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系統識別號 U0026-0509201514475500
論文名稱(中文) 道路生態工程之碳足跡分析
論文名稱(英文) Carbon footprint analysis for ecological engineering of roadways
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 工程管理碩士在職專班
系所名稱(英) Institute of Engineering Management (on the job class)
學年度 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 李雅君
研究生(英文) Ya-Chun Li
電子信箱 icekidlanew@gmail.com
學號 N07011038
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 78頁
口試委員 指導教授-張行道
口試委員-黃榮堯
口試委員-蔡雅雯
中文關鍵字 生態工程  生命週期評估  碳足跡  道路  施工機具 
英文關鍵字 Ecological engineering  life cycle assessment, carbon footprint  roadway  construction equipment 
學科別分類
中文摘要 道路生態工程碳排量較少被量化研究,為了解其環境衝擊量,需要計算其生命週期階段之碳足跡。本研究以台灣某道路案例,分析於生命週期材料生產、施工及維護三階段的碳排量。
本研究蒐集案例工程價目表中生態工程工項材料、施工及機關業主維護階段數量、成本資料,及機具單位成本、生產力數字,估算機具單位油耗,查詢碳排係數,以計算生命週期三階段造成的碳排放量,並計算維護年限與碳足跡之關係及分析生態效率。
研究結果顯示,綜合排水、生態及植生三類工作,施工及維護階段成本分別有61%及40%納入本研究分析,而三類工作納入分析為51%、86%及46%,且材料生產成本佔三類工作金額之54%。
關於碳排放,材料生產以排水工作佔93 %最高,生態工作次之,植生工作佔3 %最低;施工碳排以生態工作佔57 %最高,排水工作次之,植生工作佔3 %;維護碳排以生態工作佔51%最高,植生工作次之,排水工作佔15 %最低。故需降低材料生產碳排最需由排水工作材料減量,施工及維護碳排需由生態工作減量。
案例道路生態工程排碳量,材料生產佔65%為最大,施工階段29%次之 (材料運輸14%、機具施作15%),維護階段6%最小 (運輸0%、機具6%)。本案例生態工程施工產生之碳量佔94%,維護階段產生碳量為6%。
本案例工程約第4年時,碳排等於固碳量,初期碳排主要為材料生產及施工階段,若能將其碳排減低,則可提早達成碳排平衡。
英文摘要 There is less quantitative research on carbon emission of ecological engineering of roadways. To comprehend ecological engineering’s impact on the environment, it needs to calculate the carbon footprint in its life cycle. This study adopted a case of a roadway in Taiwan to analyze the carbon emissions of its three life cycle stages, including material production, construction, and maintenance.

This research collected the case project’s quantities of ecological engineering’s items including materials and consutrction equipment, the owner’s maintenance cost information, equipment productivity figures, and estimated unit fuel consumption of equipment. It also searched their carbon emission coefficients to calculating carbon emissions for three stages of life cycle.

For the drainage, ecology and vegetation work, the cost of construction and maintenance analyzed in this study is 61% and 40%, respectively. The three categories of work included in the analysis are 51%, 86% and 46%, respectively. Material production is 54% of the cost amount.

Regarding carbon emission, drainage is the highest (93%) in material production, ecology 2nd, and vegataion the lowest (3%). Regarding carbon emission in maintenance, ecology is the highest (51%), vegetation 2nd, and drainage the lowest (15%). Hence, lowering drainage material quantity is most crucial for carbon emission in material production, and lowering ecology work is most crucial for carbon emission in construction and matainenance.

In carbon emission in ecological engineering for roadways, material production is the largest (65%), construction phase 2nd (29%) (material transportation 14%; equipment 15%), maintenance phase the smallest (6%) (transportation 0%; equipment 6%). Carbon emission from ecological engineering construction is 94%, and maintenance phase is 6%.

For the case project in approximately the 4th year, its carbon emission volume would equal the carbon sequestration volume. Its initial carbon emission comes from mainly the material production and construction. If the carbon emission volume can be lowered , carbon balance can be achieved earlier.
論文目次 摘要 i
Extended Abstract ii
誌謝 v
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究方法與步驟 2
1.3 研究範圍與限制 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 生命週期評估 5
2.1.1 生命週期評估階段 5
2.1.2 生命週期評估方法 6
2.1.3 生命週期永續項目 7
2.2 碳管理規範 8
2.2.1 碳管理進程與趨勢 9
2.2.2 碳標籤 10
2.2.3 能源消耗及碳足跡計算 11
2.2.4 溫室氣體排放及碳排放係數選用原則 12
2.3 道路BMP設施及生態工程 14
2.3.1 BMP設施-生態池及草溝 14
2.3.2生態工程 16
2.4 林木固碳及生態效率 18
2.4.1 林木固碳 18
2.4.2 綠化量指標 19
2.4.3 生態效率 20
第三章 案例工程與成本 23
3.1 工程成本計算方式 23
3.1.1 案例介紹 23
3.1.2 道路生命週期成本架構 25
3.1.3 材料成本計算式 26
3.1.4 施工及維護成本計算式 27
3.2 排水工作之成本 30
3.2.1 材料生產階段 30
3.2.2 施工階段 31
3.2.3 維護階段 33
3.3 生態工作之成本 34
3.3.1 材料生產階段 35
3.3.2 施工階段 36
3.3.3 維護階段 37
3.4 植生工作之成本 38
3.4.1 材料生產階段 39
3.4.2 施工階段 39
3.4.3 維護階段 40
3.5 綜合案例生態工程之成本比較 42
第四章 案例工程環境衝擊分析 44
4.1生命週期評估作業 44
4.1.1 生命週期評估階段 44
4.1.2 系統邊界設計 45
4.1.3 功能單位及假設 46
4.1.4 環境衝擊係數 47
4.1.5 環境衝擊計算式 49
4.2 排水工作之環境衝擊 52
4.2.1 材料生產階段 52
4.2.2 施工階段 52
4.2.3 維護階段 54
4.3 生態工作之環境衝擊 54
4.3.1 材料生產階段 54
4.3.2 施工階段 55
4.3.3 維護階段 56
4.4 植生工作之環境衝擊 56
4.4.1 材料生產階段 57
4.4.2 施工階段 57
4.4.3 維護階段 58
4.5綜合案例生態工程之碳排放比較 58
第五章 碳足跡計算及生態效率分析 60
5.1 碳足跡計算 60
5.1.1 植生工作每年固碳量計算 60
5.1.2 案例之碳足跡計算 61
5.2 生態效率分析 66
5.2.1 建立生態效率模式 66
5.2.2 生態效率比較 68
第六章 結論與建議 72
6.1 結論 72
6.2 建議 73
參考文獻 75


表目錄
表2.1 三種生命週期評估方法比較 7
表2.2 生命週期各階段環境環境面向之考量項目 8
表2.3 碳排放係數級別 14
表2.4 各種植栽單位面積二氧化碳固定量Gi(kg/m2) 19
表2.5 喬木最小栽種間距與樹冠投影面積Ai基準 20
表2.6 經濟及行業生態效率指標架構 22
表3.1 案例工程價目表 25
表3.2 材料單價彙整 26
表3.3 運輸機具載重能力及單位成本 28
表3.4 施工機具費 29
表3.5 機具資料 29
表3.6 排水工作價目表 30
表3.7 排水工作材料成本 30
表3.8 排水工作材料運輸成本 31
表3.9 排水設施機具施作項目 32
表3.10排水工作機具施作成本 32
表3.11排水工作每年維護價目表 33
表3.12 排水工作每年維護機具成本 33
表3.13 生態工作價目表 35
表3.14 生態工作材料成本 36
表3.15 生態工作材料運輸成本 36
表3.16 生態工作機具成本 37
表3.17 生態工作每年維護機具施作成本 38
表3.18 植生工作價目表 38
表3.19 植生工作材料生產成本 39
表3.20 植生材料運輸成本 40
表3.21 植生工作每年維護價目表 41
表3.22 植生工作維護機具施作成本 41
表3.23 三類工作之三階段成本比較 42
表4.1 案例數據來源 47
表4.2 案例之材料碳排放係數 48
表4.3 案例之機具單位油耗 49
表4.4 排水工作材料碳排量 52
表4.5 排水工作材料運輸碳排放量 53
表4.6 排水工作機具施作碳排放量 53
表4.7 排水工作維護機具施作碳排放量 54
表4.8 生態工作材料生產碳排放量 55
表4.9 生態工作材料運輸碳排放量 55
表4.10 生態工作機具施作碳排放量 56
表4.11 生態工作維護機具施作碳排放量 56
表4.12 植生工作材料生產碳排放量 57
表4.13 植生工作材料運輸碳排放量 57
表4.14 植生工作維護機具施作碳排放 58
表4.15 綜合三類工作之三階段碳排放 59
表5.1 本案例植栽之假設面積 60
表5.2 植栽40年之植栽固碳量 61
表5.3 排水工作維護年限與碳足跡之關係 62
表5.4 生態工作維護年限與碳足跡之關係 63
表5.5 植生工作維護年限與碳足跡之關係 63
表5.6 第1年各類工作之三階段碳排比 64
表5.7 第1年三階段碳排於各工作類別之碳排比 65
表5.8 第1年三階段碳排與本案例工作之碳排序位 65
表5.9 本案例工程維護年限與碳足跡之關係 66
表5.10 生態效率指標計算公式 67
表5.11 材料生產階段生態效率 68
表5.12 施工階段生態效率 69
表5.13 維護階段生態效率 70
表5.14案例之施工及維護生態效率 71


圖目錄
圖1.1 研究流程 3
圖2.1 國際間碳管理進程示意 10
圖2.2 台灣碳足跡標籤及意涵說明 11
圖2.3 道路的碳足跡分析概念模式 12
圖2.4 生態池斷面 15
圖2.5 草溝斷面 16
圖2.6 自然生態護岸示意 17
圖2.7 多孔隙棲息空間提供魚蝦藏匿場所 17
圖2.8 堤內綠化示意 17
圖2.9 林木固碳量 18
圖3.1 工程平面 24
圖3.2 工程範圍 24
圖3.3 道路6車道標準斷面 25
圖3.4 道路生命週期階段成本架構 26
圖3.5 生態護岸(一) 34
圖3.6 生態護岸(八) 34
圖3.7 生態渠道 35
圖4.1 生命週期評估階段 44
圖4.2 生命週期四階段 45
圖4.3 碳排放計算範疇 46
圖4.4 材料生產碳排放計算流程 50
圖4.5 機具油耗計算流程 51
圖5.1 生態效率分析模式 67

參考文獻 英文文獻
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