112 高普考高考三級 環保技術 環境規劃與管理 考古題詳解

核心觀念

本題涉及之法規與政策工具以**命題當年（民國 112 年）**法規為準（《氣候變遷因應法》於民國 112 年 1 月三讀通過、2 月修正公布；環境部及其所屬氣候變遷署於民國 112 年 8 月正式掛牌）。現行相關子法（如《溫室氣體排放量盤查登錄及查驗管理辦法》）後續雖有配合微調發布，但盤查之核心架構與程序完全一致。

本題旨在測驗考生對於環境規劃與管理中「碳管理基礎工具——溫室氣體（GHG）盤查」之法規與實務理解，核心概念包含：

1. 法規與標準依據：

• 《氣候變遷因應法》第 21 條（事業排放源盤查登錄規定）。
• ISO 14064-1:2018 組織層級溫室氣體排放與移除之量化及報告指引規範。
• 溫室氣體盤查議定書（GHG Protocol Corporate Standard）。
• 環境部《溫室氣體排放量盤查登錄作業指引》。

2. 溫室氣體種類與範疇（Scope）定義：

• 法定 7 大溫室氣體：二氧化碳（$\text{CO}_2$）、甲烷（$\text{CH}_4$）、氧化亞氮（$\text{N}_2\text{O}$）、氫氟碳化物（$\text{HFCs}$）、全氟碳化物（$\text{PFCs}$）、六氟化硫（$\text{SF}_6$）及三氟化氮（$\text{NF}_3$）。
• 範疇一（直接排放）、範疇二（能源間接排放）、範疇三（其他間接排放）。

3. 量化計算核心公式： $E = \sum_{i} \left( AD_i \times EF_i \times GWP_i \right)$ 其中：

• $E$：溫室氣體總排放當量（公噸 $\text{CO}_2\text{e}$）
• $AD_i$：第 $i$ 種排放源之活動數據（Activity Data）
• $EF_i$：第 $i$ 種排放源之溫室氣體排放係數（Emission Factor）
• $GWP_i$：第 $i$ 種溫室氣體之全球暖化潛勢值（Global Warming Potential）

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解題方法

本題為標準的申論型政策與技術題，評閱重點在於「架構清晰、層次分明、術語精確」。答題切入點應採雙軌兼顧策略：

1. 第一問：盤查涵蓋範疇

• 需清楚對比「國際標準架構（GHG Protocol / ISO 14064-1 之範疇一至範疇三）」與「我國現階段法規列管實務（氣候變遷因應法下強制盤查登錄之範疇一與範疇二）」。
• 詳細列舉範疇一內的 4 大排放型態（固定燃燒、移動燃燒、製程排放、逸散排放）及 7 種法定溫室氣體，方能展現專業度。

2. 第二問：作業基本程序

• 採用 ISO 14064-1 及環境部官方作業指引之邏輯流程：設定邊界 $\to$ 排放源鑑別 $\to$ 數據收集與計算 $\to$ 清冊與報告編撰 $\to$ 第三方查證與申報登錄。
• 每個步驟必須寫出關鍵技術動作（例如：控制權法、排放係數法、質量平衡法、CEMS、不確定性評估等），避免流於空洞的口號條列。

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選項分析

本題為高考三級專業科目之申論題，非選擇題，故無個別選項之對錯辨析。考生於考場作答時，應將題目拆解為兩大獨立主標題：「現階段溫室氣體盤查涵蓋範疇」與「溫室氣體盤查作業基本程序」，並以層次分明之子標題循序論述，切忌混雜作答。

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解題技巧

1. 記憶口訣：

• 範疇一四大排放源記法：「固、移、製、逸」（固定燃燒、移動燃燒、製程排放、逸散排放）。
• 盤查程序六步驟記法：「界、源、數、算、冊、證」（邊界設定 $\to$ 排放源鑑別 $\to$ 數據收集 $\to$ 計算量化 $\to$ 清冊報告 $\to$ 查證登錄）。

2. 常見陷阱與扣分點：

• 漏列三氟化氮（$\text{NF}_3$）：早年京都議定書為 6 種，我國現行法與國際最新標準皆已擴充為 7 種，漏寫會被扣分。
• 混淆外購電力與輸配電損失：外購電力使用端為範疇二；電力輸送過程之線路損失屬於範疇三。
• 忽略國內法規與自願盤查之分界：現行我國法規強制納管的事業（碳費第一波徵收對象）僅要求申報「範疇一＋範疇二」；範疇三目前多屬自願性或供應鏈要求（如金管會永續路徑圖推動），作答時點出此一實務差異可大幅提高評分等級。

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【答案】

一、現階段溫室氣體（GHG）盤查涵蓋範疇

溫室氣體盤查之涵蓋範疇，國際上普遍依據「溫室氣體盤查議定書（GHG Protocol）」及「ISO 14064-1:2018」標準進行劃分；我國《氣候變遷因應法》體系於實務列管時，則聚焦於實質可控之關鍵範疇：

(一) 國際規範之三大範疇（Scopes）

1. 範疇一：直接溫室氣體排放（Direct GHG Emissions） 指受組織所擁有或控制之實體排放源產生的直接溫室氣體排放，主要包含四大類型：

• 固定燃燒排放：廠內鍋爐、發電機、加熱爐燃燒化石燃料（如天然氣、重油、煤炭等）之排放。
• 移動燃燒排放：組織擁有或承租之公務車、堆高機、運輸貨車燃燒汽柴油之排放。

核心觀念

本題的核心在於「3S 空間資訊技術整合（RS 遙測、GPS 全球定位系統、GIS 地理資訊系統）」於環境規劃與管理中「自然碳匯（綠碳）」監測之實務應用。相關核心理論、法規與估算原理如下：

1. 法規背景（以命題當年民國 112 年法規為準）： 民國 112 年 2 月 15 日總統華總一義字第 11200010201 號令修正公布《氣候變遷因應法》（原《溫室氣體減量及管理法》），明定我國 2050 淨零排放目標，並將森林、土壤、海洋等「自然碳匯」管理納入國家調適與減量推動重點。
2. 遙測（RS）光譜反射特性： 健康綠色植被之葉綠素在可見光紅光波段（Red, 約 $0.66\,\mu\text{m}$）具有強烈吸收特性，而在近紅外光波段（Near Infrared, NIR, 約 $0.86\,\mu\text{m}$）因葉肉細胞海綿組織構造而具有極高之散射與反射率。此物理特性構成光譜植生指標量測的理論基礎。
3. 綠碳（森林碳匯）估算原理： 根據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）溫室氣體清冊指引，森林碳匯主要儲存於五大碳庫（地上部生質量、地下部生質量、枯死木、枯落物、土壤有機碳）。其中以「地上部生質量（Aboveground Biomass, AGB）」對遙測監測最為敏感。遙測反射率指標需透過經驗迴歸模型或異速生長方程式（Allometric Equations），轉換為生質體蓄積量，再乘以碳折算係數（Carbon Fraction, 國際通則約 $0.47 \sim 0.50$），最後乘以分子量比值 $\frac{44}{12}$ 轉換為當量公噸二氧化碳（$\text{tCO}_2\text{e}$）。

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解題方法

本題為經典的「概念延伸與作業規範擘劃」申論題型，答題架構應分為兩大主軸切入：

1. 可行指標選定與說明：

• 指標必須具備「物理意義明確」、「光譜取得容易」、「長時序資料庫完整」及「與森林冠層／生質覆蓋具高度正相關」之特性。
• 最佳代表指標為常態化差值植生指標（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）。解題時需列出計算公式，並闡釋其如何反映植被活力與生物量。

2. 一般性作業流程擘劃：

• 題目引言明確提到「3S 整合」，因此擘劃流程不可僅停留在「下載衛星影像」，必須貫穿「GPS 地面真值校驗」與「GIS 空間拓樸分析與視覺化」。
• 流程規劃採標準工程管制作業之五大階段：

1. 資料收集與前處理（Radiometric & Geometric Correction）
2. 指標萃取與特徵工程（Index Calculation）
3. 地面調查率定與模型建置（Ground Truth & Inversion Model）
4. 多時序變遷偵測與碳儲量空間化（Change Detection & Spatial Mapping）
5. 精度驗證與 GIS 成果展示（Accuracy Assessment & Visualization）

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指標分析與評估

雖然題目僅要求列舉「一項」指標，但在作答時以最佳指標深入剖析，並橫向比較其他備選指標，可展現專業深度：

• 常態化差值植生指標（NDVI，本題首選推薦）：

• 公式： $NDVI = \frac{\rho_{NIR} - \rho_{RED}}{\rho_{NIR} + \rho_{RED}}$ 其中 $\rho_{NIR}$ 為近紅外光反射率，$\rho_{RED}$ 為紅光反射率。
• 特性：值域介於 $-1$ 至 $+1$ 之間。濃密森林一般落於 $0.6 \sim 0.85$。長時序 Sentinel-2 或 Landsat 系列衛星皆有開放頻段，運算穩定且對葉面積指數（LAI）與植被光合活性具極佳靈敏度。
• 侷限：於極濃密鬱閉林冠層環境下容易出現「信號飽和（Saturation）」效應。

• 增強型植生指標（EVI，備選指標）：

• 加入藍光波段以修正大氣氣膠影響與背景土壤干擾，能減緩高植被覆蓋時的飽和現象，但運算係數需因地制宜調整。

• 光達冠層高程模型指標（LiDAR-derived Canopy Height Model, CHM，高階備選）：

• 可精準取得樹高與三維立體結構，推估碳匯精度最高，惟衛星級光達（如 GEDI）空間連續性不足，光學立體對建置成本偏高。

綜上評估，選用 NDVI 作為衛星監測森林綠碳變遷之指標，兼具技術可行性、歷史圖資完整性與實務普及性。

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解題技巧

1. 避免「只談光譜，不談碳匯」：NDVI 反映的是「冠層綠度與葉面積」，並非直接等於「碳匯重量」。答題時務必寫出「以 NDVI 作為自變數，結合現地樣區建立統計迴歸或機器學習反演模型，推算地上部生質量（AGB），再轉換為碳儲量（Carbon Stocks）」的關鍵推導環節。
2. 扣緊題目 3S 提示，勿單打獨鬥：

• RS：提供多頻段地表反射光譜與大範圍時空圖層。
• GPS：提供地面固定森林調查樣區（Permanent Sampling Plots）高精度坐標，做為訓練集與驗證集。
• GIS：負責疊圖分析（Overlay）、向量行政邊界剪裁、碳匯變遷空間差值計算與動態熱區展示。

核心觀念 本題核心在於考查國家重大氣候與能源轉型政策下，如何運用「環境規劃與管理（Environmental Planning and Management, EPM）」的理論工具、治理機制與實務法制，指引具體之再生能源（含成熟型之風電、光電，以及前瞻型之氫能、地熱、海洋能等）行動計畫，使其在追求能源供給結構轉型時，不致產生嚴重的生態破壞、空間衝突與社會外部成本。 相關核心理論、法條與政策依據包含：

1. 環境承載力（Environmental Carrying Capacity）與減緩階層（Mitigation Hierarchy）：開發規模不得超越當地生態系統涵容能力；嚴格遵循「迴避（Avoidance） $\rightarrow$ 縮減（Minimization） $\rightarrow$ 減輕（Mitigation） $\rightarrow$ 補償（Compensation）」順序。
2. 生命週期評估（Life Cycle Assessment, LCA）與循環經濟：由「搖籃到搖籃」（Cradle to Cradle）視角，納入材料開採、運輸建置、營運管理至除役拆除與廢棄物回收。
3. 預防原則（Precautionary Principle）與適應性管理（Adaptive Management）：特別針對氫能（易燃爆性、高壓儲運）、深層地熱（誘發地震、流體回灌污染）等前瞻技術的不確定性，採風險預防與監測修正（PDCA 循環）。
4. 法規基準（以命題當年民國 112 年法規為準）：

• 《氣候變遷因應法》（民國 112 年 2 月修正公布，正式將 2050 淨零排放目標及「公正轉型」納入法定規範）。
• 《環境影響評估法》及《政府政策環境影響評估作業辦法》（針對再生能源整體推動路徑落實政策環評 SEA）。
• 《國土計畫法》（國土功能分區與綠能發展專區空間競合調適）。
• 《原住民族基本法》第 21 條（土地開發與資源利用之知情同意權及利益分享）。
• （註：行政院環境保護署已於民國 112 年 8 月改制為環境部，現行業務均由環境部主管，解題仍以命題當年架構為準。）

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解題方法 本題為標準的申論型政策規劃題。解題必須展現「環境規劃與管理」學科的系統性分析視角，切忌將答案寫成單純的「綠能工程技術簡介」或「政策政績背誦」。 答題邏輯應採取「雙軌架構法」：

1. 第一軌：擘劃原則（宏觀理念與價值指引）：從環境倫理、生態承載、全生命週期、風險預防與社會公平（公正轉型）五大面向切入，確立政策推動的價值底線。
2. 第二軌：擘劃要件（具體機制與執行工具）：從工具面落實原則，包含「空間分層與敏感區篩檢（環社檢核）」、「政策與個案環評機制（SEA/EIA）」、「跨部門與多方治理網絡」、「除役責任與資源循環體系」、「環境基線與動態監測系統」。 由「原則（Why & What）」導引至「要件（How）」，層次分明、首尾呼應。

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選項分析 本題為申論題，非選擇題，故無個別選項分析。以下針對考生在此類試題中容易混淆或失分的申論維度進行重點辨析：

1. 辨析一：發電量至上 vs. 環境涵容底線

• 迷思：僅強調如何加速併網、提高裝置容量（GW）以達成 2050 淨零目標。
• 正解：環境規劃與管理的核心在於「限制下的最適化（Optimization under Constraints）」，必須闡明再生能源開發仍具環境足跡（如地表覆蓋、微氣候改變、鳥擊、水下噪音），不能以減碳之名犧牲在地生態多樣性。

2. 辨析二：單一設施評估 vs. 政策系統評估

• 迷思：僅依賴個案環評（Project-level EIA）把關。
• 正解：風電、光電具空間分散且大面積聚集特性，個案審查無法解決「累積性環境衝擊（Cumulative Impacts）」，要件中必須強調「政策環境影響評估（SEA）」及上位國土空間規劃。

3. 辨析三：傳統能源 vs. 前瞻能源（如氫能）之環境風險差異

• 迷思：將各類再生能源一概而論。
• 正解：成熟型綠能（風、光）重在空間生態競合與景觀衝突；前瞻型綠能（氫能、地熱）則重在製程碳足跡（灰/藍/綠氫之生命週期）、高壓儲存外洩風險及深層地質擾動，擘劃原則必須納入技術風險鑑別。

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解題技巧

1. 破題架構公式化：前言破題（2050淨零與能源轉型定位） $\rightarrow$ 申論主體一（擘劃原則：四或五大原則） $\rightarrow$ 申論主體二（擘劃要件：五大配套要件） $\rightarrow$ 結語（公正轉型與永續共存）。
2. 善用專業術語與工具名詞：作答時精確置入專有名詞，例如「緩和階層（Mitigation Hierarchy）」、「環境與社會檢核（環社檢核）」、「政策環境影響評估（SEA）」、「全生命週期評估（LCA）」、「知情同意（FPIC）」等，能迅速提升作答專業度。
3. 避免偏廢社會面向：環境規劃已走向「社會－生態系統（Social-Ecological System, SES）」整合，論述時務必納入在地社區、漁民生計共存與利益共享，符合國際淨零轉型所要求的「公正轉型（Just Transition）」精神。

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【答案】

一、前言

為達成 2050 淨零排放目標，我國於「十二項關鍵戰略」中將能源轉型列為首要策略，積極開展風力發電、太陽光電及前瞻能源（氫能、地熱、海洋能等）之行動計畫。

核心觀念

本題考查環境系統分析（Environmental System Analysis）中「多目標規劃法（Multi-objective Programming Approach, MOPA）」之理論基礎與數學模式建構能力，主要涵蓋三大核心觀念：

1. 非劣解（Non-inferior Solution）／柏拉圖最適解（Pareto Optimal Solution）之數理定義：在多目標衝突環境下，無法在不劣解（犧牲）至少一個其他目標的前提下，使任一目標獲得改善的可行解集合。
2. 多目標規劃模式之基本組成要件：包含決策變數（Decision Variables）、多重目標函數（Multiple Objective Functions）、系統限制條件（System Constraints）、變數邊界／非負限制（Non-negativity Constraints）及可行解空間（Feasible Region）。
3. MOPA 基本求解技術之數學規劃式（Formulation）：將多目標向量問題轉換為單一目標純量化（Scalarization）問題之求解機制，常見方法包含「加權法（Weighting Method）」、「$\epsilon$-限制法（$\epsilon$-Constraint Method）」或「目標規劃法（Goal Programming）」。

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解題方法

本題為標準的環境規劃申論暨數理推導題，答題切入點應兼具「精確的數學形式語言」與「環境工程實務意涵」：

1. 非劣解定義：需以嚴謹之集合論與不等式給出數學充要條件，並輔以經濟學與管理學中「權衡（Trade-off）」之物理意義說明。
2. 組成要件分析：有系統地條列 MOPA 的四大基本要件，並結合題幹提示之「減碳策略效益評估」進行實務對應說明。
3. 求解方法之 Formulation 舉例：選用最直觀且應用最廣泛的「加權法（Weighting Method）」（亦稱權重法）為例，先列出一般性數學規劃通式（General Formulation），再以「減碳成本最小化」與「排碳削減量最大化」之雙目標環境決策情境示範具體的數學模型建構與求解步驟。

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選項分析

本題為申論與數理建構題型，無個別選擇題選項。依據國家考試閱卷標準，題目的三大子問為獨立且嚴格之配分關鍵：

• 子題一（非劣解／柏拉圖最適解）：若僅用文字敘述「各目標無法同時達到最優」僅能得部分分數；必須寫出存在優勢支配（Dominance）關係之否定條件，即定義「不存在另一個可行解在所有目標上皆不差，且至少有一個目標嚴格更優」。
• 子題二（MOPA 組成要件）：若僅列出決策變數、目標、限制式，缺少對「可行解集合」及「多目標衝突特徵」的說明，結構略顯不足；結合環境實務情境（如成本、污染削減量、法規限值）闡述可得滿分。
• 子題三（Formulation 求解法）：若僅以純文字敘述求解步驟而無標準作業研究數學符號（$\min/\max$、$\text{s.t.}$、權重條件），無法符合題意要求的「Formulation 方式」；必須列出完整的目標函數轉化式、權重歸一化條件與限制式集合。

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解題技巧

1. 破題技巧（以圖入題或以式入題）：在說明非劣解時，心靈意象應浮現二維目標空間之「非劣解前緣（Non-inferior Frontier / Pareto Frontier）」，以「改善一目標必犧牲另一目標」作為判斷準則。
2. 常見陷阱：

• 誤將非劣解視為「單一最佳解（Unique Optimal Solution）」：多目標規劃在未引進決策者偏好前，其解為一個「集合（Set）」而非單一解點。
• 權重法 Formulation 漏寫約束：轉換為單目標加權時，務必補上權重非負（$w_k \ge 0$）與權重總和為 1（$\sum w_k = 1$）之條件。
• 目標方向相反時未做標準化：成本通常為最小化，效益／減碳量為最大化，合成為單一函數時須統一方向（如將極大化取負號轉換為極小化，或進行無因次化常態化）。

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【答案】

一、非劣解（Non-inferior Solution）／柏拉圖最適解（Pareto Optimal Solution）之意涵

在多目標規劃法（MOPA）中，由於各目標之間通常存在著相互衝突與競爭的關係（例如：環境品質要求越高，往往治理成本也越高），因此不存在任何單一解能使所有的目標函數同時達到個別的絕對最佳值。在此條件下，求解追求的目標即為「非劣解」或稱「柏拉圖最適解」。

1. 數理定義： 設多目標極大化規劃問題為： $\max \quad \mathbf{Z}(\mathbf{X}) = \left[ Z_1(\mathbf{X}), Z_2(\mathbf{X}), \dots, Z_p(\mathbf{X}) \right]$ $\text{s.t.} \quad \mathbf{X} \in \Omega$ 其中 $\mathbf{X}$ 為決策向量，$\Omega$ 為可行解空間（Feasible Region）。 若可行解 $\mathbf{X}^* \in \Omega$ 為非劣解，其充要條件為：在可行解集合 $\Omega$ 中，不存在任何另一個可行解 $\mathbf{X}$，滿足以下兩項條件：

1. 對於所有目標 $k \in \{1, 2, \dots, p\}$，皆有 $Z_k(\mathbf{X}) \ge Z_k(\mathbf{X}^*)$；且