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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳鵬宇
研究生(外文):Peng-Yu Chen
論文名稱:應用環境健康整合效益模型評估再生能源與節能之污染減量效益
論文名稱(外文):Co-Benefits Analysis of the Renewable Energy and Energy Saving Mechanism Benefits Using an Environmental and Health Co-benefits Model
指導教授:曾昭衡曾昭衡引用關係
指導教授(外文):Chao-Heng Tseng
口試委員:胡憲倫張四立
口試委員(外文):Xian-Lun HuSsu-li Chang
口試日期:2012-07-04
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:環境工程與管理研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:202
中文關鍵詞:空氣污染物溫室氣體環保車輛再生能源系統動態模式成本效益分析
外文關鍵詞:Air pollutantsGreenhouse gasEco-friendly carRenewable EnergySystem dynamicsCost-Benefit Analysis
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本研究為探討再生能源可產生之最大環境效益,分析生質能車輛與其他環保車輛之成本與效益。本研究建立系統動態模式STELLA架構各再生能源替代化石燃料與節電措施之溫室氣體與空氣污染物減量之系統動力模式,並以「環境健康整合效益評估模型」量化各再生能源發電空氣污染物及溫室氣體減量下之經濟及健康效益。
生質柴油及酒精汽油之成本效益分析部分,得知電動汽車為效益最高者,為314,517元/年*輛(2010年新台幣),其次依序B5為308,670元/年*輛)、B2為308,478元/年*輛、新柴油引擎為308,351元/年*輛、油電混合車為270,188元/年*輛、液化石油車為246,572元/年*輛、E10為61,057元/年*輛,最低為E3為43,239元/年*輛。B5柴油引擎車成本效益比為55.32,為各環保車種中最高,而電動汽車雖淨效益最高,但其車價最高,益本比僅5.04,液化石油車成本為負值,原因為成本節省金額較汽油車投資成本高。各再生能源之成本效益分析部分,離岸風力為淨效益最高者,為2,480,135元/百萬度,其次依序為陸上風電為2,384,293元/百萬度、水電為2,362,680元/百萬度、地熱為2,274,131元/百萬度、太陽能為1,922,032元/百萬度、生質能為1,466,347元/百萬度及廢棄物為1,402,133元/百萬度。
本研究以系統動態學軟體STELLA模擬我國能源部門之二大措施:再生能源與節電,並探討節電整合(系統動態學)後與未整合(二者單純相加)之減量差異,當各節電措施未整合執行時,於2010至2030年減量較整合執行下差異約80%。再生能源與節電措施整合共同減量,至2030年空氣污染物PM10、SOX、NOX、CO及NMHC總減量分別為77,739、777,864、1,506,427、291,735及62,774公噸;GHG減量為1,022,351千公噸。再生能源與節電措施以系統動態整合與未整合減量分析之益本比分別為6.93與2.94,表示系統動態整合與否非常重要,其差異原因在於電費受再生能源發展影響後提昇節電量,又再進一步影響發電成本結構。


This study is based on the renewable energy, assuming which will substitute coal-fired power generation, development policy in Taiwan. The monetary costs and the human health benefits from the air pollutants and greenhouse gas reduction are assessed in this study. To determine the maximum environmental benefits of renewable energy, the costs and benefits of biomass energy vehicles and other eco-friendly cars are also assessed. The " Environment and Health Co-benefits Model" is developed and used in evaluating the economic and health benefits, The Renewable Energy Dynamic Model developed by STELLA is used to assess the trend of development in renewable energy and energy saving.
The results show that the benefit of NT$314,517/year*vehicle from the substitution of electric cars for conventional gasoline ones, were larger than other types of eco-friendly cars, which are NT$308,670, 308,478, 308,351, 270,188, 246,572, 61,057, and 43,239per year per vehicle for the B5 bio diesel engine, B2 bio diesel engine, new diesel engine, hybrid, liquefied petroleum, E10 bio ethanol, E3 bio ethanol, respectively. The cost-benefit ratio for the substitution of B5 vehicles for conventional gasoline ones was 55.32and was the highest. the benefit of electric vehicles is the highest, but the cost is also the highest, cost-benefit ratio was only 5.04. The cost of LPG vehicles is negative, because the price and other costs is lower than gasoline vehicle. Cost-benefit analysis of renewable energy show that the benefit of NT$2,480,135/MWh from the substitution of wind-off generation for coal-fired power generation, were larger than other types of renewable energy, which are NT$2,384,293, 2,362,680, 2,274,131, 1,466,347, 1,402,133 per MWh for wind-on, hydro, geothermal, solar, bio, RDF, respectively.
This study used STELLA simulating of renewable energy and save energy, investigating the reduction difference between independent and dependent, 2010 to 2030 the difference is about 80%. Renewable energy and save energy joint implementation to 2030, the air pollutants PM10, SOX, NOX, CO and NMHC will be reduced 77,739, 777,864, 1,506,427, 291,735 and 62,774 tons total, and GHG will be reduced 1,022,351 thousand tons total. The cost-benefit ratio of independent and dependent is 2.93and 6.94.


摘 要 I
ABSTRACT III
目 錄 V
表目錄 IX
圖目錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究流程 4
1.4 研究限制 5
第二章 文獻回顧 6
2.1 空氣污染物及其對健康之影響 6
2.1.1 懸浮微粒(PM10)對健康之影響 8
2.1.2 二氧化氮(NO2)對健康之影響 9
2.1.3 二氧化硫(SO2)對健康之影響 10
2.1.4 ㄧ氧化碳(CO)對健康之影響 11
2.1.5 臭氧(O3)對健康之影響 12
2.2 最大臭氧增量反應性MOIR之理論基礎 13
2.3 再生能源相關介紹及其環境效益 18
2.3.1 太陽能 18
2.3.2 風力 21
2.3.3 地熱 23
2.3.4 生質能 25
2.3.5 慣常水力 27
2.4 國內外對於再生能源之機制探討及補貼獎勵措施 30
2.4.1 補貼再生能源之機制探討 30
2.4.2 國內外對於再生能源之補貼及獎勵措施 33
2.4.2.1 德國 33
2.4.2.2 英國 38
2.4.2.3 西班牙 41
2.4.2.4 美國 46
2.4.2.5 日本 49
2.4.2.6 中國大陸 52
2.4.2.7 台灣 56
2.5 住商、工業部門溫室氣體及空氣污染物減量 59
2.5.1 住商部門減量措施 60
2.5.2 工業部門減量措施 61
2.6 系統動態學 62
2.6.1 系統動態學理論基礎及優勢 62
2.6.2 系統動態模式於環境政策之應用 64
2.6.3 STELLA軟體介紹 66
2.7 成本效益分析 68
2.8 空氣資源整合效益模式(ARCOB MODEL)之應用 69
第三章 研究方法 73
3.1 再生能源之溫室氣體及空氣污染物排放量推估 73
3.1.1 環保車輛排放 73
3.1.2 再生能源發電排放 77
3.2 住商與工業部門用電與空氣污染物及溫室氣體減量推估 81
3.2.1 住商與工業部門用電量 81
3.2.2 住商與工業部門用電與空氣污染物及溫室氣體減量推估 83
3.2.3 減量公式及輸入參數 84
3.3 空氣污染物大氣濃度推估 94
3.3.1 Rollback理論 94
3.3.2 空氣污染物濃度轉換說明 96
3.4 能源環境效益評估模型 99
3.4.1 能源環境效益評估模型之定義 99
3.4.2 空氣污染物濃度與壽命醫療之關係 100
3.4.3 相對風險RR(relative risk)與死亡歸因分率換算 101
3.4.4 台灣國民簡易生命表 103
3.4.5 統計生命價值與生命年價值 105
3.4.6 台灣衛生署健保局醫療支出統計 107
3.5 成本效益分析 109
第四章 結果與討論 113
4.1 各環保車輛之成本效益分析 113
4.1.1 環保車輛之成本分析 113
4.1.2 環保車輛之效益分析 117
4.1.3 環保車輛之益本比分析 120
4.2 燃煤發電基準排放量推估結果 122
4.3 再生能源減量推估結果 124
4.4 住商與工業部門用電溫室氣體及空氣污染物減量系統動力模式 127
4.4.1 減量情境設定說明 127
4.4.2 住宅部門 127
4.4.3 商業部門 136
4.4.4 工業部門 150
4.4.5 綜合各部門節電措施 161
4.5 以系統動態學整合再生能源與節電措施 165
4.5.1 整合後節電措施減量推估結果 165
4.5.2 綜合節電措施整合與未整合執行之比較 173
4.5.3 再生能源與節電措施減量推估結果 176
4.6 再生能源與節電措施之成本效益分析 180
4.6.1 再生能源與節電措施之成本分析 180
4.6.2 再生能源與節電措施之效益分析 187
4.6.3 益本比分析 190
4.7 與其他研究結果相比較 191
第五章 結論與建議 194
5.1 結論 194
5.2 建議 195
參考文獻 196


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