在急遽增加的工業活動、大量使用石化燃料及濫伐森林的情況下，導致全球二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、全氟碳化物(PFCS)、氫氟碳化物(HFCS)、六氟化硫(SF6)等溫室氣體的大量排放，此六大溫室氣體會吸收紅外線輻射而導致地球暖化。雖然我國並不是京都議定書的締約國，但面對溫室氣體減量卻是不遺餘力，目前國內已提出「溫室氣體減量法」草案，並公告六大溫室氣體為空氣污染物，俾加強管制。
行政院環保署統計我國溫室氣體總排放量自1990年的128百萬公噸CO2e上升至2010年的275百萬公噸CO2e，居全球排名第20名。其中CO2排放量約佔96.48%為最大宗，又以能源使用及工業製程為主要CO2排放源，就整體排放量而言，鋼鐵業位居第三。依據台灣區鋼鐵公會資料顯示，截至目前電弧爐煉鋼廠在台灣共有19家工廠、24座爐體，而且多半分佈於中部以南，尤其較集中於高雄市重工業區。
本研究以99年為基準年，利用ISO14064-1組織溫室氣體排放、減量與移除量化報告指引規範，盤查某電弧爐煉鋼廠溫室氣體排放量，盤查結果顯示溫室氣體總排放量為195,749公噸CO2e，其中CO2排放量195,625公噸CO2e，佔總排放量99.94%，而前五大排放源中電力使用佔63.73%，其次為天然氣佔17.75%、鋼鐵製程佔11.61%、煤油佔3.55%及蒸汽佔3.33%。就減量措施而言，具體減量成效為煉鋼製程的設備部份，我們將煉鋼廠每日連續使用之盛鋼桶預熱器型式由傳統式改為蓄熱式，燃料由煤油改為天然氣，則溫室氣體排放量可減少約5,435公噸CO2e/年；而就單一預熱器來看，更改燃料可減少溫室氣體排放量約64%，減量效益高於型式改造。而預期成效方面為電力部份，若規劃將煉鋼及軋鋼製程所需之冷卻系統的泵浦馬達都加裝變頻器，假設電力可節省30%，則溫室氣體排放量減少約1,682.37公噸CO2e/年，故上述減量措施將可降低該電弧爐煉鋼廠溫室氣體排放量共約7,117.37公噸CO2e/年，減量效益達3.6%。
整體而言，執行溫室氣體盤查不僅可對碳排放及能源消耗做整合管理，且電弧爐煉鋼廠無論生產不銹鋼或碳鋼製程，所使用之燃料、製程設備或電力設備差異性並不大，亦可提供業界應用做為減量改善之參考。

With the rapid industrial development, excessive usage of fossil fuel, and uncontrolled forest logging, the increasing amount of GHG emissions, including CO2, CH4, N2O, PFCS, HFCS, and SF6, absorbs the radiation of infrared rays and thus causes global warming. Although Taiwan is excluded from the Kyoto Protocol, Taiwan still actively deal with the problem of greenhouse gases with great efforts. To date, Taiwan has proposed “Greenhouse Gases Emission Reduction Act”, claiming these six greenhouse gases to be criteria air pollutants needs to be well controlled.
Taiwan Environmental Protection Administration reported that the total amount of CO2e emissions in Taiwan has increased to 2.75 million metric tons in 2010, compared to the amount of 1.28 million metric tons in 1990, ranking the twentith country in the world. Of all the greenhouse gasses, the emissions of CO2 account for about 96.48%, and the energy consumption and industrial process are the primary emission sources of CO2. With regard to the total emissions, iron and steel industry ranks the third in Taiwan. Taiwan Steel & Iron Industries Association reports that, so far, there are 19 electric arc furnace plants and 24 furnaces, and most of which are located at the central and southern Taiwan, particularly in Kaohsiung City.
This study chose 2010 as the base year, utilizing the guidelines of ISO 14064-1 for GHG emissions, reduction, and removal, to investigate the GHG emissions in a selected electric arc furnace plant. This study revealed that the total amount of CO2e emissions was about 195,749 metric tons. Of all the GHG emissions, CO2 accounts for 195,625 metric tons, which was 99.94% of total amount. In addition, with regard to the top five emissions, electricity usage accounts for 63.73%, natural gases 17.75%, iron and steel process 11.61%, kerosene 3.55%, and steam 3.33%. For the reduction strategies, the main approach for GHG reduction is the steelmaking process, and we selected the change of the traditional model of ladle preheater for high-cycle regenerative system, and kerosene to natural gases, through which the amount of GHG emissions can be reduced to 5,435 metric tons per year. In the aspect of single preheater, fuel change can reduce about 64% of total GHG emissions, whose efficacy was higher than the model change. With regard to the expected efficiency of electricity, if the pump motor of cooling system used in the steelmaking and steel-rolling process is installed with converter, presuming that the electricity can save 30%, the GHG emissions could reduce about 1,682.37 metric tons of CO2e per year. Therefore, under the above reduction strategies, the GHG emissions in the electric arc furnace plant can reduce 7,117.37 metric tons of CO2e per year, and the reduction efficacy reached to 3.6%.
In summary, the practice of GHG inspection can not only integrate the management of carbon emission and energy consumption, but also provide the industries with the reference of reduction improvement. In addition, it doesn’t make too much difference among the fuel usage, process devices, or electricity equipment during the process of producing either stainless steel or carbon steel in the electric arc furnace plants.

謝誌…………………………………………………………………… I

中文摘要……………………………………………………………… II

英文摘要……………………………………………………………… IV

目錄…………………………………………………………………… VI

表目錄………………………………………………………………… IX

圖目錄………………………………………………………………… XI

第一章 緒論………………………………………………………… 1-1
1-1 研究動機……………………………………………………... 1-1
1-2 研究目的與範疇……………………………………………... 1-2
1-3 研究流程……………………………………………………... 1-4
第二章 文獻回顧…………………………………………………… 2-1
2-1 溫室氣體的影響……………………………………………... 2-1
2-2 溫室效應的現況與預測……………………………………... 2-2
2-3 溫室氣體的種類與特性……………………………………... 2-4
2-3-1 溫室氣體主要種類……………………………………… 2-4
2-3-2 溫室氣體的特性………………………………………… 2-5
2-4 溫室氣體的背景與排放來源………………………………... 2-6
2-5 溫室氣體盤查標準及排放量推估方法……………………... 2-10
2-5-1 溫室氣體盤查標準及工具……………………………… 2-10
2-5-2 溫室氣體排放量推估方法……………………………… 2-13
2-6 國際間溫室氣體減量趨勢…………………………………... 2-17
2-6-1 國際間溫室氣體減量策略……………………………… 2-17
2-6-2 國際間溫室氣體減量技術……………………………… 2-18
2-6-3 各國溫室氣體減量發展與成效………………………… 2-19
2-6-4 國際間鋼鐵業溫室氣體排放及減量…………………… 2-21
2-7 我國溫室氣體減量政策及措施……………………………... 2-23
2-7-1 溫室氣體排放現況及減量管理制度…………………… 2-23
2-7-2 各產業界溫室氣體盤查及實際減量作為……………… 2-24
2-8 我國鋼鐵業溫室氣體排放及管理現況……………………... 2-25
2-8-1 鋼鐵業特性與溫室氣體排放情形……………………… 2-25
2-8-2 我國鋼鐵業溫室氣體盤查及減量措施相關案例……… 2-27
第三章 研究方法…………………………………………………… 3-1
3-1 溫室氣體盤查組織架構建置………………………………... 3-2
3-2 研究年度之選擇……………………………………………... 3-3
3-3 邊界設定……………………………………………………... 3-4
3-3-1 組織邊界設定…………………………………………… 3-4
3-3-2 營運邊界設定…………………………………………… 3-6
3-4 溫室氣體排放源鑑別………………………………………... 3-7
3-5 溫室氣體排放源活動數據收集……………………………... 3-9
3-6 排放係數及GWP值選用…………………………………… 3-11
3-6-1 排放係數計算方式……………………………………… 3-11
3-6-2..GWP值選用原則……………………………………….. 3-14
3-7 溫室氣體排放源量化及內部查證…………………………... 3-15
3-8 溫室氣體排放減量計畫及目標……………………………... 3-16
第四章 結果與討論………………………………………………… 4-1
4-1 盤查邊界設定結果…………………………………………... 4-1
4-1-1 組織邊界設定結果……………………………………… 4-1
4-1-2 營運邊界設定結果……………………………………… 4-3
4-2 溫室氣體排放源鑑別結果…………………………………... 4-5
4-3 溫室氣體排放源活動數據收集結果………………………... 4-7
4-4 排放係數引用計算結果……………………………………... 4-11
4-5 溫室氣體排放量……………………………………………... 4-13
4-5-1 溫室氣體排放量清冊…………………………………… 4-13
4-5-2 直接排放源溫室氣體排放量(範疇一)…………………. 4-16
4-5-3 能源間接排放源溫室氣體排放量(範疇二)……………. 4-18
4-5-4 溫室氣體總排放量……………………………………… 4-20
4-6 減量措施探討與成效評估…………………………………... 4-22
4-6-1 先期溫室氣體減量政策及成效分析…………………… 4-22
4-6-2 電力使用可行減量措施分析…………………………… 4-24
4-6-3 製程設備燃料使用減量措施分析……………………… 4-26
4-6-4 其他溫室氣體排放源減量措施評估…………………… 4-30
4-6-5 整體溫室氣體減量措施效益分析……………………… 4-30
第五章 結論與建議………………………………………………… 5-1
5-1 結論…………………………………………………………... 5-1
5-2 建議…………………………………………………………... 5-2
參考文獻…………………………………………………………….... R-1
附錄A……………………………………………………………….... A-1
附錄B…………………………………………………………………. B-1

表 目 錄
頁次
表1-1 我國電弧爐煉鋼廠數量彙整統計表……………………….. 1-4
表2-1 二十一世紀末全球平均地表溫度變化和海平面上升預估.. 2-4
表2-2 溫室氣體在大氣中生命週期……………………………….. 2-5
表2-3 主要溫室氣體來源及影響………………………………….. 2-6
表2-4 我國燃料燃燒CO2排放指標跨國比較…………………….. 2-7
表2-5 溫室氣體盤查標準及工具優缺點比較…………………….. 2-13
表2-6 溫室氣體排放源量化方法優缺點比較…………………….. 2-15
表2-7 溫室氣體在不同評估期間尺度之GWP值………………... 2-16
表2-8 部份附件一國家溫室氣體減量目標……………………….. 2-19
表2-9 各國溫室氣體排放量逐年變化情形……………………….. 2-20
表2-10 各國溫室氣體減量成效分析彙整表……………………….. 2-20
表2-11 煉鋼廠能源消耗情形比較………………………………….. 2-26
表2-12 鋼鐵業溫室氣體減量成效………………………………….. 2-27
表2-13 鋼鐵業歷年節能與溫室氣體減量措施及效益統計表…….. 2-28
表3-1 鋼鐵業常見營運邊界溫室氣體排放源彙整表…………….. 3-8
表3-2 我國公告常用溫室氣體排放係數管理表範例…………….. 3-13
表3-3 IPCC評估報告歷次公告之GWP值………………………. 3-14
表3-4 某電弧爐煉鋼廠溫室氣體排放減量計畫表……………….. 3-17
表4-1 某電弧爐煉鋼廠營運邊界設定彙整表…………………….. 4-4
表4-2 某電弧爐煉鋼廠溫室氣體排放源鑑別表………………….. 4-6
表4-3 某電弧爐煉鋼廠溫室氣體排放源活動數據收集結果彙整表……………………………………………………………..

表4-4 能源及燃料溫室氣體排放係數引用彙整表……………….. 4-11
表4-5 製程原物料溫室氣體排放係數計算結果彙整表………….. 4-12
表4-6 逸散性溫室氣體排放源排放係數引用彙整表…………….. 4-13
表4-7 某電弧爐煉鋼廠各溫室氣體排放源排放量清冊………….. 4-14
表4-8 某電弧爐煉鋼廠範疇一溫室氣體排放量統計表………….. 4-16
表4-9 某電弧爐煉鋼廠範疇二溫室氣體排放量統計表………….. 4-18
表4-10 某電弧爐煉鋼廠各範疇別溫室氣體排放量及所佔比例….. 4-20
表4-11 某電弧爐煉鋼廠六大溫室氣體種類排放量及所佔比例….. 4-21
表4-12 某電弧爐煉鋼廠先期溫室氣體減量措施執行表………….. 4-22
表4-13 某電弧爐煉鋼廠盛鋼桶預熱器清單資料………………….. 4-27
表4-14 某電弧爐煉鋼廠整體預熱器燃料使用及溫室氣體排放情形……………………………………………………………..

表4-15 某電弧爐煉鋼廠盛鋼桶預熱器溫室氣體排放量分析…….. 4-30

圖 目 錄
頁次
圖1-1 我國歷年燃料燃燒CO2排放總量變化趨勢圖…………….. 1-2
圖1-2....2005年溫室氣體排放總量行業別佔比統計………………. 1-3
圖1-3 研究流程圖………………………………………………….. 1-4
圖2-1 溫室效應示意圖…………………………………………….. 2-2
圖2-2 全球平均溫度、海平面及北半球積雪變化圖…………….. 2-3
圖2-3 我國溫室氣體排放結構圖………………………………….. 2-5
圖2-4 大氣中CH4濃度變化趨勢圖……………………………….. 2-8
圖2-5 大氣中N2O濃度變化趨勢圖………………………………. 2-9
圖2-6 台灣地區歷年溫室氣體排放總量變化趨勢圖…………….. 2-23
圖2-7 台灣鋼鐵業歷年溫室氣體排放總量……………………….. 2-26
圖2-8 中鋼公司歷年溫室氣體排放量與產能關係……………….. 2-29
圖3-1 研究方法執行流程圖……………………………………….. 3-1
圖3-2 電弧爐煉鋼廠溫室氣體盤查推動管理委員會組織架構圖.. 3-2
圖3-3 溫室氣體盤查組織邊界設定示意圖……………………….. 3-5
圖3-4 溫室氣體盤查營運邊界設定示意圖……………………….. 3-6
圖3-5 溫室氣體排放源活動數據收集概念圖…………………….. 3-10
圖4-1 某電弧爐煉鋼廠廠區平面配置示意圖…………………….. 4-2
圖4-2 某電弧爐煉鋼廠組織邊界設定範圍……………………….. 4-2
圖4-3 某電弧爐煉鋼廠範疇一溫室氣體排放類別比例………….. 4-17
圖4-4 某電弧爐煉鋼廠範疇一溫室氣體排放源所佔排放量比例.. 4-18
圖4-5 某電弧爐煉鋼廠範疇二溫室氣體排放源所佔排放量比例.. 4-19
圖4-6 某電弧爐煉鋼廠前五大溫室氣體排放源佔總排放量之比例……………………………………………………………..

圖4-7 某電弧爐煉鋼廠先期執行溫室氣體減量成果…………….. 4-23
圖4-8 軋鋼冷卻系統泵浦馬達功率輸出變化…………………….. 4-24
圖4-9 煉鋼冷卻系統泵浦馬達功率輸出變化…………………….. 4-25
圖4-10 某電弧爐煉鋼廠預熱器燃料使用及溫室氣體排放關係….. 4-28
圖4-11 某電弧爐煉鋼廠先期及本研究執行溫室氣體之減量成效.. 4-31

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