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溫室氣體盤查減量策略與技術資料庫之建立

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Academic year: 2021

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環境工程研究所

碩士論文

溫室氣體盤查減量策略與技術資料庫之建立

Strategy and Technology Database for Greenhouse

Gas Emission Inventory and Reduction

研 究 生:黃彥瑋

指導老師:高正忠教授

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溫室氣體盤查減量策略與技術資料庫之建立

Strategy and Technology Database for Greenhouse

Gas Emission Inventory and Reduction

研 究 生:黃彥瑋 Student:Yen-Wei Huang 指導教授:高正忠 Advisor:Jehng-Jung Kao

國立交通大學

環境工程研究所

碩士論文

A Thesis

Submitted to Institute of Environmental Engineering College of Engineering

National Chiao Tung University In Partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Master of Science

in

Environmental Engineering July, 2009

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摘要

有效降低溫室氣體(Greenhouse Gas, GHG)的排放量,以減緩日趨明顯 的全球暖化現象,是當前國內外均很受重視的議題,尤其是台灣的人均 GHG 排放量佔全世界前幾位,更有必要加速推動 GHG 減量,在推動 GHG 減量初期有必要參考國內外現有的策略與技術,以期規劃與執行適合國內 的有效策略與技術,為提供更多元的減量策略及技術文獻供參考,本研究 因而建立一個線上資料庫,並系統化整理分析所收集到的 GHG 減量策略 與技術文獻,以供各界參考使用及有效推動 GHG 減量。 本研究將所收集的 GHG 盤查減量策略與技術文獻,依照減量施行範 圍與規模大小,分類為全球與跨國、國家、城市、企業、社區、家庭、學 校與個人等,此外,不易歸納於上述分類的策略或技術,則將其區分為綠 色能源與 GHG 減量技術二大類別分別整理與分析之;資料庫系統所規劃 的需求功能包括輸入修改、查詢、篩選、及資料輸出與展示方式等功能, 資料庫結構則由基本資訊、資料摘要、GHG 減量相關名詞解釋與使用者意 見等關連式資料表所組成,依據上述設計之功能需求與資料庫結構,建置 線上 GHG 盤查減量策略與技術資料庫,以期讓使用者取得適宜的資料供 制定台灣 GHG 減量策略與發展相關技術時參考。 關鍵字:溫室氣體減量策略與技術、資料庫、永續環境系統分析

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Abstract

Efficiently reducing greenhouse gas (GHG) emissions and mitigating global warming phenomena are highly focused issues in most countries now. The GHG emission in Taiwan ranks high in the world, and significant reduction of the emission has thus become a major national goal. To achieve the goal, evaluating various available GHG reduction strategies and technologies for their applicabilities in Taiwan is essential. Therefore, an online database was developed in this study for collecting, storing, and searching GHG reduction strategies and technologies. The database will serve as a major reference resource for finding appropriate strategies and technologies to perform GHG reduction tasks in Taiwan.

In the developed database, GHG reduction strategies and technologies are classified based on their implementation scopes and scales, including global and transnational, national, city, company, school, community, family, individual, and others green energy and GHG reduction technologies. The database system provides four primary functions, including input and modification, search, screening, and output. The database consists of several relational tables to store primary information, abstract, comment, and data dictioanry. The database system is expected to facilitate analysis and evaluation of the strategies and technologies that are specifically appropriate for GHG reductions in Taiwan.

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誌謝

研究所的兩年承蒙恩師高正忠的耐心指導,使得不材的我,得以順利 地完成論文。此外口試期間,承蒙中興大學的望熙榮老師與朝陽科技大學 林宏嶽老師,給予學生論文上的指正,在此致上最誠摯的敬意與感謝。 接者感謝在研究期間,對我耐心及細心的指導的子欽學長,感謝坤哥 與冠華,針對寫程式時所遇到的問題進行指導,並且感謝研究室其他伙伴 們在生活上的一些幫助。另外,感謝常與我一起慢跑的陳聖傑學長,讓我 在研究所這兩年期間,體能狀況越來越好,並且鼓勵我朝向生活上應有的 態度。 由國小一路以來的求學生涯,將暫時告一個段落了,這段期間特別感 謝支持我、鼓勵我的家人,包括爸爸、媽媽、帆仔、小偵、最可愛的陳阿 妹、以及其他愛我與我愛的家人們;另外,也要感謝一些大學同學的鼓勵, 支持我走下去。 在此獻上我最衷心的感謝,謝謝所有關心我與我關心的人。 黃彥瑋 謹誌於交大 民國九十八年七月

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目錄 中文摘要 ...i 英文摘要 ...ii 誌謝 ...iii 目錄 ...iv 表目錄 ...ix 圖目錄 ...x 第一章 前言 ...1 1.1 研究緣起 ... 1 1.2 研究目的 ... 2 1.3 研究流程 ... 3 1.4 論文內容 ... 4 第二章 文獻回顧 ...6 1.1 國際溫室氣體減量趨勢 ... 6 1.2 溫室氣體減量策略 ... 7 1.3 溫室氣體減量技術 ... 8 1.4 策略與技術資料庫 ... 9 1.4 資料分類與處理方式 ... 10 第三章 溫室氣體盤查減量策略與技術資料庫 ...12 3.1 系統架構與功能需求 ... 12 3.2 資料庫結構 ... 14 3.2.1 資料基本資訊 ... 15

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3.4.2 資料庫系統發展 ... 25 3.4.2.1 首頁 ... 25 3.4.2.2 輸入與修改資料 ... 27 3.4.2.3 查詢 ... 33 3.4.2.4 篩選 ... 35 3.4.2.5 資料輸出與展示 ... 36 第四章 減量策略與技術之基本或核心知識、原理 ...39 4.1 總體概述 ... 39 4.2 資料內容整理與分析 ... 39 4.2.1 氣候變遷的影響與衝擊 ... 40 4.2.2 GHG 盤查分析 ... 40 4.2.3 減量策略與技術制訂與使用 ... 40 4.3 小結 ... 41 第五章 全球與跨國溫室氣體減量策略與技術 ...43 5.1 總體概述 ... 43 5.2 資料內容整理與分析 ... 44 5.2.1 國際趨勢與效益分析 ... 44 5.2.2 國際公約與協定... 44 5.2.3 國際減量機制 ... 48 5.2.4 減量責任分配 ... 49 5.2.5 其他跨國性 GHG 減量 ... 50 5.3 小結 ... 50 第六章 國家溫室氣體減量策略與技術 ...52 6.1 總體概述 ... 52

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6.2.2 工業 ... 54 6.2.3 農業 ... 55 6.2.4 土地利用變化與森林 ... 57 6.2.5 交通 ... 58 6.2.6 建築 ... 60 6.2.7 廢棄物 ... 61 6.3 小結 ... 63 第七章 城市溫室氣體減量策略與技術 ...64 7.1 總體概述 ... 64 7.2 資料內容整理與分析 ... 65 7.2.1 能源 ... 65 7.2.2 交通 ... 66 7.2.3 住商 ... 68 7.2.4 工業 ... 69 7.2.5 廢棄物 ... 69 7.2.6 市政 ... 70 7.3 小結 ... 71 第八章 企業溫室氣體減量策略與技術 ...73 8.1 總體概述 ... 73 8.2 資料內容整理與分析 ... 74 8.2.1 一般企業 ... 74 8.2.2 化學製造業 ... 76

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8.2.7 成衣與服飾品製造業 ... 79 8.2.8 基本金屬製造業 ... 79 8.2.9 運輸業 ... 80 8.2.10 非金屬礦物製品製造業 ... 80 8.3 小結 ... 81 第九章 社區、家庭、學校與個人溫室氣體減量策略與技術 ...82 9.1 總體概述 ... 82 9.2 資料內容整理與分析 ... 83 9.2.1 能源使用 ... 83 9.2.2 建築 ... 86 9.2.3 廢棄物 ... 87 9.3 小結 ... 88 第十章 綠色能源 ...89 10.1 總體概述 ... 89 10.2 資料內容整理與分析 ... 90 10.2.1 綜合或共通性策略與技術 ... 90 10.2.2 太陽能 ... 92 10.2.3 氫氣能與燃料電池 ... 93 10.2.4 風能 ... 95 10.2.5 水力能 ... 96 10.2.6 海洋能 ... 96 10.2.7 地熱能 ... 97 10.2.8 生質能 ... 98 10.2.9 其他 ... 100

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第十一章 溫室氣體減量技術 ...102 11.1 總體概述 ... 102 11.2 資料內容整理與分析 ... 103 11.2.1 綠建築 ... 103 11.2.2 綠色設計與技術 ... 104 11.2.3 綠色燃燒技術... 104 11.2.4 GHG 轉換技術減量 ... 105 11.2.5 大規模及創意減量技術 ... 106 11.3 小結 ... 107 第十二章 結論與建議 ...108 12.1 結論 ... 108 12.2 建議 ... 109 參考文獻 ...111

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表目錄 表 1 試用模組功能比較... 24 表 2 減量策略與技術之基本或核心知識、原理概述 ... 39 表 3 全球與跨國 GHG 減量策略與技術概述... 43 表 4 國家 GHG 減量策略與技術概述... 52 表 5 城市 GHG 減量策略與技術概述... 64 表 6 企業 GHG 減量策略與技術概述... 73 表 7 社區、家庭學校與個人 GHG 減量策略與技術概述... 82 表 8 綠色能源策略與技術概述... 89 表 9 溫室氣體減量技術概述... 102

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圖目錄 圖 1 研究流程圖 ...4 圖 2 溫室氣體盤查減量策略與技術資料庫系統架構 ...14 圖 3 溫室氣體盤查減量策略與技術資料庫主鍵 code 的編碼架構 ...19 圖 4 CosmoDB 原始頁面前言 ...22 圖 5 News 原始頁面前言 ...22 圖 6 AMS 原始頁面前言 ...23 圖 7 首頁及主要功能連結 ...27 圖 8 提供資料頁面 ...29 圖 9 欄位未填提醒功能 ...30 圖 10 新增屬性頁面 ...30 圖 11 選擇待審資料頁面 ...32 圖 12 審查資料頁面 ...32 圖 13 查詢資料頁面 ...34 圖 14 篩選資料頁面前言 ...36 圖 15 簡易索引 ...37 圖 16 詳細資訊 ...38 圖 17 使用者意見頁面 ...38

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第一章

前言

1.1 研究緣起

近年來世界各地溫度不斷地創下歷史新高,以及暖化帶來的衝擊及其 對生態與人類健康財產上的影響,使溫室氣體 (Greenhouse Gas, GHG)的排 放量受到世界各國的關注,於 1997 年 12 月在日本京都簽署了「京都議定 書」,該議定書於 2005 年正式生效。台灣雖非議定書締約國家,但根據國 際能源總署 2007 年所公布的統計資料顯示,台灣 GHG 排放量為 261.68 百萬公噸,約占世界總放量的 1%,人均排放量為 11.41 公噸 eCO2,排名 全世界第 18,在亞洲地區為第一(IEA , 2007),另外,自然雜誌根據全球第 一個全面監控發電業二氧化碳(CO2)排放量的資料庫網站「二氧化碳監控行 動」於 2007 年所公布的統計資指出,台灣發電廠的 CO2總排放量位居世 界排名的第十三位,其中台中火力發電廠之 CO2排放量更高居所有發電廠 之第一位(Nature, 2007),此外京都議定書對台灣的衝擊在 2012 年以前將是 國際貿易制裁的風險,尤其是歐盟可能對於台灣所作的制裁,而在 2012 年以後的後京都時代,國際若對排放大國進行減量的要求,台灣所面臨的 壓力將是於短時間內降低 GHG(梁, 2006),因此加速擬定相關的減量策略 與篩選適宜的減量技術是目前台灣應進行的工作。 目前已有數種 GHG 的排放情境以預測未來的排放趨勢,而日本地球 環境研究所則發展了一套利用微軟 Access® 發展的資料庫(GERC,2008), 其目的是做為地球暖化的評估以及減量策略的決策使用,唯並未提供相關 的減量策略或技術供參考;另外,國際能源總署認為二氧化碳的捕捉與封 存技術對於降低溫室氣體排放將有顯著的貢獻,因此發展了碳捕捉與封存

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料,此外,執行適當的策略的減量效益亦甚為可觀,因此本研究建立一個 易於使用、系統性地分類與分析國際上目前運作極具潛力或是研究中的 GHG 減量技術與策略的線上資料庫,以供台灣進行 GHG 減量時參考。 目前國際上先進國家所進行的減量方向,是同時推動境內與境外減量 行動,配合一系列的減量策略達到最好之成本有效性,然而台灣目前尚未 有具體之減量策略與行動,以及設定減量目標與期程(李, 2007),本研究提 供各種減量策略資料,包括策略與技術其基本與核心的知識與原理,做為 推動減量時之參考,此外,大城市在生產、技術與能源消費中心具有舉足 輕重的地位,而目前台灣雖然無法參加大多數的國際環境公約,但是可透 過與國際間其他城市合作制定減量策略與行動(林, 2008),且因應國際上的 GHG 減量趨勢,企業對於 GHG 的減量態度,將影響其在國際上的競爭力 (李, 2007),因此,考慮各階層的 GHG 減量都是緊密相接且相輔相成的, 減量策略與技術的評估與分析應整合全球策略趨勢、國家、城市、企業, 以及社區、家庭、學校甚至到個人 GHG 減量等不同層級作為考量;另外, 綠色能源技術的發展與其可運用場所的研究,是目前國際上節能減碳的重 要趨勢,其他具有潛力的減量技術,例如人造雲以及碳的捕捉與封存等技 術,皆是針對減少全球暖化與 GHG 排放所發展之技術,故本研究亦針對 上述技術進行可行性與適用性等分析。

1.2 研究目的

本研究主要重點是嘗試建立一個 GHG 減量策略與技術的線上資料 庫。主要研究目的有三,一一說明如下:

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的 GHG 減量相關文獻,建立可提供作為台灣未來進行 GHG 減量時參 考的線上資料庫。 2. 建立一個平台供收集 GHG 減量策略與技術資料文獻: 建立專門為 GHG 減量所做之文獻資料庫,節省蒐尋相關資料文獻的時間,並作為 累積相關資料的平台,及提供更多元的策略及技術文獻資料。 3. 建立一個系統化的方式或流程整理與分析 GHG 減量策略與技術資料 文獻:針對各種 GHG 減量需求,建立一個適當的資料文獻整理方法, 以便系統化的整理與分析相關文獻,輔助使用者找到所需要評估的減 量策略及技術之相關資料與文獻。

1.3 研究流程

本研究流程圖如圖 1 所示,主要分為收集資料、設定資料庫架構,與 建立資料庫,以下一一摘要說明之各項主要工作之內容: 1. 收集資料:首先收集減量策略與技術篩選原則及方法,再收集策略與技 術資料庫相關文獻,供設計資料庫架構時參考,然後收集減量策略與技 術基本或核心知識與原理,及依資料庫所規劃的分類收集各類 GHG 減 量策略與技術。 2. 文獻整理與分析:在進行文獻收集的同時,建立資料整理的原則,以使 所收集之文獻符合資料庫需求。此外,並於各文獻中,加入文獻之重點 說明,以提供本資料庫使用者了解該項減量資料的內容,便於使用者的 參考。 3. 規劃資料庫系統需求功能: 本研究先選定資料庫系統所需之系統模 組,並考慮資料庫使用者之可能需求,設計本資料庫之功能需求,包括 輸入與修改功能、查詢功能、篩選功能以及資料輸出與展示方式。

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4. 設計資料庫結構:設計數個資料表以儲存與減量資料文獻相關之基本資 料、文獻內容等,包括紀錄基本資料與編碼等之主資料表、摘要全文表、 以及紀錄相關註解、意見或說明之註解意見表。 5. 發展資料庫系統: 主要是以現成的模組或自行發展的程式來滿足前述 所規劃的功能。本研究所發展之資料庫,主要包含有讓管理者及使用者 管理文獻之資料輸入與修改功能、讓使用者初步進行資料搜尋之查詢功 能、及讓使用者進一步找尋適宜資料之篩選功。最後依照各種減量策略 與技術資料需求,示範如何由本研究所建立的資料庫提供所需的資訊。 收集資料 文 獻 整 理 與 分 析 建立整理原則 撰寫重點說明 功能示範與實測 發 展 資 料 庫 系 統 規劃資料庫 系統功能需求 設計資料庫 結構 圖 1 研究流程圖

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減量策略與技術資料庫的系統架構與功能需求,包括資料庫所需之功能需 求、資料庫結構、資料整理基本原則、及系統功能發展及示範;第四章說 明基本及核心知識與原理;第五至第九章說明應用於全球與跨國、國家、 城市、企業、社區、家庭、學校與個人等對象之 GHG 減量策略與技術; 第十章說明未指定特定對象的綠色能源;第十二章說明未指定特定對象的 GHG 減量技術,其中包括大規模及創意技術,這些大型或很有創意的技術 有的需要非常大筆經費及大膽的嚐試,甚至有的技術是應用於太空中;最 後第十二章總結本論文及建議一些未來研究方向。

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第二章

文獻回顧

比起先進國家,台灣 GHG 減量仍在起步階段,因此需有參考相關資 料研擬適當的策略及選擇有效率的技術,針對此需求,本研究因而擬建立 一個 GHG 減量策略與技術資料庫來滿足之。而要設計一個適當的資料庫, 除了電腦系統之外,主要還需要分析可能的需求及如何滿足之,本章因而 分為溫室氣體減量、溫室氣體減量策略、溫室氣體減量技術、溫室減量策 略與技術篩選、與策略與技術資料庫五大主題回顧相關文獻,首先回顧國 際上的減量趨勢,除了點出為何有必要建立資料庫,更指出國際上已甚重 視各國各部門的減量,作為規劃資料庫之重要依據,之後回顧溫室氣體減 量策略及溫室氣體減量技術的需求方向,以作為搜尋資料方向與所採用資 料分類方式之依據,再來回顧相關策略與技術資料庫,以作為設計整體資 料庫架構與功能時參考,最後回顧資料分類與處理分式,以作為減量策略 與技術資料的分類與處理依據,以下針對五大類文獻分別說明之。

2.1 國際溫室氣體減量趨勢

為了減緩人為 GHG 排放所造成之氣候變遷帶來的危害影響,因此促 使京都議定書(Kyoto Protocol) 於 2005 年 11 月 16 日正式生效,限制附件 一國家之減量責任,但 GHG 減量成效遠不如預期,因而近期(2008 年 12 月)更於波蘭波茲南召開氣候變遷會議,討論 GHG 減量之相關議題,訂定 相關合作方案與對於京都議定書效期後之相關協議,且即將在 2009 年 12 月於丹麥哥本哈根舉辦的第十五屆京都議定書締約方會議,乃將針對 2012 年後全球對於 GHG 減量的安排與合作進行討論達成新的共識;而國際上

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石(96 年)指出後京都時期(2012 年以後)全球參與排放量管制方案極具 關鍵性,因此各國皆須採取相關之減量措施,以因應未來的減量趨勢,而 未來之管制方案,對於開發中國家之管制思維,已逐漸著重於以排放強 度、部門別、產業別為思考模式,而非京都議定書之總量管制模式;瑞士 環境部長近期在波蘭召開的聯合國氣候會議亦指出應訂定約束性的承諾 以使全球因 GHG 增多而受到的風險降至最低,且特定產業部門,例如水 泥與鋼鐵業,均應更加強 GHG 排放減量,因此,除了京都議定書之減量 方案及京都機制合作方案,各國亦應重視於其個別部門與產業等領域之 GHG 減量策略及技術,本研究所發展資料庫亦因而依各個重要部門分別整 理相關策略與技術。

2.2 溫室氣體減量策略

八大工業國會議中,日本、加拿大與英國建議在2050年全球能夠削減 50%的GHG排放量,此給予後京都時代全球GHG減量協議設定可能的框架 (洪,2007);另外環保署(97年)表示電力使用的情況中,排除工業用電,一 般用電只減少0.6%的用量,仍具有改善空間,對於降低GHG排放成效似乎 不彰,因此選擇及制定具體有效的減量策略乃是必需的。 在制定 GHG 減量策略時,如何選擇及制定適當的策略並不件容易的 事,Congressionnal Budget Office(2005)指出,以成本與效益為著眼點,未 來 GHG 排放強度可能影響減量策略所需之成本,另外策略執行之有效性, 消費者最終所需付出之減量價格、消費者可獲得之福利與生產者短期所得 利益亦影響減量所需成本,而以價格作為 GHG 減量措施之策略,其成本 與效益因為與區域時間的不同而使其複雜化,另外更提及個人對於 GHG 減量的態度,亦將影響減量策略之可行性;王(96 年)從台灣目前在 GHG

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(2006)針對荷蘭綠色能源相關決策進行分析,其自 1900s 起即開始推廣綠 色能源的使用,但其綠色能源市場未見成長且未達目標,主要在於荷蘭政 府未將市場的不確定性降低,同時建立市場的信心,使得其所運用的策略 不具穩定性且不具精確性;而 Andrew (2008)另外指出,經濟市場上的缺失 會影響其運作的有效性,並影響 GHG 的減量成效,因此在進行決策前, 須考慮造成市場缺失的主要原因,例如在歐盟排放交易計劃中,市場相關 資訊的不完整與不確定性,使得參與者做出 sub-optimal 決策;由此可見 要制定適當的 GHG 減量策略的複雜度頗高,需要考量不同的因子及比較 不同的方案,本研究所發展的資料庫將提供各種策略及其重點內容,讓擬 定策略的決策者或規劃分析師能迅速參酌與比較不同的策略,以協助其制 定有效的策略。

2.3 溫室氣體減量技術

歐盟在 2008 年(Commission of the European Communities, 2008)宣佈在

2020 年前縮減 20%GHG 排放,且確保綠色能源占總能源 20%的「20-20-20」

協議,要達成這些目標,能源運用及技術、綠色產品等都需要開發或選擇 適當的技術,而國際間目前也有非常多的新技術開發出來,例如利用粒狀 矽太空膠(Granular)與填入氪氣之高隔熱性半透明玻璃結合,運用於建築物 以降低能源使用(Reim et al., 2002),利用柳樹植被作為廢水過濾器,並達 到 GHG 減量的技術(Börjesson et al., 2006),將多醣類(Polysacchride)纖維運 用於紡織、工程原料與包裝等降低 GHG 排放技術,但如何選擇或開發一 個適當的技術,仍然有其挑戰性,且在選擇適當之技術時,宜找具有多元

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的技術。此外,減量技術的實行範圍、使用的地點、減量潛力,亦是評估 減量技術很重要的考量因子,例如 Gugliermetti et al. (2007)之建築物雙層玻 璃之技術,雖可在義大利等地區執行,但由於所形成之絕熱效果,在台灣 夏天反而可能會造成室內溫度增加的情況,因而在整理技術重點時,除應 記錄一些技術相關之基本資料外,亦應於系統中,加入對資料進行討論或 建議之功能,以協助於使用者評估技術適用性時之參考。

2.4 策略與技術資料庫

目前國際上已有多個與策略相關之資料庫,例如由 FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nation) (2006)所建立之 Mountain policy-related documentation 資料庫,針對現行山區永續農業與鄉村發展政 策提供經濟、社會、環境方面相關資料;由 APFED (Asia-Pacific Forum for Environment and Development) (2007) 所建立之 APPED Good Practice 資料 庫,為針對亞太地區永續發展的創新政策與措施所建立之資料庫,其特色 乃提供策略實施參與者、環境問題、與該資料庫所分類的策略性質等作為 查詢項目,提供使用者找尋適宜的策略;由英國能源研究中心所建立之 Interactive Manual of Policies to Abate Carbon from Transport 資 料 庫 (2009),提供與交通運輸部門相關的 GHG 減量策略,該資料庫依據減量策 略的性質分為五個類別,並允許使用者針對每筆減量策略在線上進行資料 補充。

有關技術資料庫,IEA 所建立的 Greenhouse Gas R, D&D Projects Database (2008),主要內容為碳捕捉與封存技術之相關計畫,可透過郵件 提供建議給資料庫管理者,但無法進行管理者與使用者間的交流,另外,

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個不同的技術概況,該資料庫將不同種類的廢棄物 3R 技術與不同類型的 廢 棄 物 , 利 用 矩 陣 的 方 法 ,讓 使 用 者 清 楚 了 解 某 項 技 術 的 適 用 性; Sustainable Sources 所建立的綠色建築計畫資料庫(2009),使用者可提供該 資料庫相關的資料。 上述資料庫多數僅提供查詢的功能,但當資料數量增多時,無法讓使 用者再做進一步的資料篩選,故使用者不易快速獲得所需文獻。另外,由 於現有之策略與技術資料庫是各自獨立之系統,故使用者在查詢上並不方 便。因此,本研究發展同時整合策略與技術之資料庫,以提供決策者適當 之減量策略與技術。

2.5 資料分類與處理方式

由於 GHG 文獻數量眾多,且所屬性質不一,因此當整理相關文獻時 須建立一個系統性的分類與處理方式,以便於資料的處理。目前圖書館一 般採用之圖書分類(羅等,90 年),是利用單一種類的方式為圖書分類的主 要模式,亦即了解主要內容將其歸類於所設定的主題中,例如經濟部 93 年所出版的”工業溫室氣體盤查減量宣導手冊”(經濟部,93 年),依據圖書 分類被歸類於能源技術類別,雖可以蓋括性地了解其主要內容資訊,但對 於針對 GHGST 文獻搜尋之使用者,則無法從中了解其進一步相關內容。 因此,本研究為協助使用者快述搜尋適宜之 GHG 減量資料,因此針對 GHG 的減量資料,則朝向多種類分類項目的方式進行。

前 述 之 APPED Good Practice 資 料 庫 (Asia-Pacific Forum for Environment and evelopment, 2007)以策略適用的政府層級作為資料的分

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略與技術之分類,可協助使用者在查詢國家層級文獻後,進一步協助使用 者了解有那些可採行之減量方向。

另外,Sustainable Sources 所建立的綠色建築計畫資料庫(Sustainable Sources,2009),主要依據綠色建築的類型與應用的方法等進行資料的分 類,例如,在類型方面有家庭建築、商用建築等,應用方法方面則有綠色 能源的利用、加熱與冷卻的技術等,但是 GHG 的減量策略或技術,除了 應用於建築方面,尚包括交通運具、廢棄物處理等,針對不同的減量對象, 可執行或運用的方式不盡相同,因此僅以建築類型及應用方法之分類方式 並不能完全符合 GHGST 之需求。本研究以上述的文獻為依據,作為本資 料庫的 GHG 減量資料分類的參考,使本資料庫的使用者易於選擇適用的 減量策略或技術。

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第三章

溫室氣體盤查減量策略與技術資料庫系統

為提供未來台灣制定減量策略與選擇適當技術時參考,本研究因而建 立一個溫室氣體減量策略與技術資料庫系統 (Strategy and Technology Database for Greenhouse Gas Emission Inventory and Reduction, GHGST),首 先探討本研究系統架構及供使用者應用資料庫系統的一些功能需求,之後 說明資料庫結構,將所蒐集之溫室氣體減量策略與技術文獻資料,依據資 料結構及配合系統性分類,使 GHGST 系統便於查詢及使用,然後說明資 料整理基本原則,最後詳細說明並示範 GHGST 系統功能。詳細內容在以 下各節一一說明之。

3.1 系統架構與功能需求

為了讓本研究發展的 GHGST 系統能有效協助使用者研擬 GHG 減量策 略及篩選技術,首先探討資料庫系統之需求與架構,整個系統的架構如圖 2 所示,包括系統模組、資料庫形式、輸入與修改功能、查詢功能、篩選 功能、資料輸出與展示方式等,以下一一說明各項內容與功能需求: (1) 系統模組:為了加速系統的發展,本研究以 Xoops(Xoops, 2007)為 主要的系統核心模組,且選擇一個適當的資料型資料庫作為發展的 依據。且以 PHP(PHP Group, 2009)程式作為主要發展語言。 (2) 資料庫結構:考慮使用者的方便性以及網路的普及化,本資料庫系 統 的 形 式 乃 與 網 頁 結 合 之 網 際 網 路 資 料 庫 , 而 本 研 究 以 MySQL(MySQL, 2009)建立資料庫系統,儲存所收集之減量策略與

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(3) 輸入與修改功能: 除了一筆筆的輸入與修改介面以外,亦提供 Batch 式的輸入功能,以利於可離線準備資料,然後再整合後一次 輸入資料中。 (4) 查詢功能:為協助使用者查詢減量策略或技術,本系統提供以關 鍵字輸入文字的方式,配合一般查詢法則,如簡單關鍵字查詢、 片語查詢、多項目查詢等方式,查詢相關文獻之標題與內容、資 料出處與作者。 (5) 篩選功能:為確實讓使用者可取得適用性較高之減量策略與技 術,本研究乃設計特定之篩選項目,如資料類型、減量層級、減 量領域或減量措施與其子項目以及年份等,提供使用者篩選其所 需要的資訊。 (6) 資料輸出與展示方式:提供可依標題與作者姓名、年份等排序, 並分為簡易索引與詳細資訊兩部分,簡易索引包括了標題、作者、 文獻資料出處、出版年份,以及對於該篇文獻資料之中英文簡短 描述,而詳細資料則增加了文獻資訊、附註、中英文簡短說明與 中英文摘要的部分。

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圖 2 溫室氣體盤查減量策略與技術資料庫系統架構

3.2 資料庫結構

GHG 減量策略與技術資料庫所儲存的資料規劃以 MySQL(MySQL, 2008)關聯式資料庫的資料表(tables)所組成,主要用以儲存資料之基本資 訊,如資料標題、作者、年份與出處等,提供資料庫查詢或篩選功能之運 作。資料庫之各資料表可藉資料編號進行關連,而由於資料的摘要內容較 多 , 因 此 建 立 摘 要 全 文 表 , 儲 存 每 筆 資 料的 中 文 (abstract_c) 與 英 文 (abstract_e)摘要。此外,資料庫中之名詞資料表儲存使用者查詢時經常使 用之相關名詞及說明。本資料庫亦建立使用者意見資料表,儲存使用者對 資料之意見或補充。而使用者意見資料表,乃採用現有的 Xoops 模組所提 供的註解意見功能,儲存使用者針對各項資料所做的意見、註解與說明等。

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3.2.1 資料基本資訊

本資料庫資料表所儲存的基本資訊內容如下所述: (1) 基本項目 :包括每筆策略與技術資料的中文(title_c)、英文標題 (title_e)、作者(author)、出處(source)、出版年(月)(pub_date)、文獻 出處完整資訊(lit_inf)與補充說明附註(note)等基本資料欄位,另外 加入中英文重點說明,主要以很精簡的文字簡介文獻內容及重點, 是本資料庫及本研究的重要內容之一,本要由研究者整理各筆資料 的重點並輸入資料庫中,由於主要是供國內使用,主要先以中文為 主,英文為輔。 (2) 編碼(code) :本研究針對每一筆資料設定一個唯一的編碼,主要用 於分類資料及提昇查詢的效率,欄位名稱為 code,這是每筆減量 策略與技術資料的編碼,編碼主要依據減量對象、文獻種類、溫室 氣體、減量領域以及使用之策略與技術等原則來編訂,詳細編碼方 式將於下一節中詳細說明之。由於考量不少資料可能會同時屬於不 同屬性(如分類)的情形,因此本研究以其中一個主要屬性值作為編 碼的依據,至於其他可能的屬性值則以另一個欄位(a_code)來儲存 所有其他的屬性編碼,但由於這些額外屬性編碼主要是用於輔助查 詢時使用,並不是真正的編碼,故並不是完整編碼,沒有完整編碼 所必須的流水號,一般查詢以 code 欄位為主,但亦提供使用者可 以 a_code 欄位來查詢,但預期會花較多時間查詢。

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3.2.2 編碼

溫室氣體減量策略與技術資料編碼如圖 3(a)所示,主要分為六大部 分,格式如下列: CA-DT-GT-GA-RS-nnnn 其中 CA 為所屬分類; DT 為文獻種類;GT 為溫室氣體種類;GS 為溫室氣 體排放部門或領域;RS 為減量策略與技術;及 nnnn 為一個由系統自動設 定的 4 位數流水號。每一個編碼都是唯一,不能重複,由於有的部分較複 雜,故容許多加一層子階層屬性項,但為了避免過於複雜及增加程式執行 的複雜度,本研究因而只容許至多一個子階層屬性,例如 NA.DC 表示 CA 屬性中的應用對象為國家(NA)且屬開發中國家(DC)這個子階層。每一屬性 皆一致採用二字英文字母代碼代表,代碼不同的意義不同,且禁止同一代 碼代表不同的意義,以下一一說明五大部分的內容及編碼原則: (1) 所屬分類(Category, CA):分類架構如圖 3(b)所示),主要依減量策 略與技術所適用與施行之範疇大小分類,包括全球(global, GL)、跨 國(multinational/transnational, MN)、國家(national, NA)、城市(city, CI)、企業(company, CO)、學校(school, SH)、社區(community, CU)、 家庭(household, HO)以及個人(personal, PE)等不同屬性,其中全 球、跨國與國家這三項則包括開發中國家(developing coutryes, DC) 子分類,企業則分出工業(industrial, IN)、礦業(mine, MI)與電力業 (power plant, PP)三個子分類,上述乃針對具有切確應用對象的資

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(2) 文獻種類(Document type, DT):如圖 3(c)所示,依據資料種類分為 一般討論與評估(discussion and assessment, DS)、技術報告(technical report, TE)、研究性文獻(research reference, RR),以及準則、法規、 合約與公約協定(guideline/law/regulation/agreement/convention, GD) 等四項。

(3) 溫室氣體種類(GHG type, GT):如圖 3(d)所示,依資料內容是針對 什麼溫室氣體而決定此屬性,主要依京都議定書(UNFCC, 1997)所

管制之六種溫室氣體分類 ,亦即二氧化碳 (carbon dioxide, CO2,

CD)、甲烷(methane, CH4, ME)、氧化亞氮(nitrous oxide, N2O, NO)、

氫 氟 化 碳 (hydrofluorocarbons, HFCs, HF) 、 全 氟 聚 合 物 (perfluorocarbons, PFCs, PF)與六氟化硫 (sulfur hexafluoride, SF6, SF)。此外,亦針對與二種以上溫室氣體相關的資料增列了多氣體 (multiple gases, MG)選項,若資料沒有確切指定溫室氣體則設定為 未限定(unspecified, US)。

(4) 溫室氣體部門或領域(GHG sectors or areas, GS):如圖 3(e)所示,主 要為溫室氣體來源或匯入(sink)的部門或領域,包括林業(forestry, FO)、能源(energy, EN)、土地利用(land use, LU)、交通(transport, TR)、建築(building, BU)、農業(agriculture, AG)、廢棄物(waste, WA) 與氣候變遷(climate change, CC)、盤查(emission inventory, EI)等九 個項目,其中交通包括了車輛(vehicle, VE)此子階層項目,廢棄物 則有電器(appliances, AP)、廢氣(waste gas, WG)、廢熱(waste heat, WH)、廢水(waste water, WT)等四個子階層項目。

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sequestration, CQ)、綠建築(gree/eco-building, GB)、節約能源(energy saving, ES)、再利用(reuse, RU)、清潔發展機制 (clean developing mechanism, CM)、排放交易(emission trading, ET)、稅收(imposing tax, IT)、補助(subsidy, SD)、投資(investment, IV)、市場(market, MA)、 管理(management, MT)、共同作用(synergies, SY)、研究與發展 (research and development, RD)等十五種項目,其中大規模減量策略 則是指運用範圍可擴及全球性地使用,包含仍是概念構想的技術。 另外,綠色能源中則包括了生質能(biomass energy, BE)、氫氣能 (hydrogen energy, HE)、燃料電池(fuel cell, FC)、風能(wind energy, WE)、水力能(hydro energy, HY)、太陽能(solar energy, SE)、海洋能 (ocean energy, OE)、地熱能(geothermal energy, GO)等;碳隔離則有 碳 捕 捉 與 封 存 (carbon capture and storage, CS) 以 及 碳 鹽 酸 化 (caronation, CB)兩個子階層項目。

上列各屬性或子階層屬性皆可以 OT 代表其他項目,或許研究過程依 需要再增列屬性的選項。

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School (SH) Personal (PE) National (NA) Company (CO) City ( CI) Household (HO) Community (CU) Global/ Mutinational , transnatinal (GL/MN) GHG reduction technology (RT ) Green energy (GE) Large-scale technology (LA) Basis or core of GHG redution (BC) Category (GA) Document type ( DT) GHG type ( GT) GHG Sectors &Area (GS) Reduction strategies and techniques ( RS) Energy (EN) Forestry (FO ) Land use (LU) Building (BU ) Climate Change (CC) Agriculture (AG ) Others (OT) Transport (TR) Vehicle ( VE) Appliance ( AP) Waste gas( WG) Waste heat( WH) Waste water ( WT) Waste (WA) Carbon capture and storage(CS ) Carbonation(CB)

Biomass energy (BE) Hydrogen energy (HE) Large-scale Technology (LA ) Green energy ( GE) Carbon Sequestrstion ( CQ) Green/ eco-building ( GB) Energy saving (ES) Reuse ( RU) Clean development mechanism ( CM) Emission trading ( ET) Tax /Fee/ Emission charge ( TF) Subsidy (SD) Market (MA) Management ( MT) Synergies ( SY) Resesrch and development (RD) Others (OT) Investment ( IV) Fuel cell ( FC) Wind energy (WE) Solar energy ( SE) Ocean energy (OE) Technical report (TE) Discussion and assessment (DS) Research reference (RR) General guide/ Law/

Regulation/ Agreement/ (GD) Others (OT) (a) (d) (e) (f) (b ) (c) Methane ( ME) Carbon dioxide ( CD) Nitrous oxide (NO) Hydrofluoroca rbons ( HF) Unspecified ( US) Multiple gases ( MG) Sulfur hexafluoride ( SF) Perfluorocarbon s (PF ) Unspecified application target Emission Inventory (EI)

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3.3 資料整理基本原則

每一類資料的整理與分析方式可能都會因各類資料的特性不同而必 須採用不同的整理與分析方式,包括其相關策略與技術繁多,也即將是本 研究的一大挑戰,本研究依資料整理與分析的方法,試著發展出資料整理 原則等程序,依據整理經驗則歸納為以下五點: (1) 文獻資料主要收集方向:所收集的減量策略與技術以有涉及 GHG 減量 優先收集,故針對某一特定技術,如產氫技術的發展,原則上依據是否 提供 GHG 減量效益,其次為節能效益做為納入本資料庫的考量。 (2) 盤查與效益分析類文獻:若文獻主要為盤查(包括排放係數等)或一般策 略或技術效益分析相關文獻,則獨立出來放在此類文獻中。若文獻以討 論或分析策略為主,雖有說明效益,則仍然優先列入策略或技術類文獻 中,但若以策略或技術為輔時,可納入效益分析中;例如比較新加熱系 統,此內容屬於技術類,但若是用別人已有的產品來比較,則是效益分 析。 (3) 效益比較文獻:數種減量策略或技術間的減量效益之比較,如不同能源 策略或技術之 GHG 減量比較。另外,整合相關性策略之減量新策略, 如森林管理與生質能替代物的整合型策略,亦納入。 (4) 說明與介紹性的文獻:只針對知名策略或技術所作的一般說明之文獻暫 不納入,如木材或生質能於 GHG 減量所扮演的角色或尚在假想中的次 要創新減量技術之說明。但若該篇文獻乃針對某項減量技術而實際的減 量策略,則納入。 (5) 同一類型文獻處理原則: (a)若無創新或值得參考特點時,除了不列入

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3.4 系統功能發展及示範

本資料庫系統以 Xoops(Xoops, 2007)做為核心系統模組,並選取屬公 的公用程式(Open source)的適當資料庫模組做為發展依據,資料庫提供了 查詢功能、篩選功能以及資料輸出介面,經評估數個模組後,最後選擇 CosmoB General-purpose database system v.1.2 (WEB-LEARNER.com, 2006) 模組發展本研究資料庫系統。以下各小節首先說明如何選擇模組,再來則 要介紹資料庫系統發展、首頁及所規劃功能呈現、輸入與修改資料、查詢 與篩選。

3.4.1 模組選擇

本研究所選擇的模組以可提供資料儲存與查詢使用為原則,且必須有 資料庫、資料分類、輸入/儲存/修改資料、查詢、評論等基本功能,依以 上原則測試了不少模組,剔除不符合基本需求及選擇較可能適用的模組, 最後選出三個候選模組,分別為 CosmoDB - General-purpose database system(CosmoDB)1.2 版 本 (WEB-LEARNER, 2006) , News1.63 版 本 (Instant-Zero, 2008) , Article Management System (DMS) 2.51 版 本 (Xoops ,2006)。以下一一說明這三個模組。 CosmoDB 模組主要用以整合資料及與提供功能管理檔案文件,其原 始頁面如圖 4 所示,例如實驗數據等;所提供的功能包括與資料新增與移 除,及選擇資料的功能,例如 radio、checkbox、select 與 text 等;查詢功 能則提供 text、關鍵字(keyword)查詢使用者意見(comment)查詢;另外提供 系統制定項目與管理者制定關鍵字(keyword)之資料篩選;模組亦提供功能 供制定項目作資料排序;亦提供三種資料展示方式,包括展示簡易資料資

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Detail View;此外,其他功能包括資料間之連結、製作資料書籤(bookmark) 與文件夾(directory)等。

圖 4 CosmoDB 原始頁面

News 模組主要提供使用者在站內輸入數篇新聞文章,其原始頁面如 圖 5 所示,並可依據使用者所建立的文章主題予以分類,且統計每種分類

的文章篇數。此外此模組亦提供 RSS(Really Simple Syndication)功能,傳送

模組內所更新的資料;該模組可利用文章內容自動建立查詢關鍵字,依此 查詢的依據可分為,依照關鍵字於文內出現的次序、關鍵字出現最多頻率 的次序與關鍵字出現最少頻率的次序等三種。

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Articles Manager System 模組同樣可自訂屬性以作為分類的依據,並依 此所進行查詢,亦可於線上輸入文章,其原始頁面如圖 6 所示,此模組亦 提供 RSS 功能,傳送模組內所更新的資料,另外可依據資料標題、分類、 作者等作為查詢項目,以及依照資料點擊率、評價、標題與資料 ID 進行 排序。 圖 6 AMS 原始頁面 表 3.2 比較上述三個模組的功能。考慮到本研究所設定的系統功能, 除了文章輸入與查詢的基本功能以外,篩選與資料呈現方式亦甚為重要, 由於 CosmoDB 模組所提供資料篩選的功能,便於用以發展符合 GHGST 系統需求的篩選功能,另外,該模組的資料呈現方式較符合本研究所需要 的簡易索引與詳細資訊兩種資料呈現的設計。本研究因而採用它用以發展 GHGST 資料庫系統。 以下各小節詳細說明依該模組所修改而成的 GHGST 資料庫系統及展 示 GHST 系統之功能。

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表 1 試用模組功能比較 模組名稱 CosmoDB -General-purpose database system News Article Management System 模組簡稱 CosmoDB - AMS 版本 1.2 1.63 2.51 資料分類 設定資料屬性分類 設定資料屬性分 類,並對該分類 進行描述 設定資料屬性分 類,並對該分類進 行描述 輸入、儲存 與修改資料 可直接對頁面設計 及功能進行修改 輸入資料標題、 描述、以及內 容,可直接進行 編輯或刪除 輸入資料標題、描 述、以及內容,可 直接進行編輯或刪 除 查詢 可針對資料設定關 鍵字以便查詢;或 是使用該模組的輸 入文字查詢區塊 依據所設定的資 料屬性分類進行 查詢 依據所設定的資料 屬性分類進行查詢 評論 允許使用者對資料 發表評論 允許使用者對資 料發表評論 允許使用者對資料 發表評論 篩選 設定資料 ID、名 稱、作者、日期等 作為篩選項目,另 外可直接新增篩選 項目 - 針對資料標題、屬 性、作者等作為篩 選項目 資料呈現 顯示資料 ID、名 稱、作者、日期、 評價與觀看次數 等。 可設定每篇頁面 之展現筆數,及 呈現資料分類及 其內容 可設定每篇頁面之 展現筆數,及呈現 資料分類及其內容

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3.4.2 資料庫系統發展

本小節將說明如何更改 CosmoDB 模組發展 GHGST 資料庫系統,包 括首頁及主要功能、輸入與修改資料、查詢、篩選等功能以及資料輸出與 展示介面等,並利用 PHP(PHP Group, 2009)程式作為主要發展語言,以及 利用 MySQL (MySQL, 2009)建立後端資料庫。

3.4.2.1 首頁

GHGST 系統首頁列出所有主要功能的介面,如圖 7 所示,首頁主要 由七個區塊所組成,包含: (1) 主要內容區塊:為讓使用者在操作 GHGST 資料庫時了解並便於使 用本系統所提供的功能,設置包括首頁、背景說明、使用手冊、提 供資料、查詢與名詞解釋等之使用或操作頁面的連結,以增加使用 者於利用上的便利性。 (2) 簡介區塊:為給予第一次利用 GHGST 資料庫系統的使用者,了解 本資料庫之設置緣起與目的,因此設置簡介區塊以簡介本資料庫系 統的設置緣起與目的等。 (3) 查詢區塊:為便於使用者直接進行 GHG 減量策略或技術資料的搜 尋,於首頁設置查詢區塊,以快速獲得相關的減量資料。查詢區塊 內包含欄位查詢與分類查詢,此部分將於 3.4.5 節進一步說明之。 (4) 新進資料區塊:GHGST 資料庫系統乃持續不斷性地更新,此區塊 乃提供本資料庫的更新內容,顯示各分類最新輸入資料,提供使用 者資料更新的資訊,且點選標題即可進入資料詳細資訊的頁面。

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(5) 統計區塊:為讓使用者了解關於 GHGST 資料庫資料收集的狀態, 本研究設置統計區塊,利用數字做為訊息提供的方式,為了讓使用 者了解本系統資料的多元性,因此依據資料的屬性分類,顯示各分 類全部資料量,與當月所輸入的資料筆數。 (6) 新進評論區塊:為讓使用者獲得其他使用者針對某筆資料所做的最 新評論,因此設置此區塊,以立即取得其他使用者所提供的相關資 訊。點選評論的名稱即可進入資料評論頁面,藉由此區塊的設置, 直接觀看來自其他使用者所提供的資訊。 (7) 熱門資料區塊:顯示前五筆最熱門的資料,藉此參考以了解使用者 較常觀看的 GHG 減量資料類型,點選資料標題即可進入資料詳細 資訊的頁面。

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圖 7 首頁及主要功能連結

3.4.2.2 輸入與修改資料

與修改資料功能主要分為(1)線上編輯;及(2)批次處理二種方式, 前者設置主要目的是讓來自不同地方的使用者,即時更新資料,但當資料 量大時,若一一輸入與更新反而不是很方便,故亦提供第二種處理方式, 以下分別說明之。

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(1)線上編輯 本資料庫為讓來自不同地方的使用者可以提供與溫室氣體盤查減量 策略與技術相關之文獻資料,因此建立此線上資料提供功能,介面如圖 8 所示,以下說明該頁面的內容: (1) 資料內容:包含了屬性、中文標題、英文標題、作者、出處、出版 年(月)、中文簡短說明、英文簡短說明、附註與其他屬性等,以提 供與資料相關的基本資訊。而為了避免相關資訊漏填而降低資料的 實用性,本系統設定屬性、中文標題、英文標題、作者、出處、出 版年(月)、文獻資訊與中文重點說明等為必填欄位,若有任何必填 欄位空白,則系統會如圖 9 所示,提醒使用者應該填入的欄位。 (2) 屬性項目:為讓資料提供者所提供的資料在進入 GHGST 系統前先 行分類,以便於資料的處理,設置資料屬性分類提供資料分類選 項,將資料進行多元性的分類。本系統為利用下拉式選單方式選擇 各項分類,而可選擇項目如 3.2.2 節所述;若於各分類中沒有符合 使用者需求之選項,可選擇選單內之[自訂]選項。 (3) 自訂屬性:本系統所提供的資料屬性不盡然適用於資料提供者所提 供的資料,因此所列的屬性不符合資料的特性而有必要自訂屬性 時,則如圖 10 所示,使用者可進入新增屬性的頁面,於欲新增屬 性分類中,填入自訂之中文與英文屬性名稱。所自訂之屬性,亦可 作為 GHGST 系統增加或修訂分類項目時的參考,以增加本資料的 多元性。

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圖 9 欄位未填提醒功能

圖 10 新增屬性頁面

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(1) 選擇待審資料:為了方便一一審查待審的資料與獲得所需待審的資 料數目,首先進入選擇待審資料的頁面,如圖 11 所示,本系統管 理員可選擇欲審查之資料,並且進入審查資料的頁面。 (2) 審查資料內容:審查資料頁面如圖 12 所示,其內顯示使用者所提 供之資料內容,包括屬性、自訂屬性、中英文標題、作者、出處、 出版年(月)、文獻資訊、中英文重點說明、其他屬性等。主要目的 是讓管理者可檢視資料適宜性及所填資料屬性是否正確,若有發現 不適當的地方,可直接修改。 (3) 審查資料結果:分為輸入、待查、存放與刪除等五項審查結果選項, 上列審查結果選項原則如下所述: (a) 輸入:若符合 GHGST 系統資料收集原則且資料也都經確認 後,即為適合輸入資料庫的資料,可點選此選項納入資料庫內。 (b) 待查:列為待查的資料,其內容屬性雖與 GHGST 系統欲收集 之資料內容符合,但有些資料或屬性需要進一步查詢、再確認 或討論後才能進入資料庫,故先暫存。 (c) 存放:列入存放之資料,乃內容雖與 GHG 相關,但與 GHGST 系統目前收集原則尚不符合之資料,例如討論某種行為會增加 GHG,但沒有提到減量策略與技術,雖然這仍與 GHG 相關, 針對這種資料可新增資料分類來容納之,但在還沒建立新分類 前則先暫時存放。 (d) 刪除:經過審查後,若不符合本系統收集原則者,並且與 GHG 之相關性很低,即可刪除之。

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(2)批次處理 由於線上編輯一次只能處理一筆資料,雖然便於散佈各地的使用者, 但當要處理大量資料時,效率不佳;為了利於離線一次處理較大批的資 料,及便於將資料作批次輸入或修改已存在之資料,本研究因而新增四支 與資料批次輸入與修改相關的 php 程式,分別為 Check、Input、Update 與 Clear,以下一一說明之: (1) Check:此程式主要用於確認欲輸入的資料是否已存在於資料庫中及是 否有錯誤。以資料標題(欄位 title_c 或 title_e)與作者(欄位 author)作為 比對之依據,若確認資料沒有重複,才容許執行後續資料輸入程式。 (2) Input:此程式主要用於輸入資料。該程式主要模擬 CosmoDB 系統資料 儲存的動作,將資料儲存於各資料表中,此外,雖 Check 程式已確認資 料是否重複,但 Input 程式仍再次確認資料是否重複,以防止資料重複 輸入。 (3) Update:上一支程式是針對新資料,而此程式主要用於更新已存在資料 庫中的資料。 (4) Clear:此程式主要用於清理資料庫中各相關資料表的內容,讓其回歸 至最原始空白的情形,此程式基本上是用於資料庫系統的發展階段,每 當測試一陣子,決定作一些重大修正時,若重新更新每筆資料,會較費 時,故採用此程式清除內容,再重新批次輸入。

3.4.2.3 查詢

如圖 13 所示,GHGST 系統提供兩種資料查詢方式:

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目,將欄位查詢作為資料搜尋的基本方式。共有三組查詢欄位,每 組包含了文字輸入,查詢項目選擇與查詢項目相關性選擇,查詢項 目包含了中英文標題、作者、出處、文獻資訊、附註與中英文重點 說明等八項,查詢項目則依據布林邏輯查詢的方式,包含 AND、 OR 與 NOT 的選項,另外亦可設定資料出版日期範圍。 (2) 分類查詢:主要是讓使用者可針對所擬搜尋的分類以直接查詢所需 資料,分類查詢乃利用本系統所建立之資料主編碼進行查詢,目前 主編碼主要提供功能查詢編碼第一分類階層的資料,分別為所屬分 類、文獻種類、溫室氣體種類、溫室氣體部門或領域、減量策略或 技術等五項查詢所需的資料,各項目內容請參見 3.2.2 節所述的分 類原則。至於分類子階層查詢,由於會較複雜,且預期用的不多, 故改為在篩選時才提供分類子階層的篩選(請參見下一節)。此外, 系統亦提供選項容許搜尋時也包含次編碼。

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3.4.2.4 篩選

當未來資料量持續增加時,若所找到的資料筆數太多時,則有必要進 行篩選,故系統如圖 14 所示,讓使用者可根據查詢的結果,提供以下五 個篩選項目作進一步的資料篩選,亦可根據篩選的結果進行再次的篩選: (1) 出版年(月):可讓使用者透過進一步選取資料的年代,以出版年(月) 欄位資料縮小資料文獻之範圍。 (2) 編碼:除了在前一節查詢時可以編碼中第一階層分類做為查詢項目 之外,本系統亦利用編碼做為篩選項目,若於查詢階段某一項之編 碼屬性進行該屬性編碼第一階層之查詢,則可於該處的編碼項目針 對該編碼之分類子階層進行篩選,另外,於該處的編碼項目亦可針 對沒有被查詢之編碼屬性作該屬性項目的選擇,除了縮小資料之範 圍,更可得到資料屬性更為精確的資料結果。 (3) 依屬性分類:此項目乃是依編碼屬性將資料查詢結果進行分類,並 標示各分類的之資料篇數,讓使用者可看到資料分類分布資訊,然 後使用者可勾選其希望進一步查詢的資料,唯須注意的是此部分所 勾選的選項與其他篩選項目不同,是以邏輯 OR 運算,而不是 AND 的方式。 (4) 瀏覽排行:資料瀏覽排行提供資料被查詢的頻率,亦可作為篩選之 選項,選擇查詢率較高的資料。 (5) 意見篇數排行:資料意見篇數排行顯示資料被討論的頻率,使用者 亦可據此篩選討論較多的資料。

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圖 14 篩選資料頁面

3.4.2.5 資料輸出與展示

經過查詢或篩選的資料輸出結果有兩種形式,分別為簡易索引與單筆 詳細資訊兩個形式,此外,各資料之討論意見亦可隨資料展示,讓使用者 了解討論的內容,以下一一分別說明之: (1) 簡易索引:經由查詢或篩選所得資料之簡易索引形式如圖 15 所示, 主要顯示資料的標題、作者、出處、出版年(月)與意見,目的為提

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一項參考,而點選數字可進入使用者對該篇資料所做之意見頁面, 此外使用者亦可以上列項目進行排序,以此作為觀看資料詳細資訊 的順序。 圖 15 簡易索引 (2) 單筆資料詳細資訊:若使用者針對某一筆減量資料的內容有興趣, 於簡易索引中點選文獻資料的標題,即可進入單筆資料的詳細資訊 頁面,以針對該筆資料做進一步地了解,如圖 16 所示,其內容除 了於簡易索引中已顯示的項目外,尚包括文獻資訊、附註、中英文 簡短說明與中英文摘要等更詳細的資料,已取得 GHG 減量策略或 技術的內容。

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圖 16 詳細資訊 (3) 使用者意見:為增進 GHG 減量資料相關資訊的完整性,加強使用 者的了解,本系統設有使用者意見提供的功能。於本系統簡易索引 中點選文獻資料意見欄位中的數字,即可進入使用者意見頁面,如 圖 17 所示,使用者可於此頁面觀看意見或者輸入意見,以取得或 提供相關的資訊,此外,本資料庫亦可藉此獲得有用的相關資訊。

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第四章

減量策略與技術之基本或核心知識、原理

本章主要說明與 GHG 減量相關的重要性,以及減量策略與技術的基 本或核心知識與原理,依據目前所收集之資料文獻,主要分為氣候變遷的 影響與衝擊、GHG 盤查分析與減量策略與技術制訂與使用等三部分。本章 主要分為總體概述、與資料內容整理與分析與小結三個部分。

4.1 總體概述

表 2 為本研究所收集的 GHG 策略與技術之基本或核心知識、原理概 述,並分為氣候變遷的影響與衝擊、GHG 盤查分析與減量策略與技術制訂 與使用等整理資料。 表 2 減量策略與技術之基本或核心知識、原理概述 項目 資料內容概述 氣候變遷 的影響與衝擊 主要內容為 GHG 排放所造成之持續性影響。 GHG 盤查分析 主要內容包括以消費為導向的國家排放清冊與區域性 GHG 盤查清冊資訊交換等 GHG 盤查分析。 減量策略與技術 制訂與使用 主要內容為制定減量策略所需考量的因素,包括短期 獎勵式策略、策略與技術影響因子、減量策略之成本 有效性與非 CO2 GHG 於策略制定之重要性等。

4.2 資料內容整理與分析

4.2.1 氣候變遷的影響與衝擊

此部分所收集的資料主要為針對過度GHG排放對於氣候變遷的影響

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(1) GHG之持續性影響:Solomon et al. (2008) 指出即使停止CO2排放,雖 會使CO2濃度逐漸下降,降低輻射影響,但因海水表面吸熱後,會與深 層海水進行混合,因此會降低海洋持續吸熱冷卻大氣之效果,故CO2排 放所造成的氣候變遷仍會持續1000年之久,另外若21世紀CO2的濃度達 到600ppm,海平面至少會上升0.4-1m。 MacCracken (2008)指出目前全 球平均溫度已較工業化時期高出0.8 °C,若GHG的排放持續增加,若 GHG的排放持續增加,大氣溫度每十年會以0.2 °C速度持續上升。

4.2.2 GHG 盤查分析

此部分所收集的資料主要為針對 GHG 的盤查所進行的分析,其內容 如下所述: (1) 以消費為依據的國家排放清冊:Peters (2008)指出UNFCCC要求國家交 出國家盤查清冊(National Emission Inventories, NEI),但未將進口行為納 入會導致低估,以消費為依據的NEI改變系統邊界,將進口納入但不考 慮出口,有助於區別減量承諾及選擇減量策略,但是因系統邊界較大, 執行時會遇到較多阻礙。 (2) 區域性GHG盤查清冊資訊交換:根據 Umemiya (2006),於2003年起每 年進行亞洲地區GHG排放清冊統整,利用區域性的資訊交換,提供排 放清冊所面對的共同議題與限制,以增進排放清冊的功用,包括專屬於 亞洲地區的排放源、排放機制與技術的使用,另外協助了解目前的國家 現況。

4.2.3 減量策略與技術制訂與使用

(53)

(1) 短期獎勵式策略:González (2008)指出在某些情形下,短期GHG減量 策略具成本效益,但長時間不見得具相同益處,例如一些以獎勵式減 量策略,雖可增加使用低成本減量技術,但不能吸引採用高成本減量 技術,因而有必要輔以可降低動態成本的策略。

(2) 策略與技術影響因子:Winkler et al. (2007)指出,”mitigative capacity” 為降低GHG或加強自然碳匯的能力,影響因子有三項:經濟、制度 與技術,經濟因子包括收益、減量成本與機會成本,而減量成本影 響能否將”mitigative capacity”轉換為實際之GHG減量; 制度乃政府影 響力與所規定的市場規則等;而技術乃環境友善技術與發展創新技術 能力。 (a)減量策略之成本有效性:Duval (2008)以三個成本有效性標準評估 GHG減量策略,一為靜態效能(static efficiency),不只評估其成本 有效性,並了解是否提供適當動機以受到廣泛採用;二為動態效 能(dynamic efficiency),包括新制度的效能成本與清淨技術的普遍 性,以降低未來的減量成本;三為是否能夠有效地應付氣候與經 濟的不確定性。

(3) 非CO2GHG於策略制定之重要性:根據Reilly et al.(2004)指出,降低

非CO2 GHG的排放對於經濟發展所造成的威脅較小,並促使開發中 國家加入GHG降低行動,彌補限制CO2排放所造成之缺失。

4.3 小結

由於持續排放GHG會造成地球溫度與海平面上升等影響,且因為GHG 排放具有長期性效應,所造成的影響亦為深遠。在進行GHG減量前,可透 過GHG排放量的盤查,以了解所應因應的減量策略與技術等;為了降低

(54)

略與技術的制定與使用,會受到經濟、制度與技術等因子影響,其中降低

(55)

第五章

全球與跨國溫室氣體減量策略與技術

本章主要說明目前全球或跨國等國際上的 GHG 減量策略與技術,依 據目前所收集之資料文獻,主要分為國際趨勢與衝擊效益分析、國際公約 與協定、國際減量機制與減量責任分配等四項。並將本章分為總體概述、 資料內容整理與分析以及小結三個部分。

5.1 總體概述

表 3 為本研究針對全球與跨國 GHG 減量所收集的策略與技術內容概 述,分為國際趨勢與衝擊效益分析、國際公約與協定、國際減量機制減量 責任分配與其他跨國性 GHG 減量等五類整理資料。 表 3 全球與跨國 GHG 減量策略與技術概述 類別 資料內容概述 國際趨勢與 效益分析 為開發中國家參與 GHG 減量的趨勢。 國際公約與協定 為氣候變化綱要公約與京都議定書;亞太潔淨發展與氣 候合作夥伴計畫、歐洲氣候變遷計畫;其他與森林相關 的區域性國際協定;亦包括研究中或建議性的國際公 約與協定,包括技術導向的減量協定、行動目標、GHG 減量策略與碳稅為基礎之國際協定等。 國際減量機制 為清潔發展機制、排放交易與永續發展與氣候資金援 助機制。 減量責任分配 為減量責任之分配,如 Triptych Approach,以及 GHG 減量分配所需考慮的因素等。

(56)

5.2 資料內容整理與分析

5.2.1 國際趨勢與衝擊效益分析

此部分內容主要為國際上進行 GHG 減量的趨勢衝擊效益分析,其內 容如下所述: 開發中國家認為氣候變遷乃是因過去已開發國家所排放 GHG 所造 成,因此須負起 GHG 減量之主要責任,但未來之 GHG 減量之成本,將主 要發生在開發中國家,此乃由於在這些國家中執行的減量方案成本較低, 成本效益較高。根據 Halsnas et al. (2005)分析,開發中國家加入國際間之 減量方案,可大幅降低減量成本,另外執行減量策略之開發中國家可間接 獲得社會利益,約相當於執行策略所需的成本,依據所得之間接效益,可 擴展未來 GHG 減量協定。而根據 Forsyth (2007),未來開發中國家的氣候 變 遷 策 略 , 內 容 除 了 必須 具 備 技 術 轉 移 , 亦 有 必 要 形 成 發 展 紅 利 (development dividend),乃針對 CDM 計畫的國際碳市場找出 GHG 減量的 顯著利益,為此建立跨部門的合作關係,如投資者、市政當局與市民,以 達此目的並降低所需成本。 為了更有效地進行 GHG 減量,有必要對排放限制作出承諾,Winkler et al. (2006)指出非附件一國家應有量化承諾,並在現有限制體制外採用這些 承 諾 , 其 依 照 減 量 的 責 任 、 能 力 與 潛 力 , 分 為 newly industrialized countries(NICs)、rapidly industrializing countries (RIDCs)、least developed countries (LDCs)與其他開發中國家,但指出定量減量責任對於 LDCs 與其 他開發中國家而言較不正當。

(57)

(1) 全球性國際公約與協定:

(a) 氣 候 變 化 綱 要 公 約 (Framework Convention on Climate Change, UNFCCC):UNFCCC 主要由 OECD 國家、JUSSCANNZ 集團、歐 洲聯盟(European Union, EU)、77 國集團與中國(Group of 77 and China, G77/China) 、 島 國 聯 盟 (The Alliance of Small Island States,

AOSIS)、石油輸出國家(OPEC)、中美洲國家集團與非洲國家集團所 組成,目的乃個別或共同地將二氧化碳或蒙特婁議定書中的人為 GHG 排放,回復為 1990 年的排放水準,將經濟情況納入其中,採 經濟有效與最低成本的 GHG 減量措施 (UNFCCC, 1994);簽署此公 約之締約國家中,公約附件一的締約方,需繳交其預測或執行減量 措施後的 GHG 排放,以利締約方審查與修正;附件二國家應資付 資金給予開發中國家,或透過技術的轉移等,並要考慮最不發達國 家的具體需求與情況,以利其進行 GHG 減量;而非附件一與非附 件二的會員國家,需繳交國內之 GHG 盤查資料,並敘述國內情況 以及減量措施的初步描述等;此外,公約制定具法律約束的議定書 (UNFCCC, 1997),設立因應氣候變遷、技術轉移與協助低開發中國 家進行 GHG 減量等的基金(UNFCCC, 2001)、以及建立國家間執行 GHG 減量的規範,如京都機制與技術轉移等(UNFCCC, 2002)。 (b)京都議定書(Kyoto Protocol):除延續氣候變化綱要公約的精神,建議 加強與經濟相關的能源效率、透過森林管理、運輸部門與其他有關 部門減少或限制蒙特婁議定書中人為與管制 GHG 排放、使用不影 響氣候的農業措施、進行創新技術的研發、亦可透過經濟刺激或市 場手段,運用於難以進行 GHG 減量的部門,議訂書中規定締約國 附件一國家於 2008-2012 年應比 1990 年的排放水準減少 5%,另外

(58)

在 2009 年 12 月於丹麥哥本哈根舉辦的第十五屆京都議定書締約方 會議,將針對 2012 年後全球對於 GHG 減量的安排與合作進行討論 並達成新的共識(UNFCCC, 2008)。

(2) 區域性國際公約與協定:

(a) 亞太潔淨發展與氣候合作夥伴計畫(Asia Pacific Partnership on Clean Development and Climate, AP6):AP6 為美國、澳洲、中國、日本、 韓國與印度等六個國家於 2005 年 7 月共同成立之自願性跨國組織, 不設立強制性之減量目標,透過雙邊或多邊之合作,發展並運用符 合成本之綠色能源以達到 GHG 減量之目標。依據 McGee et al.(2006) 針對 AP6 計畫之分析,未來若有更多國家參與此計畫,則將使其更 具競爭力,而其在短期內對國際氣候變遷策略之影響,將視其如何 導引未來京都議定書談判與協議之方向。

(b) 歐洲氣候變遷計劃 (European Climate Change Programme, ECCP): ECCP 乃歐盟(EU, 2008)用以準備更長遠氣候策略之主要工具,並確 認、發展與執行所有必須執行之 EU 策略,以履行京都議定書,歐 盟溫室氣體排放交易方案(European Union Greenhouse Gas Emission

Trading Scheme, EU ETS)即是該計畫下所促成,ECCP 於 2000 年開

始施行,於 2005 年底實施 ECCP II。 (c)與森林相關的合作協定:

(i)森 林 碳 夥 伴 協 定 (Forest Carbon Partnership):澳 洲 政 府 (Australia Government, 2008)分別於 2008 年 3 月與 6 月與巴布亞新幾內亞與印 尼簽署森林碳夥伴協定,將協助兩國降低森林砍伐或破壞,以避免

(59)

(ii)降低森林砍伐之 GHG 排放:一項由開發中國家所提出,名為降低 森林砍伐之 GHG 排放(Reducing emissions from deforestation, RED) (UNFCCC, 2005) , 有 時 亦 包 含 避 免 森 林 衰 頹 (Avoiding forest degradation),亦稱為 REDD 的提議策略,自願性參與,需計算森林 砍伐所造成的 GHG 排放,開發中國家可因降低排放而得到已開發 國家的補償(Olander et al. ,2007)。

(3) 研究或建議性國際公約與協定:

(a) 技 術 導 向 的減 量 協 定 (Technology-oriented Agreements, TOAs) : Coninck et al. (2008)指出 TOAs 包括技術轉移以及與技術相關的策 略,其可增進國際合作的整體效率與影響性,但是其環境影響性可 能受到限制,另外指出成功的 TOAs 有賴於其設計、執行與其在其 他策略方針中所預期扮演的角色。

(b) 行動目標(Action Target) GHG 減量策略:根據 Baumert et al. (2006),Action target 不同於京都議定書中制定未來所需達到的 GHG 排放水準,其乃協議出各參與國所需減少之排放水準,並預估 行動期間其未執行任何減量措施之可能 GHG 排放,以此為所所需 削減之 GHG 排放量,而分析指出其可促進預期開發中國家參與國 際氣候制度之廣度與深度。 (c) 以碳稅為基礎之國際協定:Kahn et al. (2006)建議以碳稅為 GHG 減 量協定之基礎,針對開發與已開發國家,建立具經濟刺激性的碳稅 系統,可用於非能源碳排放,因具有刺激開發中國家限制其 GHG 排放成長之潛勢,不需刻意規定 GHG 排放值,同時刺激上述國家 持續其未來之減量工作,並解決兩者間減量公平性之問題。

(60)

5.2.3 國際減量機制

此部分主要為國際上進行 GHG 減量時,可以促進減量措施進行的相 關機制,內容如下所述:

(1) 清潔發展機制(Clean Development Mechanism, CDM):CDM 為京都議定 書下,允許已開發國家以技術或資金協助開發中國家進行 GHG 減量, 以滿足該國的減量要求,主要有五種方式:(A)單邊(Uni-lateral)CDM 是 指只需要地主國提出計畫並投資,且經驗證後即可將排放量(Certified Emission Reduction, CERs)直接賣給已開發國家;(B)雙邊(Biateral)CDM 除了附件一與非附件一國家之參與,只需地主國之批准,亦允許國際企 業參與,執行上較單純且可靈活運用投資資金;(C)多邊 CDM 則是附 件一國家透過第三者單位(如世界銀行),經由該單位提供資金給予開發 中國家進行減量計劃,而後再將所獲得之 CERs 交予投資者;(D)共同 基金乃藉由財團法人、多邊開發銀行、國際團體或計畫地主國,藉由合 資降低投資風險;(E)混合 CDM 乃混和單邊、雙邊與共同基金之特點, 並定期舉行 CERs 拍賣市場。Michaelowa (2007)指出單邊之 CDM 對開 發中國家在面對國外投資者高額外報酬率之要求時較具吸引力,且相對 於國外投資可降低執行時之成本,但技術的轉移可能因此降低,且開發 中國家須有能力執行計劃。

(2) 碳排放交易(Emission Trade, ET):ET 是指在總量管制前提下,分配排放 者允許之排放量,透過市場交易達到 GHG 減量,由於 GHG 減量利益 為公共財,為避免公共財供給不足,以及不勞而獲地取得公共財的情況 發生,因而將參與國際排放交易市場與其國內之 GHG 減量做連結,並

數據

圖 2 溫室氣體盤查減量策略與技術資料庫系統架構 3.2 資料庫結構 GHG 減量策略與技術資料庫所儲存的資料規劃以 MySQL(MySQL , 2008 )關聯式資料庫的資料表(tables)所組成,主要用以儲存資料之基本資 訊,如資料標題、作者、年份與出處等,提供資料庫查詢或篩選功能之運 作。資料庫之各資料表可藉資料編號進行關連,而由於資料的摘要內容較 多 , 因 此 建 立 摘 要 全 文 表 , 儲 存 每 筆 資 料的 中 文 (abstract_c) 與 英 文 (abstract_e)摘要。此
圖 4 CosmoDB 原始頁面
表 1 試用模組功能比較 模組名稱 CosmoDB  -General-purpose database system News Article ManagementSystem 模組簡稱 CosmoDB - AMS 版本 1.2 1.63 2.51 資料分類 設定資料屬性分類 設定資料屬性分 類,並對該分類 進行描述 設定資料屬性分 類,並對該分類進行描述 輸入、儲存 與修改資料 可直接對頁面設計及功能進行修改 輸入資料標題、描述、以及內 容,可直接進行 編輯或刪除 輸入資料標題、描述、以及內容,可 直接
圖 7 首頁及主要功能連結 3.4.2.2 輸入與修改資料 輸 入 與修改資料功能主要分為(1)線上編輯;及(2)批次處理二種方式, 前者設置主要目的是讓來自不同地方的使用者,即時更新資料,但當資料 量大時,若一一輸入與更新反而不是很方便,故亦提供第二種處理方式, 以下分別說明之。
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參考文獻

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