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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:呂佩玲
研究生(外文):Pei-ling Lu
論文名稱:電力消費與二氧化碳排放趨勢變動及關聯分析
論文名稱(外文):Trend and Relation Analysis of Electricity Consumption and CO2 Emission
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:169
中文關鍵詞:脫鉤指標分析因素分解CO2排放係數CO2密集度電力密集度灰色關聯分析
外文關鍵詞:electricity intensitydecomposition analysisCO2 emission coefficientgrey relational analysisdecoupling indicator analysis
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本研究主要是利用因素分解、灰色關聯分析及脫鉤指標分析等方法,探討影響台灣地區電力消費及CO2排放之關鍵因素。首先藉由因素分解及灰色關聯分析法,找出影響電力消費及CO2排放的關鍵因素,進一步以脫鉤指標分析電力消費、CO2排放與GDP之間關係;最後亦利用因素分解法比較日本、南韓、英國、德國及荷蘭等國之電力CO2排放趨勢與關鍵因素之差異。
研究結果顯示,在電力消費、CO2排放與經濟成長方面,在民國70至95年間,年平均成長率均為正值,且在電力CO2排放方面,25年來大幅成長,民國95年已占全國CO2排放的57.15%。
在因素分解方面,導致電力消費持續增加的主要因素為人均GDP,人口因素雖然影響不大,但在歷年來亦呈現增量的影響。CO2排放係數在民國75年以前呈現減量效應,其後由於發電結構中高碳的燃料比例增加,導致CO2排放係數成為增量因子。電力密集度在大部分時期為增量效應,唯近年來略有改善。
在灰色關聯分析方面,影響電力CO2排放最主要的因子為電力消費量,其次為GDP與人口數;影響電力消費最主要的因子為GDP,其次分別是人口數與電價。
在電力消費與GDP脫鉤指標分析結果,OECD脫鉤指標多年來為無脫鉤現象,且有惡化的趨勢;而Tapio脫鉤指標則以擴張連結與擴張負脫鉤為主。在電力CO2與GDP脫鉤指標分析結果顯示,OECD脫鉤指標初期是呈現相對脫鉤的情況,75年後則轉變為無脫鉤的狀態;Tapio脫鉤指標於初期脫鉤狀態是為弱脫鉤,其後惡化成為擴張負脫鉤。在CO2與電力消費脫鉤指標分析方面,OECD脫鉤指標由相對脫鉤轉變為無脫鉤的現象;Tapio脫鉤指標在民國70-75年間由弱脫鉤變為擴張負脫鉤,顯示有惡化的情況。
各國於1990至2005年電力消費、CO2排放與經濟成長趨勢分析結果顯示,電力消費與CO2排放量以日本為最大,而我國與韓國則是成長幅度最大且成長最迅速。英國、德國與荷蘭電力CO2排放年平均成長率皆為負值,顯示台、日、韓等國在電力消費及CO2排放減量仍有相當的改善空間。
各國因素分解結果顯示,人均GDP與人口在所有的國家都是增量因素,且人均GDP的影響程度遠大於人口;CO2排放係數在所有國家皆為減量效應;電力密集度除英國以外,均為增量效應。
The decomposition analysis and grey relational analysis were applied in this study to identify the major factors affecting the electricity consumption and CO2 emission in Taiwan. In addition, the OECD and Tapio decoupling index were used to explore the relationships among the electricity consumption, CO2 emission and economic development. Furthermore, major factors affecting the CO2 emission of electricity consumption and were conducted by the decomposition analysis and results were compared among Japan, Korea, UK, Germany and the Netherlands.
Results of this study have shown that the electricity consumption, CO2 emission and economic growth experienced increasing growth rates. The CO2 emission of electricity consumption has dramatically increased for the past of 25 years. In 2006, the CO2 emission from the electricity consumption accounted for 57.15% of total CO2 emission.
Results from decomposition analysis indicated that GDP per person and population were the major factors for emission increase. The factor of emission coefficient had a decreasing effect before 1986 and then it demontrated an increasing effect because the fuel structure shifted to high-carbon fossil fuel after 1986. Furthermore, the influence of electricity intensity was improved in recent years even though it had an increasing effect over the period.
Results of grey relational analysis showed that the electricity consumption had the greatest effect affecting CO2 emission, followed by GDP and population. The factors affecting electricity consumption were GDP, population and electricity price.
Results of electricity consumption and GDP decoupling indicator analysis indicated that the OECD decoupling index had a coupling effect whereas the expansive coupling and expansive negative decoupling were observed by Tapio decoupling index. In addition, CO2 emission and GDP decoupling index analysis showed that the OECD decoupling index displayed relative decoupling before 1986 and non-decoupling after 1986. As for Tapio decoupling index, it revealed weak decoupling before 1986 and expansive negative decoupling after 1986. Furthermore, the relationship between CO2 emission and electricity consumption indicated that the OECD decoupling index showed relative decoupling effect in the 1990’s and then it experienced coupling effect in the recent years. Similarly, the Tapio decoupling index was observed to be weak decoupling and expansive negative decoupling, which implied a trend of deterioration.
The electricity consumption, CO2 emission and economic growth of Japan, Korea, UK, Germany, the Netherlands, and Taiwan were further compared. It can be found that the electricity consumption and CO2 emission in Japan were much higher than the other countries over the period. Regarding the requirement of electricity and CO2 emission in the South Korea and Taiwan, they both increased substantially. The CO2 emission in UK, Germany and Netherlands had a negative growth, which implied that the CO2 emission in these countries had improved in the recent years.
Decomposition analysis among all countries suggested that GDP per person and population were two major factors for the increase of CO2. Besides, CO2 emission coefficient had a decreasing effect in each country. Electricity intensity was an increasing factor, except for UK.
中文摘要 ................................................................................................... Ⅰ
英文摘要 ................................................................................................... Ⅲ
誌謝 ........................................................................................................... Ⅴ
總目錄 ....................................................................................................... VII
表目錄 ....................................................................................................... XI
圖目錄 ....................................................................................................... XIII
第一章 緒論 ......................................... 1
1.1 研究動機與目的 .................................................. 1
1.2 研究方法與架構 ................................. 2
1.3 資料來源與處理 ................................. 3
1.4 章節概述 ....................................... 4

第二章 文獻回顧與研究方法 ........................... 9
2.1 因素分解 ......................................... 9
2.1.1 相關文獻回顧 ................................... 9
2.1.2 迪氏指標法 .................................... 11
2.2 灰色關聯分析法 ................................... 17
2.2.1 相關文獻回顧 ................................... 17
2.2.2 灰色關聯分析法 ................................. 19
2.3 脫鉤指標 ......................................... 21
2.3.1 相關文獻回顧 ................................... 21
2.3.2 OECD脫鉤指標 ................................... 23
2.3.3 Tapio脫鉤指標 .................................. 24

第三章 我國電力消費、經濟成長、CO2排放趨勢及彈性係數變化分析 ................................................. 31
3.1 電力消費趨勢分析 ................................. 31
3.2 電力CO2排放趨勢分析 .............................. 34
3.3 經濟成長趨勢分析 ................................. 34
3.4 人口成長趨勢分析 ................................. 38
3.5 電力密集度變動趨勢及彈性係數分析 ................. 38
3.5.1 電力密集度變動趨勢 ............................. 40
3.5.2 電力消費對GDP之彈性係數變化 .................... 42
3.6 電力二氧化碳密集度變動趨勢及彈性係數分析 ......... 42
3.6.1 電力二氧化碳密集度變動趨勢 ..................... 42
3.6.2 電力二氧化碳排放對GDP之彈性係數變化 ............ 46
3.7 電力二氧化碳排放係數變動趨勢及彈性係數分析 ....... 48
3.7.1 電力二氧化碳排放係數變動趨勢 ................... 48
3.7.2 電力二氧化碳排放對電力消費之彈性係數變化 ....... 49
3.8 綜合討論 ......................................... 52

第四章 我國電力CO2因素分解與灰色關聯分析 ............ 55
4.1 電力消費CO2排放變動因素分解 ...................... 55
4.1.1 二氧化碳排放係數 ............................... 56
4.1.2 電力密集度 ..................................... 56
4.1.3 人均GDP ....................................... 57
4.1.4 人口數 ......................................... 57
4.2 灰色關聯分析 ..................................... 57
4.3 小結 ............................................. 63

第五章 我國脫鉤指標分析 ............................. 67
5.1 OECD脫鉤指標 ..................................... 67
5.1.1 電力消費與GDP脫鉤指標分析 ...................... 67
5.1.2 電力CO2與GDP脫鉤指標分析 ....................... 70
5.1.3 電力消費與CO2脫鉤指標分析 ...................... 70
5.1.4 小結 ........................................... 73
5.2 Tapio脫鉤指標 .................................... 76
5.2.1 電力消費與GDP脫鉤指標分析 ...................... 76
5.2.2 電力CO2與GDP脫鉤指標分析 ....................... 76
5.2.3 電力消費與CO2脫鉤指標分析 ...................... 80
5.2.4 小結 ........................................... 83
5.3 綜合討論 ......................................... 87

第六章 各國電力、經濟與CO2排放趨勢及相關彈性係數變化 89
6.1各國電力消費趨勢比較 .............................. 89
6.2 各國電力消費之CO2排放趨勢 ........................ 91
6.3 各國經濟成長趨勢 ................................. 92
6.4 各國電力密集度變化趨勢與彈性係數分析 ............. 96
6.5 各國電力二氧化碳密集度變化趨勢與彈性係數分析 ..... 103
6.6 各國電力之二氧化碳排放係數變化趨勢與彈性係數分析.. 107
6.7 小結 ............................................. 114

第七章 各國CO2排放變動分析及相關CO2減量政策比較 ..... 123
7.1 各國因素分解探討 ................................ 123
7.1.1 日本 ........................................... 123
7.1.2 韓國 ........................................... 126
7.1.3 英國 ........................................... 129
7.1.4 德國 ........................................... 130
7.1.5 荷蘭 ........................................... 134
7.2 小節 ........................................... 137

第八章 結論與建議 ................................................... 139
8.1 結論 ............................................. 139
8.2 建議與後續研究 ................................... 146

參考文獻 ................................................... 149
附錄一 各國歷年發電燃料結構 .......................... 157
附錄二 各國發電結構比例 .............................. 159
附錄三 六國CO2減量目標及電力相關CO2減量策略 .......... 161
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