國 立 交 通 大 學
工學院永續環境科技學程
碩 士 論 文
某一動態隨機存取記憶體的碳足跡盤查之研究
The Study of the Carbon Footprint Inventory of
a Dynamic Random Access Memory Chip
研 究 生:鄭 景 隆
指導教授:蔡 春 進 教授
某一動態隨機存取記憶體的碳足跡盤查之研究
The Study of the Carbon Footprint Inventory of
a Dynamic Random Access Memory Chip
研 究 生:鄭景隆 Student:Ching-Lung Cheng 指導教授:蔡春進 Advisor:Dr.Chuen-Jinn Tsai
國 立 交 通 大 學
工學院永續環境科技學程
碩 士 論 文
A ThesisSubmitted to Degree Program of Environmental Technology for Sustainability
College of Engineering National Chiao Tung University in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Science
In
Environmental Technology for Sustainability
July 2011
Hsinchu, Taiwan, Republic of China
某 一 動 態 隨 機 存 取 記 憶 體 的 碳 足 跡 盤 查 之 研 究 學生:鄭景隆 指導教授:蔡春進 國立交通大學工學院永續環境科技學程 摘 要 本研究以產業溫室氣體(GHG)盤查為基礎,加入「產品生命週期評估 (LCA)」的概念,探討某一半導體廠製造動態隨機存取記憶體(DRAM)晶片所 產生的溫室氣體排放量,以二氧化碳當量表示之,即是所謂產品碳足跡(Carbon Footprint)。
本計劃以 PAS2050 為執行架構,並參考 ISO14064-1 及 ISO14040 的方法, 計算產品碳足跡。盤查與計算的範疇包含原料提供、工廠製造、運輸配送等 生命週期活動階段,藉由本計劃執行達到以下目的:1.了解電子產品之碳足跡 排放量 2.提昇公司形象並降低競爭壓力,做為該電子產品前瞻者 3.分析產品 各生命週期階段的排放量,尋找減碳之機會 4.因應國際減碳議題,降低單位 減碳成本 5.綠化供應鏈,回應利害相關者關心的環境議題。 本產品系統邊界採 B2B(Business-to-Business),即企業至企業的評估方 式,計算結果為產品供應鏈三階段:原料取得、生產製造及成品運輸的碳排放 數據總和。本研究發現產品碳排放為 0.71kg-CO2e/記憶體顆粒,其中以工廠 生產製造過程占 83.39 %貢獻碳足跡最大,其次為原料取得的 16.58%,及成 品運輸的 0.03%,因此,分析將來工廠生產製造使用電力消耗最具有減碳的空 間。
關鍵字: 碳足跡(Carbon Footprint)、溫室氣體(Greenhouse Gases)、生命週期評 估(Life Cycle Assessment)、PAS 2050、B2B(Business to Business)
The Study of the Carbon Footprint Inventory of a Dynamic Random Access Memory Chip
Student:Ching-Lung Cheng Advisor:Dr.Chuen-Jinn Tsai Degree program of Environmental Technology for Sustainability
College of Engineering National Chiao Tung University
ABSTRACT
The greenhouse gases (GHG) emission of a dynamic random access memory (DRAM) product was studied. The emission was calculated as CO2 equivalence and defined as the carbon footprint (CFP). It was based on enterprise’s inventory of GHG emissions and the concept of product life cycle assessment (LCA).
The calculation of the product’s carbon footprint was based on the PAS 2050 and the standard methods of ISO14064-1 and ISO14040. The project scope of the inventory and calculation has three parts: the manufacturing of raw material, the manufacturing of product in the factory and transportation. The purposes of this study are:
1. To the carbon footprint emission of DRAM product
2. To improve the image of the company and reduce the pressure from competitors
3. To analyze the CO2 emission data and find the opportinities for carbon reduction
4. To respond to the international environmental issues and reduce cost of carbon reduction in the future
5. To form a green the supply chain.
The system boundary of the product carbon footprint assessment is B2B (Business-to-Business) and the calculated results of carbon emission data are divided into three parts:the manufacturing of raw material, the manufacturing of product in the factory and transportation. It was found that the carbon emission is 0.71kg-CO2e/chip with the biggest contribution of 83.39% from the manufacturing of product in the factory, followed by the manufacturing of raw material (16.58 %) and transportation (0.03%). The results indicate that we should reduce carbon emission about electric power consumption in the manufacturing process of the product as the first priority in the future.
Keywords : Carbon Footprint (CFP), Greenhouse Gases (GHG), Life Cycle Assessment (LCA), PAS2050, B2B (Business to Business
誌 謝 首先我要感謝我的指導老師蔡春進教授,在我研究過程中提供了必要的 輔導與協助,除了論文內容的匡正與寶貴意見之外,更提供了相當多的專業 要求與學習態度,由於在學校的時間著實不多,老師相當有耐心的提攜與教 誨,才使得學生的研究得以在最後時間順利完成,由衷感謝老師,在此致上 最高的謝意。 論文口詴期間承蒙交大機械所教授吳宗信博士、安衛技術中心余榮彬博 士及傑智環科副總簡弘民博士於百忙之中給予諸多寶貴的意見及精闢的指 正,使得學生的論文更加完整而得以付梓。 感謝力晶科技風險管理處丁立文處長的支持及協助,並給予工作上的方 便,讓我於研究期間能有足夠的資源進行相關知識蒐集與整理,也感謝力晶 科技環保課同仁的協助與支援,使得學生的論文得以順利完成。 最後感謝我的家人於這段期間的體諒與支持,老婆瑞貞全心全力的協 助,讓我在研究過程中能心無旁騖,還有小女孙彤的可愛提醒,都是我能完 成研究的最大原動力,當然也感謝交大的同學們提供過往的經驗傳承,讓我 的研究報告最終能順利誕生。
目 錄
頁次 中文摘要 ... ⅰ 英文摘要 ... ⅱ 誌謝 ... ⅲ 目錄 ... ⅳ 表目錄 ... ⅶ 圖目錄 ... ⅷ 一、緒論 ... 1 1.1 研究背景 ... 1 1.2 研究目的 ... 2 1.3 研究方法 ... 3 二、文獻回顧 ... 5 2.1 產品生命週期評估的 ISO 國際標準 ... 7 2.2 溫室氣體盤查的 ISO 國際標準 ... 13 2.3 環保標章的 ISO 國際標準 ... 17 2.4 產品碳足跡的國際標準(PAS 2050:2008) ... 20 2.5 產品碳足跡計算的國內指引 ... 29 2.6 碳中和的國際標準(PAS 2060:2010) ... 29 2.7 碳足跡的發展概況 ... 31 三、本計劃產品碳足跡執行程序 ... 33 3.1 第一階段:貣始階段 ... 33 3.2 第二階段:準備階段 ... 34 3.3 第三階段:碳足跡盤查與計算階段 ... 423.4 第四階段:查證及後續作業階段 ... 45 四、產品碳足跡計算 ... 48 4.1 選擇標的產品 ... 48 4.2 成立推動小組 ... 48 4.3 建立產品系統界限 ... 50 4.4 建立製程地圖 ... 51 4.5 建立產品規範 ... 52 4.6 實質性分析 ... 53 4.7 建立碳足跡盤查表 ... 57 4.7.1 基本資料表 ... 57 4.7.2 製程流程圖 ... 58 4.7.3 產品物料使用表-主要原料 ... 59 4.7.4 產品物料使用表-輔助原料 ... 60 4.7.5 全廠耗能表 ... 63 4.7.6 產品運輸定性定量表 ... 64 4.7.7 產品使用階段耗能表 ... 65 4.7.8 廢棄物定性定量表 ... 65 4.8 數據收集及盤查 ... 66 4.9 產品碳足跡計算 ... 68 4.10 外部查驗結果 ... 72 五、結果與討論 ... 73 5.1 產品碳足跡計算結果 ... 73 5.2 選擇標的產品之討論 ... 76
5.3 盤查數據品質與計算方式的討論 ... 77 5.4 執行碳足跡盤查應適用準則 ... 78 六、結論與建議 ... 82 6.1 結論 ... 82 6.2 建議 ... 83 參考文獻 ... 85 附錄一、記憶體產品類別規則(PCR) ... 88 附錄二、產品碳足跡盤查報告書 ... 103 附錄三、產品碳足跡查驗證書 ... 121
表 目 錄
表 3.2-1 產品高階碳足跡分析範例表 ... 37 表 3.2-2 動態隨機存取記憶體顆粒產品生產 BOM 表 ... 38 表 3.2-3 動態隨機存取記憶體顆粒產品之高階碳足跡分析表 ... 39 表 3.3-1 產品碳足跡計算方法的數據範例 ... 44 表 4.2-1 產品碳足跡盤查配合單位及作業內容 ... 49 表 4.6-1 本計劃標的記憶體顆粒產品 BOM 拆解表 ... 55 表 4.6-2 產品成分 BOM 拆解表與 Simapro 資料庫比對表 ... 56 表 4.6-3 本計劃產品成分碳足跡砲階分析結果 ... 57 表 4.7.1-1 工廠基本資料表 ... 58 表 4.7.1-2 產品說明表 ... 58 表 4.7.1-3 公司盤查執行狀態... 58 表 4.7.3-1 產品物料使用表-主要原料 ... 59 表 4.7.4-1 產品物料使用表-包裝原料 ... 60 表 4.7.4-2 產品物料使用表-輔助原料 ... 62 表 4.7.5-1 全廠能資源耗能表... 63 表 4.7.5-2 全廠非能資源耗能表... 63 表 4.7.6-1 產品運輸定性定量表... 64 表 4.7.8-1 廢棄物定性定量表... 65 表 4.7.8-2 廢氣 VOCs 定性定量表 ... 66 表 4.9-1 本計劃產品碳足跡初級數據廠商 ... 71 表 4.9-2 標的產品 LCI 盤查各階段碳排放量及比例 ... 71 表 5.4-1 PAS2050 與 ISO14067CD 版內容差異比較 ... 81圖 目 錄
圖 1.3-1 產品碳足跡評估流程與執行方式 ... 4 圖 2.1-1 不同產品在不同階段之環境衝擊 ... 8 圖 2.7-1 台灣產品碳足跡標籤... 32 圖 3.2-1 製程地圖-以麵包為例 ... 35 圖 3.2-2 製程地圖-本動態隨機存取記憶體顆粒產品 ... 36 圖 3.2-3 本產品碳足跡盤查之系統邊界 ... 37 圖 3.3-1 產品生命週期各階段碳足排放 ... 43 圖 3.4-1 產品碳足跡接受公正第三者查驗之查證流程 ... 46 圖 3.4-2 產品碳足跡計算各階段排放量分佈示意圖 ... 46 圖 3.4-3 產品碳足跡盤查與計算流程圖 ... 47 圖 4.2-1 產品碳足跡盤查期程及內容規劃 ... 49 圖 4.3-1 產品碳足跡盤查系統邊界範疇示意圖 ... 50 圖 4.4-1 本計劃產品碳足跡的製程地圖 ... 51 圖 4.6-1 本計劃產品進行高階碳足跡分析流程圖 ... 54 圖 4.7.2-1 製程流程圖 ... 59 圖 4.9-1 標的產品 LCI 盤查各階段碳排放示意圖 ... 71 圖 4.10-1 產品碳足跡第三者驗證單位查驗證書 ... 72 圖 5.1-1 標的產品各階段生命週期碳排放比例 ... 73 圖 5.1-2 標的產品三階段碳排放量分項比較圖 ... 74 圖 5.1-3 產品各分項碳排放貢獻量及比例圖 ... 75一、 緒論
1.1 研究背景 自1997年「京都議定書」正式通過以來,全球暖化議題正隨著氣候變遷 加劇而逐漸升高,溫室效應對環境的影響正以排山倒海的步伐朝我們生存空 間而來,不論是各國政府機關或相關研究單位、民間企業或關心環境的各團 體組織,無不密切正視並積極因應此一綠色危機,而近年來「節能減碳」一 詞已不再是口號,而是一種新的生活型態,並且需要全民動貣來。 尋求更乾淨的能源供給方式及更無污染的生產技術已是全球共通性課 題,自2005年京都議定書生效以來,各項因應京都機制的溫室氣體排放減量 工作早已浮上檯面刻不容緩的展開,企業將溫室氣體的盤查與碳資訊揭露工 作均列入重大環境議題運作,隨著客戶消費環保意識的主張及生產供應鏈的 壓力下,2008年由英國發貣推動「產品碳足跡」並研擬公告PAS2050等相關查 證標準。不到一年間,此了解生產碳排放應用方法已在企業界遍地開花,嚴 然成為產品因應國際綠色競爭的重要身份證。 以企業溫室氣體(GHG)盤查為基礎,加入「產品生命週期評估(LCA)」的 概念,將活動/產品/服務或組織所產生的所有溫室氣體排放量,以二氧化碳當 量表示之,即是所謂產品碳足跡(Carbon Footprint),也就是本研究計劃要探討 的計算方式,期能藉由碳足跡盤查標準,計算出電子產品的碳排放,回應利 害相關者(政府機關、客戶、消費者)關切的議題,並從而找出減碳的機會。1.2 研究目的 企業進行碳足跡管理主要目的是朝碳中和的永續目標發展,從碳足跡盤 查、碳足跡策略訂定、碳資訊管理、碳足跡驗證、碳排放減量到最後的企業 營運碳中和目標。這是一條企業永續經營發展最適的綠色之路。 因此從近幾年開始進行的溫室氣體排放盤查到驗證,導入產品生命週期 評估,了解產品生產過程產生的各項環境負荷值,目的就是希望要解決生產 永續的問題,加上地球暖化危機議題發酵,節能減碳蔚為風潮,碳污染排放 變成碳資產管理重要一環,因此產品碳足跡因應而生,也是本計劃要探討此 議題的重要原因。 已經有了溫室氣體盤查經驗的企業,實際上進一步執行產品碳足跡的必 要性及迫切性有哪些呢?盤查產品碳足跡有哪些考量,又能為企業帶來哪些 實質的好處呢?以下是我們整理的研究目的及預期成果: 1.了解組織/服務及產品各階段之碳排放量。 2.提昇公司企業形象及產品市場區隔,降低競爭壓力,做為本產品之示範 及產業前瞻者。 3.分析製程及產品各生命週期階段的碳排放量,尋找減量之機會。 4.及早因應減碳議題,降低單位減碳成本。 5.了解產品碳足跡與企業溫室氣體組織盤查的區隔,揭露必要企業運作之 環境資訊。 6.綠化供應鏈,並且回應利害相關者關切的環境議題。
1.3 研究方法 企業及早進行碳資產管理可說是進入永續經營管理的必要手段,主要可 分為三個階段,即初期企業碳揭露、中期產品碳足跡及最終營運碳中和,故 從溫室氣體盤查到產品生命週期評估都是一連串的碳資產管理,接著進行相 關查驗證與標示宣告則是碳資訊的公開化與透明化,最後進行碳足跡減量活 動與抵換,期使達到最終企業營運碳中和的目標。 因此本計劃的研究方法就是期望透過產業已執行之組織型溫室氣體盤查 為基礎及加上產品碳足跡計算,協助企業尋找出減碳的目標及方法,而運用 的是ISO 14064-1及ISO 14040標準,並採取以PAS 2050規範指引為計算架構, 詴圖建立半導體動態隨機存取記憶體電子產品之碳足跡排放數據,提供公司 生產及管理單位做為產品綠化的基本參考資料,進而探討減少生產製造時碳 排放的可行性,本計劃實際評估流程及執行方式整理如下圖1.3-1。
確認產品需求 定量盤查 產品碳足跡 邀請供應商參與作業 確認邊界 定性盤查 建立盤查清冊 建立製程流程圖 成立推動小組 數據應用 圖1.3-1 產品碳足跡評估流程與執行方式
二、文獻回顧
產品碳足跡(Product Carbon Footprint)指的是產品以生命週期評估 (LCA,ISO14040)方式進行「包含範疇3之組織型溫室氣體盤查(GHG,ISO
14064-1)」所得之二氧化碳排放總量,稱之為「產品碳足跡」。那什麼又是碳
足跡(Carbon Footprint)呢?簡單來說,日常生活中各式各樣活動所產生的碳排 放就叫做「碳足跡」(BP,2007),而英文百科所直接的解釋更為貼切,A carbon footprint is the total amount of CO2 and other greenhouse gases emitted over the full life cycle of a product or service(維基百科)。一般來說碳足跡又可因談論的 對象區分為四種: 1. 國家/城市碳足跡-整個國家的總體物質與能源的耗用所產生的排放 量,並著眼於「間接」、「進口」與「出口」所造成的排放量(Edgar G…,2009)。 2. 企業碳足跡-生產與非生產性的活動(如:相關投資)的碳排放量。 3. 個人碳足跡-每個人日常生活中的食、衣、住、行所導致的碳排放量。 4. 產品碳足跡-指的就是計算「產品」於全程生命週期中之碳排放量。 而總體來說「碳足跡」就是指一個人的能源意識和行為對自然界產生的 影響。碳足跡是指每個人、每個家庭或每家公司日常釋放的二氧化碳(CO2) 數量,用以衡量人類活動對環境的影響(Thomas Wiedmann..,2007) 。另外,國 際間研究推動碳足跡計算的組織對碳足跡的定義為導因於個人、事件、組織 或產品,所直接或間接排放出之溫室氣體的總量,以二氧化碳當量表示之(申
永順,2009)。即’The total set of greenhouse gas emissions caused directly and indirectly by an [individual, event, organization, product] expressed as
CO2e(Carbon Trust, 2006)。而以「碳當量」為計算產品生產製造流程產生的污 染排放負荷所發展出的碳排放工具及方法就是產品碳足跡(Carbon Trust, 2007)。 而藉由了解產品碳足跡的運作機制及方法,運用已發展出通用的國際規 範,選擇生產的標的產品,進行一完整的調查與計算,達成碳足跡的數據管 理與環境資訊揭露的挑戰(Finkbeiner M, 2009),正是執行本計劃的目的。
2.1 產品生命週期評估的 ISO 國際標準
基於對環保的重視及認知產品在生產製造與消費使用時可能產生環境相 關衝擊,為了更加了解並降低這些衝擊的方法,因而發展出生命週期評估(Life Cycle Assessment, LCA)的概念,指的是評估產品系統從原料開採、生產製造、 使用及棄置四階段的全程生命週期中,對環境產生的衝擊,又可定義做從搖 籃到墳墓(Cradle to Grave)的盤查方式,LCA參照的ISO國際標準有(Finkbeiner M.., 2006): 1. ISO 14040:2006環境管理-生命週期評估-原則與架構 2. ISO 14044:2006 環境管理-生命週期評-要求事項與指導綱要 3. ISO 14047/TR:2003環境管理-生命週期衝擊評估-ISO 14042之應用範 例 4. ISO 14048/TS:2002環境管理-生命週期評估-數據文件化格式 5. ISO 14049/TR:2000環境管理-生命週期評估-ISO14041目的與範疇界定 及盤查分析之應用範例(ISO 14040, 2006)、(CNS ISO 14040,2009) 傳統上評估不同產品對環境之衝擊時,大都把焦點放在管末處理上,以 產品使用後棄置產生之環境負荷作為該產品對環境衝擊影響之大小;對於產 業廢棄物之管制亦集中在生產過程中所產生的污染物,往往疏於考慮原料取 得及使用後(post consumer)之污染條件。隨著環保意識的提高及全球環境永續 發展共識的達成,使得侷限於廢棄物污染評估方向改朝全面性的思考模式, 即利用產品生命週期的觀念,藉由整合原料開採、生產製造、產品使用及棄
置等各階段對環境產生之影響,評估產品的「生命週期」中對環境的衝擊程 度。此種評估概念的轉變,使得過去在棄置階段中,環境衝擊較小的產品, 極可能因在其他生命週期階段中的衝擊量較高,而導致截然不同的分析結果。 以圖2.1-1 為例,產品A及產品C雖然在最終棄置階段造成的環境衝擊較 產品B小,但在其他生命週期階段所造成的之環境衝擊卻較產品B為大,若以 整個生命週期評估階段來看,產品B對環境所造成的總衝擊程度反較其他兩種 產品為低。相同的比較之下,在開採、製造、使用、棄置各階段中,各項產 品產生之污染均只能代表其衝擊總量(或稱污染總量)的一部份。因此,在比較 那一類產品或製程較符合環保要求時,應由原料開採-生產製造-消費使用-棄 置處理之全程進行評估,而非僅由單一環節考量,此即生命週期評估之基本 訴求及考量基礎。 (資料來源:工研院黃英傑,2009) 圖2.1-1 不同產品在不同階段之環境衝擊
而產品利用生命週期評估將有助於鑑別其在生命週期各細節處環境污染 負荷的改善機會及提供產業界、政府或非政府機構在環境考量面上有更多的 決策;再則評估的結果也可運用在環境績效相關指標及其量測技術之選擇, 以及進一步進行產品市場行銷與區隔,實行生命週期評估的架構可分為:1. 目的與範疇界定2.盤查分析3.衝擊評估4.結果闡釋,以下分別簡要說明。(ISO 14044, 2006)、(CNS ISO 14044,2008) 1.目的與範疇界定 一般企業進行生命週期評估的目的大致歸納有 (1).提供客戶環境特性說明書(Eco-profile) (2).比較不同生命週期階段的環境負荷,找出清潔生產改善的機會 (3).進行不同產品方案的比較,做為設計方案擇優執行之參考 而範疇的定義則主要考慮下列幾點 (1).功能單位:如每片晶圓(Wafer) (2).系統界限:工廠內部生產製程與供應商提供之盤查數據的調查與運算 (3).數據品質要求:數據來源來自工廠內部或上游公司至少一層詢問而得 的資料 2. 生命週期盤查分析 一般生命週期盤查的分類可為三種,即是按盤查的程度及階段來區分盤 查的結果:一是所謂搖籃到墳墓,二為搖籃到大門,三是大門到大門。其實 也就是針對產品各階段的能源、原物料和環境污染排放物進行盤查。
對於每個蒐集而來的數據資料,或無法蒐集到的數據但可利用電腦輔助 模式而得的數據,都必頇註明清楚其資料來源,因為可能由於數據的時間性、 地理性…等因素,在分析過程中會造成影響。而蒐集來的數據必頇以標準化 的格式表現,當選擇多個數據來源時,頇說明使用之帄均或權重方法。數據 蒐集十分耗費人力,在進行過程中可能遭遇的限制,頇在報告中說明。 實際在進行生命盤查分析時,受研究時間、經費或其他因素限制,通常 無法清查特定產品在所有生命週期階段的環境負荷。因此,必頇根據生命週 期評估的研究目標,界定盤查的範圍,才能使盤查過程中,獲得此研究的所 需的數據。以下簡略針對電子產品其上、中、下游在做生命週期估時所可能 會需要盤查到的數據做一舉例說明。 (1).原物料的開採至晶片製造階段(上游): 簡單舉例來說,晶圓從原料矽礦製造成矽晶片的過程所需盤查的項目, 包含以下7大類:化學品使用、下腳料產生、能/資源使用、廢氣排放、廢棄物 產生、廢水排放、及原物料使用等,而生產所需使用到的大量原物料上游供 應廠商都需要做以上進一步的盤查與分析,以利後續分析統出原物料所造成 的環境污染負荷。必要數據的取得可進行實際的工廠生產製造盤查或利用如 Boustead Model、SimaPro、EcoPro、Gabi等電腦資料庫,選取適合的數據套 用之。 (2).晶圓(Wafer)與電子產品生產製造階段(中游): 在前端原物料或晶片製造完成之後,接下來是半導體最重要的電子元件
產品生產製造的過程,舉例來說如記憶體產品製造的過程,會因為產品的需 求不同,使得中間步驟會有不同的的循環次數,也因此從產品的重量或能源 含量、價值等不同負荷,可擇一做為盤查生產共同數據的分配選擇權重係數, 在這生產製造階段,盤查內容又大致可分為五大類:原物料使用量、水/電/ 燃料等能資源耗用量、廠內空氣污染/水污染/廢棄物等三廢的排放量或產生 量、包裝材料使用以及運輸過程之環境污染排放。 (3).出廠後及使用、棄置階段(下游): 電子產品在經過了原料開採製造及晶圓生產兩大階段的生命週期盤查之 後,就可因應出產品生命週期評估結果的其一數據型態-搖籃到大門的盤查方 式,然若因不同需求與評估階段的考量,再加上出廠後續相關作業的產品「切 割和封裝」成另一銷售產品,再加上被消費者進行「使用」及產品「最終棄 置」等階段的盤查數據分析,就可完成所謂的產品從搖籃到墳墓的完整生命 週期評估。 3. 生命週期衝擊評估
依照美國環境毒理及化學協會(Society of Environmental Toxicology and Chemistry, SETAC) 對衝擊評估所做的定義,所謂衝擊評估是指「對衝擊結果
的合理預期」,也就是依照衝擊評估架構處理盤查資料的方式,目的就是在依
擬定之方法架構下預期環境衝擊是否合理。SETAC所擬定的衝擊評估架構則 可分為三個要項:
進行分類的目的在確定產品所要關心的是那些類別的環境衝擊,並在盤 查結果清單中將會造成那些衝擊之環境負荷或污染排放因子歸類到該環境衝 擊類別之下。不同的因子可能引發相同的環境衝擊,而一個因子也可能引發 數類的環境衝擊。而分類的方式,主要可分為四種:人體健康、生態影響、 資源消耗、社會衝擊等項目。 (2).特徵化(Characterization) 特徵化的主要意義就是選擇一種衡量衝擊的方式,透過特定評估工具之 應用,將不同的負荷或排放因子在各型態環境問題中之潛在衝擊加以分析, 並量化成相同的型態或是同單位的大小。例如可以將各種溫室效應氣體之效 應量,全部以CO2之當量來表示之。或是將不同之致癌化學物之致癌性用相對 之致癌風險來表示等。換言之,特徵化的方法可應用在單一的衝擊類別,將 盤查數據加以模式化,但無法應用於不同的衝擊類別之間。 一般常見用於表現特徵化後對生命週期評估有意義的分類衝擊類別有以 下幾項,分別是溫室效應、優養化、酸沈降、水生毒性、人類毒性、冬季煙 霧、夏季煙霧、廢棄物總量、能源總量、水資源總量及臭氧層破壞等。 (3).評價(Valuation) 不同的環境衝擊類別之間彼此並沒有特定的連結,也沒有一致的標準來 作為比較的基礎,而在特徵化的步驟後,得到是單項環境問題類別的衝擊加 總值,評價則是將這些不同的各類別環境衝擊問題給予相對的權重,藉以得 到整合後的衝擊指標,使經營者在決策的過程中,能夠一次完整的捕捉及考
量所有面向的環境衝擊,不會因資訊不足、差異或缺乏比較而產生偏差。比 較常被應用的評價方式有如願付價格法、分析層級程序法、衝擊分析矩陣法 等,而這些方法都會牽涉到人為主觀價值判斷,以不違背理性和邏輯思考的 原則下,給予各衝擊類別相對價值的權重,然後視數據分析的需求加以加總, 因此,呈現出來的整合性環境指標性數據在應用上必然會產生其爭議性,這 也是衝擊評估結果常常無法一致化的原因。 4. 評估結果闡釋 生命週期評估結果的闡釋一般來講就是合併盤查分析與衝擊評估的觀察 結果,或可說是將盤查分析的觀察結果與目的與範疇整合一致的步驟,藉以 達成結論與建議,提供決策者明確且有參考價值的判斷依據。因此報告的通 用的格式如環境特性說明書(Eco-profile),提供經過衝擊評估後之特徵化數 據,利於各類產品進行分析比較;或是提供未經衝擊評估之原始生命週期盤 查數據,由客戶自行選擇其衝擊類別及其特徵化係數,再利用經過權重後評 價方法,加總成單一指標值,或可稱為環境負荷指標(ELI),讓決策者可輕易 決定不同產品或製程在環境方面的表現。 2.2 溫室氣體盤查的 ISO 國際標準 ISO14064為一用於溫室氣體盤查管理及減量之準則,也是一套國際管理 標準及規範,主要目的與功能有四:建立溫室效應氣體量測及稽核共識、建 立一致性數據登錄及報告格式、建立獨立認證/驗證架構及相關執行指引及建
立各種減量彈性機制的績效評估準則。並且,ISO14064標準還具有下列管理 上的特性:1.提供組織/設施進行由下而上的溫室氣體(GHG)之管理規範2.具有 全球廣泛的共識性3.是一個管理系統,而不是會計工具4.與ISO14001具有相同 之P-D-C-A風險管理的邏輯5.可納入ISO14001持續改善機制。也由於這些特 性,使得ISO14064標準很容易就為已建置有ISO14001管理系統的企業所接受 及廣泛使用。 而ISO14064溫室氣體盤查的ISO國際標準有: 1. ISO 14064-1:2006溫室氣體-第1部:組織層級溫室氣體排放與移除之量 化及報告附指引之規範 2. ISO 14064-2:2006溫室氣體-第2部:計劃層級溫室氣體排放減量或移除 增量之量化、監督及報告附指引之規範 3. ISO 14064-3:2006溫室氣體-第3部:溫室氣體主張之確證與查證附指引 之規範 4. ISO 14065:2007溫室氣體-使用於溫室氣體確證與查證機構之認證或其 他認可形式之要求事項 其中,ISO14064-1及ISO14064-2都可說是用以盤查溫室氣體排放與減量 的規範,而差異主要在於視使用對象實體為組織或是計劃而定;而ISO14064-3 指的就是如何進行盤查或減量後有效的確證與查證之相關規定,通常是由第 三者驗證機構來做查證以及驗證的工作。以ISO14064-1標準為例,其主要之 整體架構可分為八大章,其中Ch.1-3包含範圍、定義、原則,Ch.4盤查清冊作
業,Ch.5盤查清冊組成,Ch6.盤查清冊品質,Ch.7報告及Ch.8查核等。至於所 謂溫室氣體盤查作業流程,指以企業/公司為組織型盤查的對象,進行以下的 作業管制工作:(ISO 14064-1, 2006)、(CNS ISO 14064-1,2006) 1. 排放源/設施/實體層級界定:界定排放源/設施/實體層級與報告範疇, 定義實體邊界,避免重複計算之原則。 2. 設施排放及削減:鑑別溫室氣體來源、種類及設施基礎之清冊建置要 項,區分直接與間接排放源範疇與邊界操作。 3. 基準年設定:建立合理且有效之基準年,供數據提報及績效比較。 4. 量化計算:選用合適量化之計算方法及一致性之活動強度數據,進行 各項排放與減量量化計算及CO2當量轉換工作。 5. 基線及清冊調整:擬定基線與清冊調整原則。 6. 報告:於公開原則與目的下,編訂提報計劃及報告內容,建立報告提 報版本與格式。 7. 內外部查證:決定查證方式與查證計劃、能力、程序、範圍及活動, 藉以達到查核數據有效性及正確性,並取得第三者驗證。 8. 紀錄:研訂紀錄或資訊修改及保密原則,並做成適切公開與揭露之。 簡單來講,溫室氣體盤查內容主要就是針對企業或組織進行包含有直接 排放源(範疇1)、間接排放源(範疇2)及其他間接排放源(範疇3)等項目之數據收 集及計算(最後轉換成CO2當量),至於何謂溫室氣體排放源?以下明確具體說 明,典型溫室氣體排放源可區分為四大類別,舉例如下:
1. 固定燃燒源-指工廠固定式設備之燃料燃燒,如鍋爐、熔爐、燃燒爐、 蒸汽渦輪機、加熱爐、焚化爐及燃燒塔等。 2. 移動燃燒源-指交通運輸設備之燃料燃燒,如汽車、卡車、火車、飛機 及船舶等。 3. 製程排放源-物理或化學製程之排放,如CO2從煉油製造中之觸煤裂 解、PFC從半導體晶圓製程及光電業之乾式蝕刻或清洗化學氣相沈積 製程反應室所造成之排放等。 4. 逸散排放源-有意或無意的設施排放,如從設備之接合處、密封處、填 料、填塞物之洩漏,亦可能含從煤堆、廢水處理廠、礦坑、冷卻水塔 之排放、從瓦斯加工設備排放之甲烷及從冷凍或空調設備中逸散出之 HFC等。
2.3 環保標章的 ISO 國際標準 所謂環境標誌或是環境宣告就是針對產品或服務的環境考量面之訴求所 提出的資訊,而製定環境標誌與宣告的標準,其目的就是要經由可查證與正 確且不致誤導的產品或服務之環境考量面資訊的溝通,藉由環境標誌與宣告 的運用,來鼓勵那些對於環境造成較少衝擊的產品與服務之供應與需求,並 藉由市場機能來驅動持續性環境改善之潛力。 依據ISO 14020的要求,環境標誌與宣告的原則有下列幾項重點(CNS ISO 14020,2007) 1. 環境標誌與宣告應是正確、可查證、有關聯且不致誤導的。 2. 準備、採行或應用環境標誌與宣告的程序與要求事項時,不應有意引 貣或導致不必要的國際貿易障礙。 3. 環境標誌與宣告應以足夠完整與廣泛的科學方法為基礎,以支持其訴 求,且應能產生準確與可再現的結果。 4. 用以支持環境標誌與宣告的程序、方法及任何準則之相關資訊應可取 得,若經要求,可提供予所有利害相關者。 5. 環境標誌與宣告的研擬,應將該項產品生命週期之所有相關考量面納 入考量。 6. 環境標誌與宣告不應妨礙可維持或具有改進環境績效潛力的創意。 7. 任何與環境標誌與宣告相關的行政要求事項或資訊需求,應侷限於有 必要用以判定和標誌與宣告的適用準則及標準之符合度者。
8. 研擬環境標誌與宣告的過程,頇包括與利害相關者進行公開、參與性 的諮商。在整個過程中,頇做出合理的努力來取得共識。 9. 與產品或服務的環境標誌與宣告相關之環境考量面資訊,應由提出該 環境標誌宣告者,提供予採購者與潛在採購者。 而環保標章的ISO國際標準主要有下列幾項: 1. ISO 14020:2000環境標誌與宣告-總則 2. ISO 14021:1999環境標誌與宣告-自行宣告之環境訴求(第二類環境標 誌) 3. ISO 14024:1999環境標誌與宣告-第一類環保標章-原則與程序 4. ISO 14025:2006環境標誌與宣告-第三類環境宣告-原則與程序(EPD) 總的來講,環保標章類別可分為三大類,第一類環保標章的註冊商標多 半屬於政府單位,如環保標章、節能標章、省水標章等,而第二、三類「環 境標誌與宣告」純係廠商自發性行為,故無申請商標之必要,但有第三者驗 證機制,可以提昇公信力。各類標章之訴求各有不同,第一類環保標章強調 的是「獲得標章的產品是最優良的產品,消費者看到標章即可安心購買」;第 二類環境標誌則強調「廠商對產品環保性的訴求一定要是正確的,可查證的 及不誤導消費者的」,因此其廣告行為必頇受到約束;而第三類環境宣告則是 要以”生命週期評估”技術為依據,提供給消費者定量化的環境資訊,並且 讓消費者自行選擇最好的產品。 其中以國際標準規範ISO 14025-第三類環境宣告(EPD)作為企業產品或服
務的Eco-Profile的查核機制與驗證標準,具有相當的公證性,故廣為國際間所 接受與應用。而此類環境宣告的目標也就是提供要LCA資訊與針對環境考量 面之附加資訊,以利進行產品比較,以下說明第三類環境宣告的原則及主要 內涵。(ISO 14025, 2006)、(CNS ISO 14025,2007) 原則包括有: 1. 屬廠商自願性,非強制性計劃。 2. 產品第三類環境宣告之組成應來自各零組件的第三類環境宣告資訊 模組。 3. 若運用相同之產品類別規則(PCR),則相互之間應有「可比較性」以 協助採購者選擇適合的環保產品。 4. 除技術可信度外,第三類環境宣告應具有彈性、實際可用性及應用之 經濟效益。 5. 透明度:應可提供一般規則,如PCR清單、提供資訊之限制、系統界 限及任何分配(allocation)規則等。 而實際第三類環境宣告之主要的內涵簡單說明如下有: 1. 公司/組織(製造廠)之描述。 2. 產品描述 3. 產品識別(如型號) 4. 執行組織名稱、負責人、標誌、地址及網址 5. 宣告之有效期限
6. 環境績效宣告(由LCA研究而得) 7. 內容物之宣告(原料、化學物質) 8. 確認程序與確認者之資訊
2.4 產品碳足跡的國際標準(PAS 2050:2008)
目前國際間對於產品碳足跡的要求規範則主要應用所謂的國際標準之前 的「暫行性」標準,即是英國標準協會發布的 BSI PAS 2050:2008。PAS 2050:2008標準是第一個針對產品碳足跡評估的規範,只是內容尚未包括碳宣 告的要求,而英國標準協會預計於2011年進行改版更新,主要為增加碳宣告 的要求。產品碳足跡評估準則架構於生命週期評估技術,而依其定義,此項 產品評估範疇包含原料開採、產品製造、運輸與銷售、使用及廢棄處置等階 段所產生之溫室氣體排放量,盤查方式可採用搖籃到墳墓(cradle-to-grave)及搖 籃到大門(cradle-to-gate)作為邊界之設定,意即藉由產品生命週期評估技術搭 配暖化衝擊程度,進一步透過評估結果獲得產品技術提昇資訊及同類產品之 差異化資訊(H-J Schmidt, 2009)。除此之外,日本經濟產業省亦於2009年公告 了TS Q0020:2009 Carbon Footprint算定‧標示的相關一般原則,內容包括計算 及標示原則,詴行計劃參與的廠商有30家及62件商品;而ISO組織也預計在 2011年以後公佈以下的適用標準,包含:ISO 14067-1 Quantification (計算要求) 及ISO 14067-2 Communication (碳宣告要求);而世界永續發展協會亦預計於 2010年公告-產品生命週期計算及報告標準;另環保署也於2009發布我國的碳
標籤型式,並於2010年2月公告了國內的「產品與服務碳足跡計算指引」。 PAS 2050:2008-產品與服務生命週期階段之溫室氣體排放量評估標準是 一個獨立的標準,由碳信託機構(Carbon Trust)和英國環境、食品和鄉村事務 部(Defra)聯合發貣,委由英國標準協會(BSI)為評估產品或服務的生命週期內 的溫室氣體排放計算(也就是碳足跡)而編訂的一套可為大眾共用的標準。此標 準共分十個章節,另外BSI同時還公佈了PAS 2050 Guide使用指南,藉以提供 組織作為導入產品或服務碳足跡排放的參考。(Carbon Trust.., 2008) 1. 適用範圍:本PAS方法適用於任何組織進行產品的「企業對消費者(B to C)」、「企業對企業(B to B)」以及其他應用(如其他企業對企業、企業 內部使用、供應鏈最佳化…)之溫室氣體排放評估。 2. 引用標準:主要相關之標準包含有下列幾項 (1).ISO 14025-有關產品或服務的自我宣告(第三類環境宣告的規範) (2).ISO 14044:2006-環境管理有關生命週期評估的要求及指導綱要 (3).ISO 17050-1:說明不確定性評估,進行相關供應商的符合度宣告 (4).ISO 14048:2002-環境管理有關生命週期評估的數據彙整格式 (5).ISO 14064-1:組織層級的溫室氣體排放與移除之量化與報告 (6).IPCC 2006/IPCC 2007:國際間有關溫室氣體盤查的指導綱要、方法 及國際各國政府間有關氣候變遷的小組評估報告 3. 用語與定義:用以說明PAS文件使用的特殊專有名詞及解釋,如生命 週期評估(LCA)、溫室效應氣體(GHG)、企業對消費者(B to C)、企業
對企業(B to B)、產品碳足跡(PCF)、產品類別規則(PCR)、全球暖化潛 勢(GWP)、二氧化碳當量(CO2e)等。 4. 原則與實施:量化結果是依據ISO14040、ISO14044所建立之產品系統 的生命週期計算溫室氣體排放所得出;而主要遵循的評量包含有下列 五大原則性要求。 (1).相關性(Relevance):選擇適合於評估產品溫室氣體排放的排放源、 數據及方法,如用電量、用油量、冷媒使用量、廢棄物產生量…等。 (2).完整性(Completeness):所有對評估產品溫室氣體排放具有實質性 貢獻的指定排放源,包含三或五階段的產品生命週期內容,如原料、 製造(包裝)、運輸、使用、棄置等。 (3).一致性(Consistency):能夠對產品溫室氣體相關數據進行有意義的 比較,如選定共通係數、運用相同GWP值:100年評估期、相同計算方 法等。 (4).準確性(Accuracy):過程中儘可能降低偏差值及不確定性,如進行 直接量測、公式計算、有可靠依據的推估或採實際比例的分配等。 (5).透明性(Transparency):最後的目的當然就是能夠完整揭露產品溫 室氣體排放的相關訊息,如提供數據的來源、負責盤查的單位及數據 推估的依據等。 5. 排放源、抵換與功能單位:評估應時應包含產品生命週期中製造過程、 投入與產出所造成之溫室氣體排放,包括但不限於下列舉例
(1).能源使用(含能源本身在製造時所產生的溫室氣體,如電力) (2).燃燒過程 (3).化學反應 (4).冷媒以及其他逸散性氣體損失 (5).操作過程 (6).提供服務及遞送 (7).土地使用用途的改變 (8).家畜及其他農業程序 (9).廢棄物 至於所謂抵換機制的要求為在產品生命週期任何一個階段中,均不應使 用任何溫室氣體排放抵換機制(包含自願抵換方案或國內或國際認可之抵換機 制)以宣稱此產品減少排放。因此PAS規範的目的為使用外部措施抵換溫室氣 體排放量前,反應出製造過程所產生的溫室氣體強度。例如使用再生能源或 具有碳捕集及封存功能的傳統熱發電,雖可導致較少的溫室氣體排放並因此 達到較低排放係數的能源,卻不可屬於抵換的任一形式。 而功能單位為定義一產品碳足跡評估的範疇,應清楚地指明該產品系統 之功能,功能單位應與評估的目的範疇一致。其主要目的之一在於提供一個 參考,使投入與產品依數學知識予以規格化,故PAS定義功能單位在提出時必 頇清楚地界定且為可量測的。而產品碳足跡的評估是以溫室氣體排放為製造 過程標的,其評估結果則應以每功能單位之二氧化碳排放當量(CO2e)報告之。
6. 系統邊界:舉凡產品的碳足跡評估,目的均為向消費者溝通,故其量化 時應包含產品生命週期的所有階段,因此,定義系統邊界就是用以決 定產品碳足跡評估應包括哪些單元過程,即評估時應考量系統邊界中 不同步驟對產品的總溫室氣體排放量會造成的實質貢獻,以下為一般 評估的單元或範圍。 (1).原物料:所有投入原物料的製造過程導致溫室氣體排放應納入評 估,包含所有能源消耗及其他溫室氣體直接排放。 (2).能源使用:產品製造過程中供應與使用能源時產生之溫室氣體排 放,應包含能源供應系統造成之排放(如電力輸送損失)。 (3).製造與服務供應:產品生命週期中,發生製造與服務供應所造成的 溫室氣體排放,包含使用耗材的排放。 (4).製造場所的使用:因產品生產過程需進行場地運作而造成的溫室氣 體排放,包含工廠、倉庫、辦公室、通路等運作,應納入產品生 命週期溫室氣體排放評估(如照明、通風)。 (5).產品運輸:屬於產品部份定義的生命週期內,所必頇使用的路運、 空運、水運、鐵路運輸或其他方式所造成的溫室氣體放。 (6).產品儲存:顧名思義就是因儲存所造成的溫室氣體排放(如冷藏運 送、環境控制)。 (7).使用階段:產品使用或提供服務時,造成的溫室氣體排放應納入產 品生命週期溫室氣體排放評估(如產品耗電量)。
(8).最終處置:所有最終處理之材料或產品會隨時間造成溫室氣體排放 應納入計算(如焚化燃燒)。 而PAS規範另外提及一般與產品供應生產無直接關連之過程與活動,雖在 系統邊界得排除的項目有: (1).設備成本 (2).人員成本(如行政管理與維護、員工差旅及上下班的運輸) (3).使用階段的運輸(銷售點到消費者) (4).如使用獸力也不列入計算。 故在最後在計算產品所有製造過程所產生的溫室氣體排放時,應包含所 有的單元過程或對象中,可能造成該產品生命週期溫室氣體排放實質貢獻的 排放。若不考慮產品使用階段之排放時,溫室氣體排放評估應包含: (1).所有預期將造成功能單位生命週期溫室氣體排放實質貢獻的排放 來源。 (2).至少95%的功能單位預期生命週期溫室氣體排放。 (3).凡單一溫室氣體排放源,佔產品預期生命週期溫室氣體排放達50% 以上,剩餘之該產品預期溫室氣體排放應採用95%門檻規則。 而當產品預期的生命週期溫室氣體排放統計值已確定為低於100%(即無 法涵蓋全部單元內容),所評估的排放應再擴大至代表符合該產品功能單位之 100%溫室氣體排放做計算。 7. 數據收集:即與產品相關所紀錄之數據,應包含該產品系統邊界內所有
溫室氣體排放。並應注意數據品質要求,當在認定一級活動數據與二 級數據做為溫室氣體排放評估之用途時,應考量下列要求: (1).與時間相關之涵蓋範圍(持續性生產產品,通常為評估期間為一年) (2).地理特性(即產品實際生產位置) (3).技術涵蓋範圍(與產品特定相關技術) (4).資訊的精確性 (5).精準性 (6).完整性 (7).一致性 (8).重現性 (9).數據來源(一級或二級數據性質) 而上所提及一級活動數據,指的就是自產品生產過程中組織(工廠)所擁 有、營運或控制之製程收集而來,且應針對個別製程或製程發生所在之廠址 進行收集,才具有該製程之代表性。至於當投入符合不要求一級活動數據時, 則可使用二級數據及其他二級數據,也就是應用軟體做數據推估。 8. 排放分配:由於生產過程可能不只是單一產品,故產品碳足跡作業應鑑 別與其他產品系統共用的過程或差異,並依據下列程序及原則來達到 溫室氣體排放比例的分配,藉以達到有效計算功能單位下的產品碳足 跡。 (1).將欲分配的單元過程分成兩個或多個次製程,並收集與這些次製
程有關之投入與產出數據。 (2).擴大產品系統藉以涵蓋與各產品種類相關之其他功能。 (3).對於產品系統投入項與產出項在對應不同之產品或功能做分配 時,頇以能反應產品或功能間之基本對應關係做依據。 (4).若無法直接由投入關係建立產品或功能的分配係數,可另由各類 產品所具有的經濟價值之比例分配之。 (5).在所評估的相同產品系統中,分配程序應一致地應用於類似的投 入與產出的關係。 (6).由於分配仍需考量實質的投入與產出間的物質帄衡,故仍應儘可 能找出接近基本的投入-產出關係及特性的係數做分配依據。 9. 產品溫室氣體排放計算:功能單位的溫室氣體排放應採用下列方式計 算。 (1).一級活動數據以及二級活動數據應以該活動的排放係數,乘上活 動數據,轉換成溫室氣體排放。此部份應紀錄為產品每功能單位 之溫室氣體排放。 (2).溫室氣體排放數據應將相對之全球暖化潛勢(GWP),乘上個別溫室 氣體排放數據,轉換成二氧化碳當量(CO2e)排放。 (3).該產品若有碳儲存可計算出可抵換影響,並以二氧化碳當量表 示,以上述(2)計算出的總量中予以扣除。 (4).計算最後應加總結果,以獲得二氧化碳當量表示之每功能單位的
溫室氣體排放。結果可依客戶需求及產品特性而為下列二種範疇 之一: (a)企業對消費者(B to C):由該產品生產到使用階段,所有過程中 所產生的生命週期溫室氣體排放,當然包含使用時單獨產生的溫 室氣體排放及棄置時的溫室氣體排放產生。 (b)企業對企業(B to B):指搖籃到大門,在產品到達下一階段應用 前,在製造當下及包含所有上游排放均列入。 (5).如有排除不具實質貢獻的排放,應將評估後的排放除以預期生命 週期溫室氣體排放的比例,藉以擴大溫室氣體排放比例回100%。 10. 符合性宣告:符合PAS規範所提出的聲明應於主要文件(或第三者驗證 報告中)或所聲明符合產品的包裝中呈現。聲明則應確認符合以下任一 型態之查證。 (1).獨立第三者查證:應由公認可提供符合本PAS規範之評鑑與查證之 獨立第三者查證單位進行評估。 (2).若採用非公認獨立第三方機構進行查證的工作,應確認此類機構 符合相關查證標準對查證單位的資格要求。 (3).使用單位自行查證。
2.5 產品碳足跡計算的國內指引 國內行政院環境保護署因應國際產品碳足跡潮流,也為了讓所有產業對 產品碳足跡計算及相互比對有所依循,除了已在2009年11月公告了國內產品 碳標籤的標誌外,也優先擬定實施產品類別之碳足跡計算準則,並計劃成立 審議委員會,將逐步建立產品碳足跡認證規範,並於2010年2月率先公告了國 內的「產品與服務碳足計算指引」,此規範同樣應用生命週期(LCA)評估方法, 讓國內產業藉以評估產品與服務在整個生命週期中的溫室氣體排放。而內容 主要參考了國內下列標準,包含CNS 14040、CNS 14044、CNS 14064-1、CNS 14025,以及國際間的BSI PAS2050及ISO/WD 14067-1。(行政院環境保護署, 2010) 2.6 碳中和的國際標準(PAS 2060:2010) 所謂碳中和(Carbon Neutrality)就是將組織、產品或服務所產生的碳足跡 (GHG emission)透過本身的減量(Reduction)及抵換(Offset),來抵銷碳足跡,達 成零碳排放。 PAS 2060標準制定的目的就是在提出一個規則清楚、要求一致的實施碳 中和規範,讓碳盤查、碳減量之後也有碳中和概念的完整性及共同性的比較 基準。 PAS 2060標準實施碳中和的方式,主要以事前承諾及事後達成宣告為方 式,計劃推動碳中和的實體可依下列步驟進行符合PAS 2060規範的碳中和活 動:(BSi, 2010)
1.規劃期-事前承諾並宣告何時達成碳中和 (1).選定欲達成碳中和的議題。 (2).擬定碳中和議題之碳足跡管理計劃,並依PAS 2060標準要求提出諾碳 中和宣告,此宣告並由第三者進行認可。 2.實施期-進行碳中和主題的盤查、減量及抵換 (1)進行盤查此議題之碳足跡活動 (2).進行此議題碳足跡的減量 (3).進行此議題碳足跡剩餘排放量的抵換(經過減量努力後的差額) (4).達成碳中和目標並提出達成碳中和宣告並由第三者進行查證 3.持續期-維持碳中和 持續進行下一申請期的碳中和活動,即事前承諾及事後達成宣告循環, 原則上以實施三個申請期為佳。 實施PAS 2060標準的另一特色是可連結國際現有碳盤查或碳中和標準來 進行主題式的碳足跡活動,實行的企業或組織可依自行選定欲進行碳中和的 主題直接採用原來的碳盤查標準,如ISO14064-1或PAS 2050產品碳足跡標準 進行盤查,因此採用PAS2060標準時,可和國際標準接軌,也可進行比較。 而對於已執行溫室氣體盤查及產品碳足跡活動的企業或組織而言,進一 步導入碳中和變的更容易且有效率,而藉由承諾達成PAS2060碳中和,也可及 早積極採取自主減量行動,降低企業或組織的排放量,這也是為什麼PAS2060 特別將「溫室氣體排放減量」列為碳中和宣告的必要條件的原因。
PAS 2060 標準為獨立、公認的標準,可提昇碳中和承諾的準確度、可查 證性且不致被誤導,而消費者和購買者可獲得更多的正確的資訊與選擇。 PAS2060標準中規範碳中和承諾除了抵換額度外,後續亦包括溫室氣體減量, 相對地也鼓勵組織採取更多的措施來因應氣候變遷及進行碳管理。(黃雪娟, 2010) 2.7 碳足跡的發展概況 現行國際間有關碳足跡的標準與相關規則,均以生命週期評估(LCA)概念 為基礎,目前已經公告,且比較廣為應用的準則包含英國PAS2050與日本 TSQ0010,而世界永續發展協會(WBCSD)的產品審計及報告標準,及國際標 準組織ISO14067產品碳足跡標準則仍在研議中,預計會在2011年底公告。 我 國環保署因應國際碳揭露計劃潮流,也研擬了相關的的碳足跡政策, 相關的工作內容包含了依據PAS 2050規範並參考ISO14067草案,制定了我國 「產品與服務碳足跡計算指引」,於2010年2月份公告,並且持續推動建置各 類的產品碳足跡類別規則PCR,於2010年7月公告了「碳足跡產品類別規則訂 定指引」,做為企業欲執行產品碳足跡的規範,而本地碳排放資訊資料庫的建 置亦列入未來工作計劃內。 再者為了能使盤查碳足跡的企業有符合資格的查驗單位進行驗證,亦配 套規劃公告了「行政院環境保護署推動產品碳足跡標示作業要點」,以利第三 者查驗工作的進行與核發查驗聲明書。並且進一步在2011年6月公告了「產品 與服務碳足跡查驗技術指引」,促進產業持續推動低碳生產。
另一方面在碳標示查驗制度上,環保署也相當積極,於2009年12月經票 選公布了「台灣產品碳足跡標籤」,如圖示2.7-1(台灣產品碳足跡資訊網)。並 成為世界第11個推動產品碳足跡標示制度的國家,並且揭示了國內碳標示制 度的短中期規畫:(1)短期-以標示碳排放量為主;(2)中期-在資料庫完備的情 況下,發展同級產品最佳碳排放表現標章;(3)長期-在減碳技術、碳抵減及碳 交易市場成熟下,發展碳中和標章。(產基會,2009) 企業間也自發性的依據國際碳足跡相關規範,製作自家產品的碳足跡盤 查與計算數據,如國際電腦製造大廠Dell(O’Connell S.., 2010),而國內企業 的碳足跡發展現況也如雨後春筍般的快速成長,包括奇美、聯電、友達、台 積電、華碩等廠商均已完成產品碳足跡盤查與驗證工作。 圖2.7-1 台灣產品碳足跡標籤
三、本計劃產品碳足跡執行程序
本研究計劃針對半導體廠動態隨機存取記憶體產品,進行以PAS 2050為 評估規範的產品碳足跡計算。我們為了讓整個計劃能順利推行,加入了經濟 部技術處委由宜特科技進行輔導的專案計劃,一方面可藉由宜特科技在這方 面的專業減少評估過程的經驗不足所造成的錯誤,另一方面由於最後的實際 盤查數據需要有LCA資料庫進行數據比對及計算,而宜特公司是擁有這類資 料庫及商業計算軟體的環境技術單位。因而整個評估計劃基本上是配合公司 的需求所進行的專案性輔導內容,並且經過與顧問公司討論加上建議後,提 供相關盤查表單及後續數據整理工具所得的結果,執行的程序整理如下: 3.1 第一階段:貣始階段 1.確認需求-選擇標的產品 執行產品碳足跡盤查與計算,首要當然是決定標的產品,也就是確認需 求。在經共同討論後,決定以工廠內某一製程世代記憶體顆粒產品作為功能 單位,進行此次計劃的標的產品計算。而設定這樣的目標,基本上需由公司 內部相關部門,如產品研發設計、生產規劃、環安、採購及業務等單位討論 來決定,而考量的原則可參考下列項目: (1).本公司推動碳足的目的何在? (2).哪一個產品最有減排的機會? (3).怎樣的比較與本公司的減排策略最相關? (4).供應商參與盤查的難易度?(5).哪一項產品最具有差異化與競爭力? (6).哪一項產品是消費者及客戶最想得到相關的環境資訊? (7).執行此標的產品公司需投多少的人力及資源? 2.啟始會議-成立推動小組 做為一個計劃的開始,除了讓公司所有相關部門得知計劃正式展開及必 頇配合相關事項外,也可選擇讓高階主管宣告執行此一計劃的必要性與決 心,並且成立內部跨部門的專案工作推動小組,可讓工作進行更順利,當然 何謂產品碳足跡、公司推行的目的與執行的效益、整個盤查的時程規劃與預 期效果,都應在啟始會議中做說明,而啟始會議也是計劃凝聚共識,是否能 達成此一設定目標的重要關鍵之一。 3.2 第二階段:準備階段 3.範疇界定 此步驟就是界定計劃之範疇與產品之邊界。主要工作有討論產品規範、 產品製程地圖、各項貢獻來源實質性分析與準備供應商清單及邀請參與作業。 (1).建立製程地圖-我們選了1G DDR3動態隨機存取記憶體顆粒(Chip)做 為本計劃標的產品,由於在此所定義的產品,基本上需經過後段委外工廠測 詴封裝製程才可成為市售記憶體電子產品的零組件成品(Module),因此由PAS 2050規則,很明顯的在產品的範疇上我們可適用企業至企業的評估(B to B), 也就是盤查對象只需包含三階段:原料供應、工廠製造及運輸配送,對於產 品於生命週期第四~五階段:使用及棄置,並不在我們此次計劃內容考量範
圍。而製作產品的製程地圖主要的目的就在鑑別所有物流、活動及製程對產 品生命週期所產生的二氧化碳排放貢獻,一般製程地圖可以下圖3.2-1製作麵 包為例,此範疇邊界為企業至消費者(B to C)的產品生命週期五階段評估。 圖3.2-1 製程地圖-以麵包為例 (資料來源:產品碳足跡執行程序說明及案例,黃文輝,2009) 而我們經過討論出來的製程地圖為產品生命週期的三階段評估,如下圖 3.2-2 製程地圖-本態態隨機存取記憶體顆粒產品。
運送至下 游封裝 /測試廠 工廠製程邊界 消費性電子 產品製造/測試 Trpt. 晶圓主要 原料精鍊 原料生產 /萃取 原料供應 工廠製造 運輸配送 原料成型 /精鍊 晶圓主要 輔助原料 晶圓其他 輔助原料 圖3.2-2 製程地圖-本動態隨機存取記憶體顆粒產品 (2).建立產品規範-目的就是確認產品碳足跡的範疇與應遵循的規範,也就 是當盤查時產品有可供參考的產品類別規則(PCR)文件時,則應依該規範執行 本產品的系統邊界,由於本計劃執行時並無適當之PCR文件可適用,依 PAS2050規則中有關系統界限的要求,則應用所謂產品碳足跡=以「產品生命 週期」方式進行「含scope 3之ISO 14064-1溫室氣體盤查作業」,故以該公司完 成之組織型溫室氣體盤查為基礎,加上PAS 要求的其他間接溫室氣體排放範 疇,我們定義出本計劃執行之產品碳足跡盤查邊界,如下圖3.2-3。
溫室氣體盤查 本產品碳足跡之系統界限 圖3.2-3 本產品碳足跡盤查之系統邊界 (3).實質性分析-又稱做高階碳足跡分析,在尚未精確算出各項溫室氣體排 放量貢獻前,用以概算可能產生二氧化碳的比例順序,再用PAS 2050的實質 性貢獻計算原則,即單一排放源產生,氣體排放量低於生命週期總排放量之 1%時,可先予以排除,但排除總合不得超過總排放量之5%。如此可整理出實 際應進行計算之排放源項目。高階碳足跡分析範例如下表3.2-1。 表3.2-1 產品高階碳足跡分析範例表 原物料 (包含運輸) 製造 配銷/零售 消費者使用 棄置/回收 合計 小麥 500 工廠 200 運輸 30 冷凍 50 運輸 50 麵粉磨坊 50 貯存 烘烤 40 分解 100 供水 0 零售 其他成分 100 包裝材料 20 合計 670 200 30 90 150 1140
(資料來源:產品碳足跡執行程序說明及案例,黃文輝,2009) 藉由高階碳足跡分析的結果,可初步判斷出污染排放的重點(排放值大者) 所在,另外藉由高階碳足跡分析取得顯著排放資料後,再找出更明確且品質 較佳的數據,也就是進一步選定排放源計算的優先順序。 由於本計劃只需盤查三階段,也就是原料供應/工廠製造/運輸配送,其中 又以原料供應項目較多且複雜,而為詳細了解原料供應情形,供應商的參與 與配合相當重要,而提供設計的碳足跡盤查表格及填寫教育訓練也是必要的 工作。由於工廠製造及運輸過程均設定為必要盤查項目,故僅以原料供應對 應之生產產品進行高階碳足跡計算,首先依盤查提供本記憶體產品生產BOM 表,即產品組成成分結構表,整理如下表3.2-2。 表3.2-2 動態隨機存取記憶體顆粒產品生產BOM表 Items Usage (mg) (%) 1. Chip (SiO2) 29.6 18.20% 2. Die Attach 2.4 1.48% 3. M/C 69.2 42.56% 4. Wire-Au 0.6 0.37% 5. Solder Ball 27.1 16.67% 6. Substrate 33.7 20.73% Package weight 162.6 100% (資料來源:本研究整理,2010) 有了上述產品生產BOM表後,再依原物料特性選擇適合的資料庫對應項 目,接著以軟體程式進行高階分析評估,本計劃使用之評估軟體為Simarpo 7.1 版,資料庫EcoInvent V2.0,CO2排放系數引用IPCC 2007 GWP 100a,所得結 果如下表3.2-3。
表3.2-3 動態隨機存取記憶體顆粒產品之高階碳足跡分析表 (資料來源:本研究整理,2010) 由上表可明顯的看出產品高階碳足跡分析後的各項溫室氣體排放狀況, 紅色線條愈粗表示實質貢獻愈大,愈不可以忽略,而且估算總量則應大於產 品總排放量的95%,如此就可定義出排放優先順序及排除符合PAS 2050切斷原 則的低溫室氣體貢獻<1%的排放項目。 4.建立碳足跡盤查表 經過前面貣始階段的選擇標的產品與成立推動小組等工作,再於本準備 階段進行產品範疇界定後,我們已經知道要計算本標的產品的碳足跡時,需 顆粒 Chip
要收集相當多的資料與進行複雜的計算,故參照相關產品碳足跡標準規範, 以產品生命週期評估(LCA)方式進行包含範疇三之ISO14064-1溫室氣體盤查 時,則需制定統一可反覆廣汎使用的盤查表格,以方便在各種類型產品標的 中能快速有效的收集完整的必要數據。 一般的碳足跡盤查表格設計符合了PAS 2050的五大原則,並且涵蓋了產 品生命週期的五大階段,依此原則所盤查的資訊才算完整有效。其中PAS 2050 的五大原則分別為: (1).相關性-盤查內容應選擇適合於評估產品GHG排放的排放源、數據及 方法,例如用電、用油、冷煤、廢棄物、耗能等。 (2).完整性-應包含所有對評估產品GHG排放具有實質性貢獻的指定排放 源,例如原料、包裝、製造、運輸、使用、棄置。 (3).一致性-方便能夠對產品GHG相關數據進行有意義的比較參考項目, 例如排放係數、GWP值(以100年為評估期)、排放量計算方法。 (4).準確性-採取儘可能降低盤查數據偏差值及不確定性的原則,例如直接 量測、計算方法、推估依據、分配原則。 (5).透明性-過程可確實完整揭露產品GHG排放相關訊息,並可事後考 證,例如數據來源、負責提供單位、推估依據。 據此,因而發展出來的盤查表單大致可分為產品基本資料表、製程流程 圖、產品物料使用表-主原料、產品物料使用表-輔助原料、全廠耗能表、產品 運輸定性定量表、產品使用階段耗能表及廢棄物定性定量表等8張表單,格式
將於於下一章節逐一說明。 至於經統計的GHG排放盤查表格內容,其數據品質亦應有所遵循與規 範,包括不同採用來源。 (1).量測值:指經由實際儀器量測、儀表記錄或採購單據所獲得的數據資 料,應列出相關單據予以佐證,如檢測報告、管制紀錄表、電費單。 (2).推估值:以合理方法將某數值對其加權、算數帄均或其它計算方式所得 的數據資料,但需列出計算式並解釋之,如加權帄均分配計算公式。 (3).引用值:由申報資料、研究文獻、法規限制值、專家經驗或其他同業盤 查所獲得的數據直接或間接引用所得的數據資料,則需提出數據引用來源, 如學術文獻出處、盤查資料庫名稱。 5.碳足跡盤查教育訓練 再由前面說明可知,無論是盤查邊界的界定工作,或是原物料供應商的 資料收集,碳足跡盤查表單的使用與填寫,都不是實際數據單位所能輕鬆提 供的,因此進行盤查資料繳交單位的碳足跡盤查表單教育訓練是必要的,而 填表人員則可區分為公司內部相關部門負責人員及外部供應商、外包商、廢 棄物處理商等兩大對象,也就是依據這兩部份填表都應於填寫盤查表單前施 以基礎教育訓練課程,讓所取得的盤查結果更能符合盤查表設計的標準與規 範。
3.3 第三階段:碳足跡盤查與計算階段 6.數據收集與盤查 產品碳足跡數據的收集應依據範疇界定所定義出的系統邊界有關的數 據,並依據規範中數據品質規則的要求收集相關數據,計算產品碳足跡會運 用到二種數據,一是活動數據,另一是排放因子。而活動數據及排放因子可 來自初級或次級數據: (1).初級數據 指針對產品生命週期由活動內部或者是由外部供應鏈中直接量測而得, 適用於對該產品或輸入原料的上游。當組織本身排放未達上游溫室氣體總排 放量10%或10%以上的貢獻時,則初級活動數據應要求用於第一階上游供應商 所擁有或控制的過程所產生的排放貢獻達到10%或10%以上。 (2).次級數據 如果無法使用初級活動數據,則應使用所謂的次級活動數據作為統計來 源,而次級數據的選用應優先以經查核後符合標準規範的數據,再無此類數 據可供選用時,則再考慮經相同產品特性評審出的公開次級數據,以及其他 有合格出處的引用數據。 而計算碳足跡排放量的另一排放因子的選用,如溫室氣體暖化潛勢(GWP) 值,應以公告的最近版本做為評估計算標準,目前則為IPCC 2007年版之第四 次公告結果。 另外在數據的收集過程中,應再考量有別於產品生命週期估以外的下列
各項內容,包含: (1).產品在生命週期內的改變 (2).牲畜和土壤的非CO2排放數據 (3).可再生電力生產有關的GHG排放 (4).碳儲存的評估 (5).土地利用變更 計算產品在生命週期(由搖籃到墳墓)所衍生的碳排放量時,應考量產品生 命週期的完整五大階段,並應用PAS 2050規範的方法,計算每單位產品所排 放的溫室氣體總量。這五大階段分別為原料取得、生產製造、配銷運輸、使 用及最終處置,再依產品特性是企業對企業( B to B) 還是企業對消費者(B to C)的型態而定,如下圖3.3-1所示。 圖3.3-1產品生命週期各階段之碳排放 7.產品碳足跡的計算 目前產品碳足跡的計算方式均採累積加總該產品生命週期各階段的活動
數據與該活動的碳排放因子(係數)之相乘積,再將初級活動數據和次級活動數 據換算為GHG排放量表示,而且應以計算之產品每功能單位GHG排放量表 示。簡單的碳足跡計算公式為碳足跡=活動數據✕排放係數。計算時應特別注 意蒙特婁議定書所管制的物質亦應包括在碳足跡排放評估計算中,並以質量 帄衡方式確保所有輸入、輸出及廢棄物物質流均已計入。下表3.3-1為評估產 品生命週期五的階段的碳足跡計算活動數據與排放係數的範例。 表3.3-1 產品碳足跡計算方法的數據範例 而對於計算碳足跡所收集的活動數據與排放係數,其對數據品質的要求 應做到下列三點: (1).數據來源明確-計算時應確認主要數據來源,以利追蹤查核,例如工廠 總生產工時或生產標的產品之總工時等數據,主要來源應從類似生管單位取 得而非工安衛單位,若生管單位無法提供,才會轉向安排生產線作業時間的 單位來取得。 (2).數據之一致性-上游原物料供應商所提供盤查數據的時間區間,必頇與 產品生產期間時間一致,也就是產品所需原物料之提供期間係供應商為供應
此原物料而生產之期間時間。 (3).數據可追朔性-盤查所得數據若為推估或計算,針對產生數據之任何假 設、資料、引用及該數據前後有關係之數據等,都必頇有合理之對應關係。 3.4 第四階段:查證及後續作業階段 8.確認結果 經過第二、三階段數據的收集與計算,我們可藉由符合標準規範的檢視, 來確認盤查數據的結果,而能有效確認結果的方式有三種,包括獨立第三者 驗證、其他方之查核或是自我查核,可被接受並最具有公信力的方法就是委 由公正第三者驗證單位進行產品碳足跡查證工作。而查證的主要工作內容有: (1).文件審查-藉由審查產品碳足跡報告,如生產資訊、盤查邊界及製程流 程圖、供應鏈層級、功能單位、分配原則、LCA評估法及相關參數假設等書 面資料,確認了解碳足跡排放計算有無不妥或是不符合規範。 (2).現場查核-顧名思義就是到工廠生產區域進行資訊收集流程查核、數據 品質查核、排放係數查核、實體證據查核、訪談、資料引證/追朔/重新計算/ 確認及文審事項追查,必要時得進行二次複查。 (3).遠端查核-審視第一階段查核是否具實質差異,必要時可進行數據重新 抽樣驗證。 (4).查證聲明-驗證單位依查驗標準規範及規定進行查證證書內容製定,查 證證書有效期限為自審核通過後二年,若超過二年則頇重新申請查證。以下
為藉由第三者驗證單位的查證流程,請參考圖3.4-1。 圖3.4-1 產品碳足跡接受公正第三者查驗之查證流程 9.減少排放 產品碳足跡計算及盤查結果經由公正第三者驗證過後,其數據則具有一 定之可信賴度及可比較性,而生產者更能從產品碳足跡的計算,清楚判別產 品於各生命週期階段之溫室氣體排放量,進而尋求提升供應鏈效率及節能減 碳的機會,如此便可達到排放減碳的目的。下圖3.4-2為碳足跡計算後的各階 段排碳量示意圖,找到排放量最高的階段,進行下一步的減量評估。 圖3.4-2 產品碳足跡計算各階段排放量分佈示意圖 10.溝通與宣告 進行產品碳足跡的計算與查證,其最主要的目的就是與利害相關者進行
溝通,這也是企業進行碳揭露的一環,消費者更能藉由了解該產品的碳足跡 數據,進行選擇對環境更友善的產品,而生產者本身也藉由公布產品碳足跡, 能發展更注重綠色設計與生產的下世代產品。 而溝通的內容與方式,則可因對象的不同而調整溝通的訊息與格式,目 的是符合各溝通對象所需求的資訊,但原則上仍是以所謂經查證單位查驗後 所認可的「產品碳足跡盤查報告書」或是「查證聲明書」內容為主。 綜之,整理第一個至第四個階段,包含第1項~第10項步驟為實際執行產 品碳足跡盤查與計算的執行流程,可以整理成下圖3.4-3表示。 • 1.確認需求-選擇標的產品 • 2.啟始會議-成立推動小組 第一階段-起始階 段 • 3.範疇界定-(1)建立製程地圖、(2) 建立產品規範、(3)實質性分析 • 4.建立碳足跡盤查表 • 5.碳足跡盤查教育訓練 第二階段-準備 階段 • 6.數據收集與盤查 • 7.產品碳足跡的計算 第三段階-盤查與 計算階段 • 8.確認結果 • 9.減少排放 • 10.溝通與宣告 第四階段-查證 與後續作業階段 圖3.4-3 產品碳足跡盤查與計算流程圖