109 專技高考高等考試 環境工程技師 環境規劃與管理 考古題詳解
第 一 題25 分
推動機車電動化，各國政策雖不太相同，但對於減碳、降低空氣污染等環境友善方向，整體上是一致的。惟在此波浪潮中，國內電動機車之車輛總數占比，仍處前期階段。
如前揭發展與推動電動機車使用量能，儼然已成為當前各國發展趨勢。請就國內發展電動機車之未來挑戰（缺點）與契機（優點），分別說明並申論之。
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核心觀念
本題考查電動機車的生命週期環境效益與政策推動條件。回答不能只寫「電動車沒有排氣」；還要比較能源來源、車輛與電池製造、使用情境及廢電池處理等因素，並兼顧產業、能源與交通政策。
電動機車行駛時沒有燃油引擎排氣，可降低道路旁的空氣污染與噪音；但其總體減碳效益，仍受發電結構、能源效率及電池生命週期影響。題目未要求援引特定法條或計算公式，作答宜以「挑戰（缺點）」與「契機（優點）」兩面分析，最後提出推動方向。
解題方法
先界定比較基準：以燃油機車為對照，分別從使用者、能源與環境、基礎設施、產業與治理等面向整理優缺點。接著區分「使用階段的直接效益」與「全生命週期的整體效益」，避免把零排氣誤寫成零污染或零碳排。最後說明政策須同步處理充電、電池、電力來源與使用者成本，才能把優點轉化為普及量能。
未來挑戰（缺點）
一、購置成本與使用便利性
電動機車及電池的購置成本，可能高於同級燃油機車；補助若調整或退場，也會影響消費者購買意願。部分車種的續航里程、充電時間與載重表現，未必符合長途、頻繁或營業用車需求。
二、充電與換電設施仍須普及
住家、社區及公共場所的充電條件不一，集合住宅可能受停車空間、電力容量、管線與消防管理限制。換電系統則須有足夠站點、電池庫存與服務品質，並處理不同業者、車款與電池規格間的相容性，否則容易形成使用者的地點限制與轉換成本。
三、減碳效益受電力結構影響
電動機車行駛時沒有尾氣排放，但充電所需電力仍可能伴隨發電端排放。若電力來源碳排偏高，或充電效率、車輛能源效率不佳，整體減碳效益便會降低。因此，評估不能只看車輛端排放，還要考量發電及能源使用情形。
四、電池製造、回收與安全管理
電池製造涉及能源與原物料投入，原料開採可能造成環境與供應鏈壓力。電池使用年限屆滿後，須建立回收、再利用及妥善處理機制；若管理不當，可能衍生資源浪費、污染或安全風險。充電與電池系統也須有完善的檢測、維護及事故應變措施。
五、產業轉型與公平性
第 二 題25 分
過去人類社會以追求經濟成長為首要目標，傳統工業體系中之產品設計及製造，係多基於尋求線性、單向，從「搖籃到墳墓（C2G, Cradle to Grave）」的產業型態進行。因此，近年來國際社會，早已開始推廣與推動「搖籃到搖籃（C2C, Cradle to Cradle）」思維及運動，以扭轉過去自然資源一旦經開採使用後，走向墳墓的結局。此外，C2C 概念已廣泛成為基於公眾利益而共享知識趨勢的一部分。
為實現 C2C 設計理念之策略規劃及技術發展，營造臺灣成為全世界綠色經濟產業重鎮，並在國際社會中引領潮流，提升國際產業競爭力，國內自多年前即開始推廣 C2C 設計理念。就環境資源管理而言，請分別說明並申論 C2C 之核心概念與設計原則為何？
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核心觀念
本題考查「搖籃到搖籃」（Cradle to Cradle, C2C）的資源管理思維，以及其三大設計原則。C2C 的核心，是從產品設計之初便規劃材料的安全性與生命週期終點，使產品使用後的材料能回到循環系統，成為下一輪生產的養分。
傳統「搖籃到墳墓」（Cradle to Grave, C2G）是線性模式：開採資源、製造產品、使用後丟棄。C2C 則仿效自然生態系統中物質循環的特性，將材料分別納入兩種循環：
- 生物循環：使用安全、可生物分解的材料，產品使用後回到自然環境，成為生物養分。
- 工業循環：使用可回收、拆解與再製的材料，使其在工業系統中反覆利用，維持原有或更高的材料品質。
因此，C2C 不只強調回收，更要求源頭設計時即選擇適當材料、避免有害物質混入循環，並安排產品的回收與再利用方式。其目標是追求「生態效益」（eco-effectiveness）：讓人類活動對環境與社會產生正向效益，而不只是降低負面衝擊。
解題方法
作答時先說明 C2C 與 C2G 的差異，再交代生物循環與工業循環，最後依序申論三項設計原則。這樣能先交代資源管理架構，再說明各項原則如何落實於產品與製程設計，避免只列出原則名稱而缺乏說明。
C2C 三大設計原則
一、材料養分永遠可再成為養分
設計應將材料視為可循環的養分，而非使用後即成為廢棄物。產品及其材料必須在生產、使用及回收階段均對人體健康與環境安全，並能依材料特性進入適當循環。
- 生物循環的材料應可安全分解，回歸自然並成為養分。
- 工業循環的材料應可回收、拆解及再製，維持同等或更高品質，避免降級回收或失去再利用價值。
第 三 題25 分
如下圖 1，為一假設廢水處理之水質調勻系統試驗模型。其中，該完全混合調勻池之初始（）溶液體積（）為 ，溶質質量為 ；進流邊界處（Inflow），穩態流入此調勻池之溶液體積流量為 ，濃度為 ，而經此調勻池完全混合後，於出流邊界處（Outflow），穩態流出溶液體積流量為 。
請應用環境系統分析思維，解析此完全混合式調勻池，於不同時間（）之溶液濃度，俾作為廢水處理系統維運管理，事前規劃與評估之用。
圖 1、水質調勻系統
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核心觀念
本題考完全混合槽的動態質量平衡。完全混合表示槽內濃度等於出流濃度；槽內溶質質量為 。本題無反應或其他溶質移除機制，因此：
解題方法
初始濃度為：
進流量為 、出流量為 ，故槽內體積隨時間減少：
體積降至零的時間為 ，所以本模型適用於 。
代入溶質質量平衡：
利用 展開左側：
整理得：
解此一階線性微分方程，並套用 ，得到：
第 四 題25 分
專案（Project）係指為完成某一項任務，所需要執行的一系列相關作業（或活動）。而「專案管理（PM, Project Management）」係為規劃、指揮、控制相關資源（例如人力、金錢、設備等），以符合專案在技術、成本及時間等方面的要求，進而順利完成專案。
其中 PERT（Program Evaluation and Review Technique）以及 CPM（Critical Path Method），已普遍及合併應用於 PM 領域中（簡稱 PERT/CPM），作為基於成本與時間考量，尋找出最佳均衡點的一種管理科學方法，請回答下列問題：
（一）某資源回收廠擬擴充其營運量能（Capacity），而其 PERT/CPM 專案管理之 AON（Activity on Node）網路圖，如下圖 2 所示。請分析該專案之「要徑（CP, Critical Path）」，並敘明理由。
（二）若專案管理人歸納本專案之相關作業（或活動）時間條件，如下表 1。請應用 PERT/CPM 及「線性規劃（LP, Linear Programming）」方法，再以作業壓縮時間、作業開始時間作為決策變數，公式化（Formulation）該專案之最佳化可壓縮時程規劃。
圖 2、AON 網路圖示
表 1、相關作業（或活動）時間條件
| 作業 | 正常作業時間（天） | 最大可壓縮時間（天） | 單位壓縮成本（千元） |
|---|---|---|---|
| A | 5 | 2 | 4 |
| B | 7 | 2 | 2.5 |
| C | 4 | 1 | 15 |
| D | 3 | 1 | 5 |
| E | 4 | 1 | 10 |
| F | 5 | 2 | 8 |
| G | 3 | 1 | 2 |
| H | 6 | 4 | 2.25 |
| I | 4 | 1 | 2 |
| J | 2 | 0 | − |
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核心觀念
PERT/CPM 以作業間的先後關係和作業時間分析專案時程。AON 網路圖中，節點代表作業、箭線代表前置關係；專案工期由各條完整路徑中時間最長者決定，該路徑即為要徑。作業壓縮則以增加成本換取作業時間縮短，通常以線性規劃求出符合指定期限的最低壓縮成本方案。
（一）要徑分析
依圖中箭線，從 Start 至 Finish 的完整路徑及正常工期如下：
| 路徑 | 工期（天） |
|---|---|
| Start–A–C–E–F–J–Finish | |
| Start–A–C–E–F–I–Finish | |
| Start–A–D–G–H–I–Finish | |
| Start–B–G–H–I–Finish |
工期最長的是 ，共 天。因此本專案的要徑為：
專案正常工期為 天。要徑上的作業若延誤，且未以其他方式補回時間，專案完工時間就會延後。
（二）線性規劃公式化
令 為作業 的壓縮天數， 為作業 的開始時間， 為專案完工時間。壓縮後作業時間為「正常時間減去壓縮天數」。例如作業 A 的壓縮後時間為 。
題目未提供指定完工期限或成本預算，因此無法據此算出唯一的最佳壓縮方案。以下採用標準的「指定期限下，使總壓縮成本最低」模式，以 表示指定完工期限。成本以千元計。
目標函數為：
各活動的壓縮範圍為：