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工業部門排碳貢獻度分析
文章日期 / 2019/01/22
作者 / 鄭伯彥、李宜螢
有鑑於各國工業部門為達成減量目標，在減碳策略方面乃維持經濟成長動能下，同時考慮產業結構優化、能源效率提升、燃料結構調整，故將運用因素分解法(Decomposition)分析影響我國工業部門CO2排放變動之關鍵因素，如經濟規模、產業結構及能源效率等，釐清CO2排放變化的主要來源，後續亦有助於溫室氣體減量措施研擬。
(1)工業部門CO2排放量變動因素指標
因素分解法的原理乃將欲探討的主體，例如：能源消費、CO2排放等，拆解成數個相關因子，再經過運算將每個組成因子對主體變動之貢獻量化，藉以探討影響主體變動的關鍵因子，而因素分解分析會視各研究需求選擇拆解之因子。回顧國際能源總署(IEA)分析能源消費變動因子的相對貢獻，係將能源消費量變動分解為「活動(Activity)」、「結構(Structure)」與「效率(Efficiency)」三種效果，詳如表1。
另外，歐盟委員會曾任命一研究小組，分析1995到2012年期間歐盟CO2排放變化的驅動因子，包括「活動(Activity)」、「結構(Structure)」、「密集度(Intensity)」、「燃料結構(Fuel mix)」與「排放因子(Emission factor)」五種效果，詳如表2。
常用的分解分析方法分為兩大類，即拉式指數(Laspeyres Index)及迪氏指數(Divisia index)，其中「拉氏指數法」係對每一因素效果採用固定基期進行計算；「迪氏指數法」則是變動基期，各項因素效果會隨時間的改變而變動，此兩種方法各有優缺點。鑑於Ang等人(2003年)比較數種可完全分解的因素分析方法，就應用的容易性與彈性的觀點，對數平均數迪式指數法(Log-Mean Divisia Index Method，LMDI)比其他分解方法有完全分解而無殘差項的優點，故本研究採取此方法。另外因素分解的計算方法可分為加法型與乘法型，有鑑於加法型之對數平均數迪式指數法在結果分析上較易解釋，所以選擇此方法分析工業部門CO2排放變動之各項因素影響。所選取之組成因素包括分別為：
以對數平均數迪氏指數法量化各因子對排放量變動的影響程度。針對式1中的t進行微分，並就當期與基期積分即可求得式2：
(2)資料範疇與來源
因素分解分析之期間設定為1990年到2015年，研究行業為整體工業，包括製造業(18個中分類行業)、礦業及土石採取業、用水供應業、營造業。相關數據來源詳如表4。
(3) 工業部門CO2排放量變動因素分解結果
有鑑於我國減碳目標訂定係以2005年為基準期，為此本研究依需求將整體工業部門CO2排放變動因素分解之研究期間設定為近十年(2005~2015年)以及近五年(2010~2015年)，茲將結果說明如下：
A.近十年工業部門CO2排放變動之因素分解
近十年間，整體工業CO2排放增加8.37百萬噸，以經濟活動增排52.1百萬噸為主要增加因素，而能源密集度減排42.2百萬噸為主要減少因素，詳如圖1。
若以各排放影響因素來看，在經濟活動方面，經濟成長是造成工業部門CO2排放量上升的主要影響因素，所產生的增量效果達52.07百萬公噸；在產業結構方面，電子零組件業受益於外需活絡，成長動能大幅提升，另外雖政府在產業政策規劃朝低排放、高附加價值產業發展，但高排放產業轉型效益尚未顯現，故產業結構效果對工業部門有0.76百萬公噸的增量效果。
在能源密集度方面，在政府推動產業朝高附加價值發展以及能源使用技術或設備革新下，使能源效率提高，其中電子零組件業和化學材料業是主要減排行業，能源密集度效果對工業部門有42.18百萬公噸的減碳貢獻；在燃料結構方面，近十年煤及煤產品的消費量成長，使工業部門CO2排放量上升，產生1.1百萬公噸之增量效果。在排放係數方面，由於日漸嚴苛的環保標準，產業使用更潔淨或高品質之能源，因此排放係數改善，對工業部門有3.38百萬公噸的減碳貢獻；詳如表5。
B.近五年工業部門CO2排放變動之因素分解
近五年間，整體工業CO2排放減少0.12百萬公噸，以經濟活動增排21.49百萬公噸為主要增加因素，而能源密集度減排15.55百萬公噸為主要減少因素，詳如圖2。
若以各排放影響因素來看，在經濟活動方面，經濟成長仍是造成工業部門CO2排放量上升的主要影響因素，所產生的增量效果達21.49百萬公噸；在產業結構方面，近年我國提出多項產業政策，推動產業朝高值化、低碳化之方向發展，故多數高排放產業之比重已下降，產生減碳貢獻，有3.93百萬公噸的減碳貢獻，而電子零組件業仍為我國發展重點產業，故仍呈現增排之現象。
在能源密集度方面，各行業持續積極改善能源使用效率，是工業部門CO2排放量下降的主因，有15.55百萬公噸之減碳貢獻；在燃料結構方面，近五年，由於煤及煤產品的消費量成長，使工業部門CO2排放量略上升，產生0.39百萬公噸之增量效果。在排放係數方面，產業使用更潔淨或高品質之能源，因此排放係數改善將對工業部門有2.53百萬公噸的減碳貢獻；詳如表6。
(5)小結
綜觀整體工業部門CO2排放各項影響因素，排放變動量呈現逐年下降趨勢；經濟活動為工業部門增排的主要因素，但近年經濟活動使工業部門增排情形呈現減緩趨勢；產業結構為近年工業部門減排的因素之一，歸因於歷年政府政策引導下，發展低排放、高附加價值產業，因此推動產業結構調整以減少CO2排放已逐漸顯現成效，詳如圖3。
能源密集度為工業部門減排的主要因素，除了上述發展高附加價值低耗能產業外，亦與提倡資源循環使用和提升能源使用效率有關，可以大幅度減少排放；燃料結構部分，則由於工業部門燃料結構呈現煤及煤產品占比提高、原油及石油占比下降、天然氣占比增加、電力占比增加的現象，使得此因素為增排的因素之一，但近年積極輔導產業低碳燃料替代，使工業部門增排情形呈現減緩趨勢，詳如圖4；排放係數因為產業使用更潔淨或高品質之能源，能源潔淨度提升所以排放係數改善，故有減排效果。
2. 結論與建議
綜觀各國推動之減量措施以及我國工業部門歷史CO2排放影響因素，可知我國整體減量策略方向與各國大致相同，藉由提高潔淨能源使用、鼓勵廠商採用低汙染之製程以及設備以達到減碳目標，並由歷史數據印證，我國製造業逐漸由傳統高耗能產業逐漸轉向對環境友善之產業，不僅在廠區使用更高效率且低汙染之機器設備，並效法國外發展生態工業園區，更有在資源循環運用上獨步全球，故工業部門減量作為上更加多元與創新。
相比部門積極實施減量作為，我國對於碳稅與碳交易之措施相對他國起步較晚，課徵碳稅若搭配合宜之稅收使用，如使用於補助發展再生能源、投資綠能產業等，其正面效果將遠勝於對產業傷害的影響，而碳交易市場不管於各個國家都視為重要達成減量目標手段，而我國目前碳交易機制並未實施，這將增加工業這主要排碳部門的減碳難度，未來政府規劃減量工具時，更須著重於境內或者境外碳權的納入，並積極參與各國際碳交易市場。
前圖取自：Pixabay
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