。
• 確認資料完整性，避免缺漏月份。
• 對估算值註明估算方法與假設。
• 保留發票、報表及儀表校正等佐證文件。
• 建立資料責任人及覆核程序。

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6. 選定量化方法並計算排放量

一般計算式為：

$$\text{溫室氣體排放量} = \text{活動數據} \times \text{排放係數} \times \text{其他修正因子}$$

換算為二氧化碳當量時：

$$\text{CO}_2\text{e} = \sum_i \left( \text{氣體 }i\text{ 的排放量} \times \text{GWP}_i \right)$$

其中：

• 活動數據：燃料量、用電量、原料量等。
• 排放係數：每單位活動數據所產生的溫室氣體量。
• 修正因子：氧化率、純度、燃燒效率、含碳率等。
• GWP：各溫室氣體相對於二氧化碳的全球暖化潛勢。

管理重點是：

• 統一單位，例如將公秉、公斤、立方公尺換算為係數適用單位。
• 確認係數與活動數據的物質種類及單位相符。
• 分別計算各種溫室氣體，再換算為 $\text{CO}_2\text{e}$。
• 註明所採用的 GWP 版本及來源。
• 不可將不同年度、不同來源的係數混用而未加說明。

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7. 進行數據品質管理與不確定性評估

盤查應建立品質管理制度，內容包括：

• 數據輸入、計算及覆核的權責分工。
• 原始資料與計算表的版本控制。
• 公式及排放係數的審查。
• 儀器校正及量測管理。
• 異常數據與重大變動分析。
• 估算方法及缺失資料處理程序。
• 重要排放源的優先查核。

不確定性主要來自：

• 活動數據誤差。
• 儀器量測誤差。
• 排放係數代表性不足。
• 估算資料。
• 製程條件變動。
• GWP 或換算因子差異。

管理原則是優先改善高排放量、高不確定性及高管理重要性的資料。

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8. 查證、內部稽核與修正

若盤查須供外部申報、交易或取得認證，通常需由獨立查證機構進行查證。

查證重點包括：

• 組織邊界是否合理。
• 排放源是否完整。
• 活動數據是否有充分佐證。
• 排放係數是否適用。
• 計算公式是否正確。
• 排放量是否有重複計算或遺漏。
• 報告內容是否符合重大性及完整性要求。

查證發現缺失時，應進行原因分析、修正、預防再發及保留改善紀錄。

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9. 編製盤查報告與持續改善

盤查報告應說明：

• 盤查目的與期間。
• 組織邊界及營運邊界。
• 排放源清冊。
• 各範疇排放量。
• 各類溫室氣體排放量。
• 使用的量化方法、排放係數及 GWP。
• 排除項目及其理由。
• 估算方式與不確定性。
• 基準年及歷年比較。
• 品質管理、查證結果及改善事項。

盤查不是一次性工作，應依年度持續更新，並配合組織重組、設備新增、製程改變、能源結構變化及法規變更進行調整。

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二、排放量的計算方式

1. 排放係數法

這是最常用的方法，依活動數據乘上排放係數計算。

$$E = AD \times EF$$

其中：

• $E$：排放量。
• $AD$：活動數據。
• $EF$：排放係數。

若須換算為二氧化碳當量：

$$E_{\text{CO}_2\text{e}} = AD \times EF \times GWP$$

例如，燃料使用量為 $AD$，燃料的二氧化碳排放係數為 $EF$，則：

$$\text{燃料排放量} = \text{燃料使用量} \times \text{燃料排放係數}$$

適用於燃料燃燒、外購電力、交通運輸、廢棄物及多數一般性排放源。

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2. 直接量測法

直接以連續排放監測系統或其他量測設備測定煙道氣體流量及濃度。

基本概念為：