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研究生:沈宗桓
研究生(外文):Tsung-Huan Sheng
論文名稱:工業部門能源消費與CO2、SOx及NOx排放之特性分析
論文名稱(外文):The characteristic analysis of the energy consumption and CO2, SOx, NOx emissions of industrial sectors in Taiwan
指導教授:林素貞林素貞引用關係
指導教授(外文):Sue-Jane Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:環境工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:156
中文關鍵詞:乘數分析CO2減量能源密集度迪氏因素分解法工業部門投入產出彈性值
外文關鍵詞:elasticity valueDivisia decomposition analysisinput-output analysisCO2 reductionmultiplier analysisenergy intensityenergy use of industry
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中文摘要

本研究之目的,首先針對國內工業部門中各產業之能源消費、污染排放作產業關聯及乘數效果之分析探討,再以因素分解法探討歷年影響國內工業部門SOx、NOx及CO2排放之主要因素,並與其他先進工業國相比較,以提供未來我國管制CO2與研擬減量策略之參考。
研究結果顯示,工業部門中各產業之產業關聯特性多屬於具有明顯的向後關聯效果,但對於支持其他產業發展並不明顯之類型。歷年能源消費結構配比方面,主要是以油品與煤品為消費大宗,且以鋼鐵業、石化原料業、水泥業、紡織業與其他非金屬礦物製品業等所佔之能源消費比例最為明顯。此外,這些產業歷年能源乘數或是污染乘數值皆為較其他產業為高,顯示其為高耗能、高污染之產業。
由因素分析結果得知,在CO2排放量的變動因素中,經濟成長是最大的影響因素,而產業結構配比則為最重要的減量因素;SOx排放變動之結果顯示,歷年來SOx排放量呈現顯著的下降,其中最重要的減量因素為污染係數的降低,而唯一的增量因素為經濟成長所帶來的效應。至於NOx方面,帶動工業部門NOx排放減量的主要因素為產業結構配比的改變,經濟成長因素仍為增量的主要因素。未來工業部門CO2減量策略應由污染係數、能源密集度、產業結構配比及經濟影響四個方向著手,配合經濟與政策工具,以達減量目標,雖然我國能源消費歷年來較美、日、德三國為低,但能源生產力與環境效益皆較先進工業國為差,顯示未來我國工業部門在能源使用效率與污染排放減量方面皆須進一步努力,使我國能及早因應國際間溫室氣體減量之壓力趨勢,並能晉身於先進工業國家之林。
Abstract

The purpose of this study is to analyze the characteristics of the energy consumption and air pollutant emissions of industrial sectors in Taiwan. This study uses input-output analysis and multiplier analysis to identify inter-industry linkage, energy consumption and CO2, SOx, NOx emission characteristics, and Divisia decomposition analysis is used to assess major factors effecting the CO2, SOx, NOx emission changes of industrial sectors of Taiwan. Furthermore, results of productivity was compared with other developed countries, such as United States, Japan and Germany, it is hoped that this study will be of value for CO2 emission reduction strategies and related economical measures for policy-making in the future to respond to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC).
Results indicate that most industries in Taiwan have higher backward linkage values than forward linkage effects. The major forms of energy use in industrial department are fuel oil and coal. Industries such as the Iron & Steel industry, Petro-chemical material industry, Cement industry, Textile industry and Non-metallic mineral products industry are the major energy consumption sources in Taiwan. Besides, these industries’ energy or pollution multipliers are higher than other industries in Taiwan. In the other word, these industries are high-energy consumption and high-pollutant emission industries.
Results of factor analysis have shown that economic growth was the major factor for the increase of CO2 emission, while the structure share was the most important factor for CO2 reduction. The major factor for the decrease of SOx emission was the improvement of emission factor, and economical growth caused the increase of SOx emission. In the case of NOx emission changes, economic growth was still the most important factor for NOx emission increase while the structure share was the major factor for NOx decrease. In the future, CO2 emission reduction strategies for industry in Taiwan should include four directions: control of emission factor, energy intensity, structure share and economic growth to achieve the CO2 reduction objectives. Although the total amount of energy consumption of industry in our country is much less than United States, Japan and Germany, the energy intensity and environmental quality are both worse than these developed countries. Therefore, in order to respond with the UNFCCC, we should upgrade our country’s industry, strive to improve the efficiency of energy-use and work out the strategies for pollutant emission reduction as soon as possible
總目錄

中文摘要……………………………………………………………… A
英文摘要……………………………………………………………… B
誌謝…………………………………………………………………… D
總目錄………………………………………………………………… E
表目錄………………………………………………………………… I
圖目錄………………………………………………………………… L
第一章 緒論…………………………………………………………… 1
1.1 研究背景與目的……………………………………………... 1
1.2 研究方法與架構……………………………………………... 2
1.3 研究範圍……………………………………………………... 2
1.4 研究內容概述………………………………………………... 4
第二章 研究方法與文獻回顧………………………………………… 6
2.1 投入產出分析法……………………………………………... 6
2.1.1 投入產出法理論介紹……………………………….…. 6
2.1.2 相關文獻回顧……………………………………….…. 9
2.1.3 產業關聯效果分析…………………………………… 10
2.2 乘數分析……………………………………………………. 11
2.2.1 能源乘數…………………………………………….…12
2.2.2 污染乘數……………………………………………….12
2.2.3 相關文獻回顧………………………………………….13
2.3 因素分解法…………………………………………………..13
2.3.1 因素分解法理論介紹………………………………….13
2.3.2 相關文獻回顧………………………………………….15
2.5 資料來源與處理……………………………………………..16
第三章 產業經濟、能源與環境投入產出分析……………………..19
3.1 產業關聯效果變動分析…………………………………….19
3.1.1 向前關聯效果…………………………………………19
3.1.2 向後關聯效果…………………………………………21
3.1.3 綜合討論………………………………………………23
3.2 乘數分析…………………………………………………….27
3.2.1 能源乘數分析…………………………………………27
3.2.2 污染乘數分析…………………………………………29
第四章 工業部門能源消費之變動趨勢分析………………………..35
4.1 我國工業部門能源消費變動趨勢分析…………………….35
4.1.1 工業部門產業能源消費結構配比……………………35
4.1.2 工業部門產業能源密集度與生產力之分析…………40
4.1.3 綜合討論……………………………………………....49
4.2 我國與美、日、德三國能源消費趨勢比較……………….58
第五章 我國工業部門污染排放變動趨勢分析……………………..62
5.1 我國工業部門污染排放變動趨勢………………………….62
5.1.1 CO2排放變動趨勢分析………………………………..62
5.1.2 SOx排放變動趨勢分析………………………………..68
5.1.3 NOx排放變動趨勢分析………………………………..71
5.2 我國與美、日、德三國工業部門污染排放趨勢比較……..75
5.2.1 各國工業部門CO2排放趨勢比較…………………….75
5.2.2各國工業部門SOx排放趨勢比較……………………..77
5.2.3各國工業部門NOx排放趨勢比較……………………..79
第六章 工業部門污染量排放變動因素分析………………………...82
6.1 工業部門污染量排放變動因素分析………………………..82
6.1.1 CO2排放變動因素分析………………………………...82
6.1.2 SOx排放變動因素分析…………………………………88
6.1.3 NOx排放變動因素分析………………………………..94
6.2 重要污染產業之排放特性與削減策略分析………………..100
6.2.1 重要CO2污染產業之排放特性分析………………….101
6.2.2 重要SOx污染產業之排放特性分析…………………..105
6.2.3重要NOx污染產業之排放特性分析…………………..109
6.3 美、日、德三國污染排放變動之因素分析及比較………...113
6.3.1 美國……………………………………………………..113
6.3.2 日本……………………………………………………..118
6.3.3 德國……………………………………………………..122
6.3.4 我國與美、日、德相關因素分析之比較……………..126
第七章 工業部門未來CO2減量策略與分析………………………....128
7.1 減量背景………………………………………………………128
7.2 工業部門未來CO2減量策略分析…………………………...132
7.2.1 污染係數效果…………………………………………...132
7.2.2 能源密集度效果………………………………………...133
7.2.3 產業結構配比效果……………………………………...136
7.2.4 經濟成長效果…………………………………………...143
第八章 結論與建議……………………………………………………145
8.1 結論………………………………………………………….145
8.2 建議………………………………………………………….148
參考文獻………………………………………………………………..150
附表一:固定污染源空氣污染物排放標準…………………………..157

表目錄
表1.1-1 工業部門產業分類對照表……………………………………4
表2.1-1 投入產出表基本格式…………………………………………7
表3.1-1 工業部門各產業歷年關聯效果變動情形…………………...20
表3.1-2 工業部門各產業感應度變動情形…………………………...21
表3.1-3 工業部門各產業影響度變動情形…………………………...22
表3.2-1 工業部門各產業民國85年至88年能源乘數變動情形…...28
表3.2-2 工業部門各產業民國85年至88年CO2乘數變動情形…...30
表3.2-3 工業部門各產業民國85年至88年SOx乘數變動情形…...32
表3.2-4 工業部門各產業民國85年至88年NOx乘數變動情形…...33
表4.1-1 工業部門各產業能源消費結構變動趨勢(1)………………...38
表4.1-2 工業部門各產業能源消費結構變動趨勢(2)………………...39
表4.1-3 工業部門歷年能源密集度與生產力變動趨勢(1)…………...41
表4.1-4 工業部門歷年能源密集度與生產力變動趨勢(2)…………...42
表4.1-5 工業部門歷年能源密集度與生產力變動趨勢(3)…………...45
表4.1-6 工業部門歷年能源密集度與生產力變動趨勢(4)…………...47
表4.2-1 各國工業部門戰佔全國產業結構配比………………………59
表4.2-2 各國工業部門歷年生產力趨勢………………………………60
表5.1-1 工業部門產業能源消費之CO2排放配比與彈性值分析(1)...64
表5.1-2 工業部門產業能源消費之CO2排放配比與彈性值分析(2)...66
表5.1-3 工業部門產業能源消費之SOx排放配比與彈性值分析……70
表5.1-4 工業部門產業能源消費之NOx排放配比與彈性值分析……73
表5.2-1 各國工業部門單位能源消費之CO2排放趨勢………………76
表5.2-2 各國工業部門單位GDP之CO2排放趨勢…………………..76
表5.2-3 1990年至1998年各國工業部門污染排放趨勢變動表……..77
表5.2-4 各國工業部門單位能源消費之SOx排放趨勢……………….78
表5.2-5 各國工業部門單位GDP之SOx排放趨勢…………………...78
表5.2-6 各國工業部門單位能源消費之NOx排放趨勢………………79
表5.2-7 各國工業部門單位GDP之NOx排放趨勢…………………..79
表6.1-1 工業部門各產業CO2排放量變動……………………………84
表6.1-2 工業部門各產業CO2排放量變動之污染係數效果…………85
表6.1-3 工業部門各產業CO2排放量變動之能源密集度效果………85
表6.1-4 工業部門各產業CO2排放量變動之產業結構配比效果……87
表6.1-5 工業部門各產業CO2排放量變動之經濟成長效果…………87
表6.1-6 工業部門各產業SOx排放量變動…………………………… 90
表6.1-7 工業部門各產業SOx排放量變動之污染係數效果………….91
表6.1-8 工業部門各產業SOx排放量變動之能源密集度效果……….91
表6.1-9 工業部門各產業SOx排放量變動之產業結構配比效果…….93
表6.1-10 工業部門各產業SOx排放量變動之經濟成長效果………….93
表6.1-11 工業部門各產業NOx排放量變動……………………………96
表6.1-12 工業部門各產業NOx排放量變動之污染係數效果…………97
表6.1-13 工業部門各產業NOx排放量變動之能源密集度效果………97
表6.1-14 工業部門各產業NOx排放量變動之產業結構配比效果……99
表6.1-15 工業部門各產業NOx排放量變動之經濟成長效果…………99
表6.2-1 鋼鐵業CO2排放量變動因素分析…………………………..102
表6.2-2 紡織業CO2排放量變動因素分析…………………………..102
表6.2-3 水泥業CO2排放量變動因素分析…………………………..102
表6.2-4 其他非金屬礦物製品業CO2排放量變動因素分析………..102
表6.2-5 基本化工原料業CO2排放量變動因素分析………………..104
表6.2-6 人造纖維業CO2排放量變動因素分析……………………..105
表6.2-7 鋼鐵業SOx排放量變動因素分析…………………………...107
表6.2-8 基本化工原料業SOx排放量變動因素分析………………...107
表6.2-9 紡織業SOx排放量變動因素分析…………………………...107
表6.2-10 其他非金屬礦物製品業SOx排放量變動因素分析………...107
表6.2-11 食品菸酒業SOx排放量變動因素分析……………………...108
表6.2-12 造紙業SOx排放量變動因素分析…………………………...109
表6.2-13 鋼鐵業NOx排放量變動因素分析…………………………...111
表6.2-14 水泥業NOx排放量變動因素分析…………………………...111
表6.2-15 基本化工原料業NOx排放量變動因素分析………………...111
表6.2-16 紡織業NOx排放量變動因素分析…………………………...111
表6.2-17 其他非金屬礦物製品業NOx排放量變動因素分析………...112
表6.2-18 食品菸酒業NOx排放量變動因素分析……………………...113
表6.3-1 美國工業部門CO2排放變動因素分析……………………...114
表6.3-2 美國工業部門SOx排放變動因素分析……………………....115
表6.3-3 美國工業部門NOx排放變動因素分析……………………...116
表6.3-4 日本工業部門CO2排放變動因素分析……………………...119
表6.3-5 日本工業部門SOx排放變動因素分析………………………120
表6.3-6 日本工業部門NOx排放變動因素分析……………………...121
表6.3-7 德國工業部門CO2排放變動因素分析……………………...123
表6.3-8 德國工業部門SOx排放變動因素分析………………………124
表6.3-9 德國工業部門NOx排放變動因素分析………………………125
表7.1-1 京都議定書各國溫室氣體削減目標………………………….129
表7.2-1 工業部門節能措施與CO2排放減量成效目標表……………137
表7.2-2 工業部門各產業歷年自給率…………………………………140
表7.2-3 工業部門各產業歷年附加價值率……………………………141
表7.2-4 工業部門各產業歷年國內生產毛額…………………………142
表7.2-5 我國製造業未來發展目標……………………………………143

圖目錄
圖1.1-1 基本研究架構…………………………………………………..3
圖3.1-1 民國80年工業部門各產業感應度--影響度分佈圖………....24
圖3.1-2 民國88年工業部門各產業感應度--影響度分佈圖………....25
圖4.1-1 全國與工業部門能源消費變動趨勢………………………….36
圖4.1-2 工業部門各能源消費類別變動趨勢………………………….36
圖4.1-3 民國70-75年工業部門各產業能源消費—經濟成長分佈圖..50
圖4.1-4 民國75-80年工業部門各產業能源消費—經濟成長分佈圖..51
圖4.1-5 民國80-85年工業部門各產業能源消費—經濟成長分佈圖..52
圖4.1-6 民國85-88年工業部門各產業能源消費—經濟成長分佈圖..53
圖4.1-7 工業部門高耗能產業能源密集度變動趨勢………………….54
圖4.2-1 各國工業部門GDP變動趨勢圖……………………………...59
圖4.2-2 各國工業部門能源消費變動趨勢圖………………………….59
圖4.2-3 各國工業部門生產力變動趨勢圖…………………………….61
圖5.1-1 全國與工業部門CO2排放變動趨勢圖………………………63
圖5.1-2 工業部門各能源類別CO2排放變動趨勢……………………63
圖5.1-3 全國與工業部門SOx排放變動趨勢圖………………………69
圖5.1-4 工業部門各能源類別SOx排放變動趨勢……………………69
圖5.1-5 全國與工業部門NOx排放變動趨勢圖………………………72
圖5.1-6 工業部門各能源類別NOx排放變動趨勢……………………72
圖5.2-1 各國工業部門CO2排放變動趨勢……………………………76
圖5.2-2 各國工業部門SOx排放變動趨勢……………………………78
圖5.2-3 各國工業部門NOx排放變動趨勢……………………………79
圖6.1-1 工業部門CO2排放變動因素分析……………………………83
圖6.1-2 工業部門SOx排放變動因素分析……………………………89
圖6.1-3 工業部門NOx排放變動因素分析……………………………95
圖6.3-1 美國工業部門CO2排放變動因素分析……………………..114
圖6.3-2 美國工業部門SOx排放變動因素分析……………………...115
圖6.3-3 美國工業部門NOx排放變動因素分析……………………..116
圖6.3-4 日本工業部門CO2排放變動因素分析……………………..119
圖6.3-5 日本工業部門SOx排放變動因素分析……………………...120
圖6.3-6 日本工業部門NOx排放變動因素分析……………………..121
圖6.3-7 德國工業部門CO2排放變動因素分析……………………..123
圖6.3-8 德國工業部門SOx排放變動因素分析……………………...124
圖6.3-9 德國工業部門NOx排放變動因素分析……………………..125
圖7.1-1 工業部門未來CO2排放減量潛力圖(1)…………………….130
圖7.1-2 工業部門未來CO2排放減量潛力圖(2)…………………….131
參考文獻

一、英文部份
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二、中文部分
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26.張子見,「台灣主要經濟部門能源投入對SOx、NOx及CO2排放量之變動因素分析與預測」,碩士論文,國立成功大學環境工程學系,台南市(1993)。
27.張美惠,投入產出模型之乘數效果分析,私立東吳大學經濟學研究所碩士論文(1986)。
28.張翊峰,林素貞,「以投入產出結構因素分析探討台灣地區CO2排放變動之效應」,第十三屆環境規劃與管理研討會論文集,pp.387~394(2000)。
29.張斐章,許榮哲,「灰色模糊動態規劃於水庫即時操作之應用」,台灣水利,第47卷,第1期,pp.44~53(1999)。
30.曹繼中,「台灣地區石化原料業產品結構優化與二氧化碳減量潛力分析」,碩士論文,國立成功大學環境工程學系,台南市(2000)。
31.許巧鶯,溫裕弘,「應用灰色預測與灰色聚類於航空公司航線運量預測與型態設計」,模糊系統學刊,第4卷,第2期,pp.51~62(1998)。
32.許志義,劉彩雲,「臺灣地區能源消費與經濟成長之投入產出分析」,能源季刊,pp.1~20(1989)。
33.許哲強,陳家榮,「灰色理論在區域需電預測之應用」,能源季刊,第29卷,第4期,pp.96~108(1999)。
34.郭婉容,「個體經濟學」,三民書局,台北(1989)。
35.陳家榮,二氧化碳排放限制對國內經濟之可能影響,溫室氣體減量之經濟工具及其經濟影響研討會論文集,頁81~96(1998)。
36.陳家榮,吳榮華,「台灣地區產業電力需求變動影響因素分析」,能源季刊,第23卷,第2期,pp.22~31(1993)。
37.陳澤義,二氧化碳排放減量對台灣產業發展之影響及其因應對策之研究,經濟部工業局(1997)。
38.黃有評,陳朝光,「灰色系統理論之應用與展望」,模糊系統學刊,第4卷,第1期,pp.1~7(1998)。
39.黃莉琳,「鋼鐵業排放CO2之減量潛力分析與評估」,碩士論文,國立成功大學環境工程學系,台南市(1996)。
40.楊任徵,「台灣地區二氧化碳排放趨勢與抑制潛力探討」,能源季刊,第27卷,第4期,第2~18頁(1997)。
41.楊任徵,台灣抑制二氧化碳排放的潛力與方向探討,溫室氣體減量之經濟工具及其經濟影響研討會論文集,頁283~316(1998)。
42.楊致行、陳玲慧、魏永亮,「我國產業永續發展推動策略」,化工,第46卷,第1期,pp.23~33(1999)。
43.經濟部能委會,中華民國八十九年國際能源統計(雙年刊),經濟部能委會(2000)。
44.經濟部能源委員會,「台灣能源平衡表」,經濟部能源委員會,台北市(1982~1999)。
45.經濟部能源委員會,「能源政策白皮書」,經濟部能源委員會,台北(1998)。
46.經濟部能源委員會,「能源節約年報」,台北(1991~1999)。
47.經濟部統計處,「中華民國、台灣地區-工業生產統計月報」,經濟部統計處,台北(1999)。
48.經濟部統計處,「中華民國、台灣地區-工業生產統計月報」,經濟部統計處,台北(2000)。
49.劉耳至豪,「台灣地區耗能產業與環境品質之研究—以水泥工業為例」,碩士論文,國立成功大學環境工程學系,台南市(1995)。
50.鄧聚龍,「灰色系統理論與應用」,高立圖書有限公司,台北(1999)。

三、網站部分
CIA world factbook 2001:www.odci.gov/cia/publications/factbook
OECD:www.oecd.org
Unfccc Greenhouse Gases Inventory Databases:ghg.unfccc.int
World and non-U.S eco data:coba.shsu.edu/EconFAQ/Data/World/index.html
工研院:www.erl.itri.org.tw/homepage/mainframe.asp
台灣區鋼鐵工業同業公會:www.tsiia.org.tw
台灣經濟研究院:www.tier.gov.tw
台灣綜合研究院:www.tri.org.tw
行政院主計處:www.Dgbasy.gov.tw
行政院環保署全球資訊網:www.epa.gov.tw
經濟部工業局:www.moeaidb.gov.tw
經濟部能委會:www.moeaec.gov.tw/ecw.asp
經濟部統計處:www.moea.gov.tw/~meco/stat/index.html
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1. 25.洪欽銘,李龍鑣,「台灣地區高職教師人數需求之灰色預測模式」,教育研究資訊雙月刊,第4卷,第3期,pp.104~119(1996)。
2. 20.林素貞,張翊峰,「以投入產出分析產業能源耗用與污染排放量之關聯性--以1991年臺灣地區為例」,能源季刊,第25卷,第4期,pp.52~74(1995)。
3. 2.王塗發,「投入產出分析及其應用─臺灣地區實證研究」,臺灣銀行季刊,第三十七卷,第一期,pp.186-218(1986)。
4. 31.許巧鶯,溫裕弘,「應用灰色預測與灰色聚類於航空公司航線運量預測與型態設計」,模糊系統學刊,第4卷,第2期,pp.51~62(1998)。
5. 32.許志義,劉彩雲,「臺灣地區能源消費與經濟成長之投入產出分析」,能源季刊,pp.1~20(1989)。
6. 33.許哲強,陳家榮,「灰色理論在區域需電預測之應用」,能源季刊,第29卷,第4期,pp.96~108(1999)。
7. 36.陳家榮,吳榮華,「台灣地區產業電力需求變動影響因素分析」,能源季刊,第23卷,第2期,pp.22~31(1993)。
8. 38.黃有評,陳朝光,「灰色系統理論之應用與展望」,模糊系統學刊,第4卷,第1期,pp.1~7(1998)。
9. 40.楊任徵,「台灣地區二氧化碳排放趨勢與抑制潛力探討」,能源季刊,第27卷,第4期,第2~18頁(1997)。
10. 42.楊致行、陳玲慧、魏永亮,「我國產業永續發展推動策略」,化工,第46卷,第1期,pp.23~33(1999)。
11. 王家通(民83)。突破教師進修的瓶頸,教師天地,68期。
12. 馬信行(民79)。論教育評鑑標之選擇。現代教育,5卷3期。
13. 張清濱(民85)。教師進修:邁向專業化的途徑。研習資訊雙月刊,
14. 謝水南(民85)。教師在職進修現況分析與策進,研習資訊雙月刊,
15. 嚴翼長(民66)。聯邦德國的師範教育。教育資料集刊第二輯。台
 
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