住宅類建築CO2排放量調查與推估模式分析研究

(1)

住宅類建築

住宅類建築 CO

2

排放量調查與推估模式

分析研究

內政部建築研究所委託研究報告

中華民國

中華民國101年

年

年12月

年

月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

(2)

住宅類建築

住宅類建築CO

2

排放量調查與推估模式

分析研究

受委託者

受委託者：

：

：財團法人台灣建築中心

：

財團法人台灣建築中心

研究主持人

研究主持人：

：

：林杰宏

：

林杰宏

協同主持人

協同主持人：

：

：曾俊達

：

曾俊達

曾俊達、

曾俊達

、

、李訓谷

、

李訓谷

研究助理

研究助理：

：

：徐怡君

徐怡君

徐怡君、

、黃琨智

、

黃琨智

黃琨智、

黃琨智

、

、鄭凱文

、

鄭凱文

內政部建築研究所委託研究報告

中華民國

中華民國101年

年

年12月

年

月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

(3)

目

次

目次 ... I

表次

表次 ... III

圖次

圖次 ... VII

摘要

摘要 ... XI

第一章

緒論

緒論... 1

第一節

第一節計畫緣起

計畫緣起

計畫緣起 ... 1

第二節

第二節計畫背景與目的

計畫背景與目的

計畫背景與目的 ... 3

第三節

第三節計畫目標與成效

計畫目標與成效

計畫目標與成效 ... 7

第二章

研究方法與進度說明

研究方法與進度說明 ... 9

第一節

第一節本研究採用之方法

本研究採用之方法

本研究採用之方法 ... 9

第二節

第二節碳排放度量指標計算方法

碳排放度量指標計算方法

碳排放度量指標計算方法 ... 11

第三節

第三節計畫時程與進度說明

計畫時程與進度說明

計畫時程與進度說明 ... 16

第三章

蒐集資料及文獻分析

蒐集資料及文獻分析 ... 21

第一節

第一節相關文獻回顧與探討

第二節

第二節國內能源

國內能源

國內能源與

與

與CO

2

排放推估

排放推估模型

模型

模型 ... 50

第三節

第三節碳排放度量指標之起源與定義

碳排放度量指標之起源與定義

碳排放度量指標之起源與定義 ... 62

第四章

我國

我國住宅建築

住宅建築

住宅建築CO

住宅建築

₂

排放

排放統計

統計（「

統計

（「

（「自上而下

（「

自上而下

自上而下」

自上而下

」模式

」

模式

模式）

模式

）

... 67

第一節

第一節我國能源統計與

我國能源統計與

我國能源統計與CO

2

排放

排放統計說明

統計說明

統計說明 ... 67

(4)

II

第二節

第二節「

「

「自上而下

自上而下

自上而下」

」

」模式調查成果

模式調查成果

模式調查成果 ... 75

第

第五

五章

五

章

章我國

我國

我國住宅建築

住宅建築

住宅建築CO

住宅建築

2

排放

排放統計

統計（「

統計

（「

（「由下而上

（「

由下而上

由下而上」

由下而上

」

」模式

」

模式

模式）

模式

）

... 82

第一節

第一節「

「

「由下而上

由下而上

由下而上」

」

」模式之問卷設計

模式之問卷設計

模式之問卷設計 ... 82

第

第一

一

一節

節

節「

「由下而上

「

由下而上

由下而上」

」

」模式調查成果

模式調查成果

模式調查成果 ... 86

第

第三

三

三節

節

節調查結果綜合比較

調查結果綜合比較

調查結果綜合比較 ... 99

第四節

第四節我國住宅建築

我國住宅建築

我國住宅建築CO

2

排放推估模式

排放推估模式 ... 105

第

第六

六

六章

章

章結論與建議

結論與建議

結論與建議 ... 112

第一節

第一節結論

結論

結論 ... 112

第二節

第二節建議

建議

建議 ... 115

附錄一

問卷調查空白表

問卷調查空白表 ... 117

附

附錄二

錄二

期初

期初評選

評選

評選審查會議紀錄

評選

審查會議紀錄

審查會議紀錄 ... 118

審查會議紀錄

附錄三

期中審查會議

期中審查會議意

意

意見

意

見

見及

見

及回

及

回

回應

回

應

應表

應

表

表 ... 120

表

附錄四

期末審查會議

期末審查會議意

意

意見

意

見

見及

見

及回

及

回

回應

回

應

應表

應

表

表 ... 123

表

附錄五

第

第一

一

一次

一

次

次專家學者座談會議紀錄

次

專家學者座談會議紀錄

專家學者座談會議紀錄 ... 126

附錄

附錄六

六

第

第二

二次

二

次

次專家學者座談會議紀錄

次

專家學者座談會議紀錄

專家學者座談會議紀錄 ... 128

參考書目

參考書目 ... 131

(5)

表次

表

表2-1 計畫時程與進度說明表

計畫時程與進度說明表

計畫時程與進度說明表 ... 19

表

表3-1 建築技術規則之建築物用途分類

建築技術規則之建築物用途分類

建築技術規則之建築物用途分類 ... 21

表

表3-2 建築物使用執照總樓地板面積

建築物使用執照總樓地板面積

建築物使用執照總樓地板面積 ... 23

表

表3-3 綠建築設計技術規範之建築類別

綠建築設計技術規範之建築類別

綠建築設計技術規範之建築類別 ... 24

表

表3-4 美國

美國

美國ASHRAE節能規範建築物耗能分類表

節能規範建築物耗能分類表

節能規範建築物耗能分類表 ... 26

表

表3-5 日本建築物耗能分類表

日本建築物耗能分類表

日本建築物耗能分類表 ... 26

表

表3-6 各類辦公場所

各類辦公場所

各類辦公場所EUI數值彙整表

數值彙整表

數值彙整表 ... 29

表

表3-7 各類百貨商場

各類百貨商場

各類百貨商場EUI數值彙整表

數值彙整表

數值彙整表 ... 30

表

表3-8 各類醫院

各類醫院

各類醫院EUI數值彙整表

數值彙整表

數值彙整表 ... 30

表

表3-9 各類旅館

各類旅館

各類旅館EUI數值彙整表

數值彙整表

數值彙整表 ... 30

表

表3-10 各類住宅

各類住宅

各類住宅EUI數值彙整表

數值彙整表

數值彙整表 ... 31

表

表3-11 國內建築碳排放數據相關文獻一覽表

國內建築碳排放數據相關文獻一覽表

國內建築碳排放數據相關文獻一覽表 ... 35

表

表3-12 國內建築類型生命週期二氧化碳排放現況文獻與評

國內建築類型生命週期二氧化碳排放現況文獻與評

估對象

估對象 ... 44

表

表3-13 臺灣

臺灣

臺灣MARKAL模型之特性

模型之特性

模型之特性 ... 51

模型之特性

表

表3-14 永續發展理念之能源策

永續發展理念之能源策

永續發展理念之能源策略所面對之目標

略所面對之目標

略所面對之目標 ... 54

略所面對之目標

表

表3-15 TaiSEND模型之特性

模型之特性

模型之特性 ... 54

表

表3-16 TaiSEND模型特色一覽表

模型特色一覽表

模型特色一覽表 ... 56

表

表3-17 MARKAL與

與

與TaiSEND模型之比較一覽表

與

模型之比較一覽表

模型之比較一覽表 ... 57

表

表3-19 第一階段先導型計畫參與機構

第一階段先導型計畫參與機構

第一階段先導型計畫參與機構 ... 59

表

表3-20 第一階段先導型計畫

第一階段先導型計畫

第一階段先導型計畫「

「

「自上而下

「

自上而下

自上而下」

自上而下

」

」模型之結果

模型之結果

模型之結果 ... 65

模型之結果

表

表3-21 第一階段先導型計畫

第一階段先導型計畫

第一階段先導型計畫「

「

「自下而上

「

自下而上

自下而上」

自下而上

」

」模型之結果

模型之結果

模型之結果 ... 66

模型之結果

(6)

IV

表

表3-22 第二階段先導型計畫參與機構

第二階段先導型計畫參與機構

第二階段先導型計畫參與機構 ... 66

表

表4-1 各部門燃料燃燒

各部門燃料燃燒

各部門燃料燃燒CO

2

排放量

排放量(各部門不包括電力消費

各部門不包括電力消費

排放

排放) ... 69

表

表4-2 各部門燃料燃燒

各部門燃料燃燒

各部門燃料燃燒CO

2

排放量

排放量(各部門包括電力消費排

各部門包括電力消費排

放

放) ... 72

表

表4-3 住宅建築

住宅建築

住宅建築2001～

～

～2010年住宅建築

～

年住宅建築

年住宅建築CO

年住宅建築

2

排放統計量

排放統計量 .... 77

排放統計量

表

表4-4 住宅建築

住宅建築

住宅建築CO

2

十年移動平均排放量趨勢

十年移動平均排放量趨勢 ... 79

表

表5-1 住宅類建築耗能現況之調查對象分類

住宅類建築耗能現況之調查對象分類

住宅類建築耗能現況之調查對象分類 ... 84

表

表5-2 台北地區

台北地區

台北地區CO

2

排放量與

排放量與EUI調查結果

調查結果

調查結果(100年

年

年) ... 86

表

表5-3 建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較表

比較表

(台北地區

台北地區

台北地區) ... 87

表

表 5-4 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量比較表

總二氧化碳排放量

比較表

比較表(台北地區

比較表

台北地區

台北地區) . 88

台北地區

表

表5-5 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較表

二氧化碳排放量

比較表

比較表(台北地區

比較表

台北地區

台北地區) ... 89

台北地區

表

表5-6 雲林地區

雲林地區

雲林地區CO

2

排放量與

排放量與EUI調查結果

調查結果

調查結果(100年

年

年) ... 90

表

表5-7 建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之二氧化碳排放量

建築型態對於電力消費造成之

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較表

比較表

（

（雲林地區

雲林地區

雲林地區）

）

） ... 91

表

表5-8 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量比較表

總二氧化碳排放量

比較表

比較表(雲林地區

比較表

雲林地區

雲林地區) . 92

雲林地區

表

表5-9 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於二

二

二氧化碳排放量

二

氧化碳排放量

氧化碳排放量比較表

氧化碳排放量

比較表

比較表(雲林地區

比較表

雲林地區

雲林地區) ... 93

雲林地區

表

表5-10 高雄地區

高雄地區

高雄地區CO

2

排放量與

排放量與EUI調查結果

調查結果

調查結果(100年

年

年) ... 94

表

表5-11 建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之二氧化碳排放量

建築型態對於電力消費造成之

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較

比較

表

表 (高雄地區

高雄地區

高雄地區) ... 95

高雄地區

(7)

表

表5-12 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量比較表

比較表

比較表(高雄地區

高雄地區

高雄地區)

高雄地區

... 96

表

表5-13 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較表

二氧化碳排放量

比較表

比較表(高雄地區

比較表

高雄地區

高雄地區) ... 97

表

表5-14 各地區

各地區

各地區電力消費造成之

電力消費造成之

電力消費造成之二氧化碳排放量

電力消費造成之

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較表

二氧化碳排放量

比較表

比較表 ... 99

表

表5-15 各地區總

各地區總

各地區總二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較表

二氧化碳排放量

比較表

比較表 ... 100

比較表

表

表5-16 電力消費造成之

電力消費造成之

電力消費造成之二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較表

二氧化碳排放量

比較表

比較表 ... 102

表

表5-17 總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量比較表

比較表

比較表 ... 103

比較表

表

表5-18 ARMIA模型參數輸出

模型參數輸出

模型參數輸出 ... 100

(8)

VI

圖次

圖

圖 1-1 IPCC 統計十萬年週期全球二氧化碳排放量

統計十萬年週期全球二氧化碳排放量

統計十萬年週期全球二氧化碳排放量 ... 3

圖

圖 1-2 各部門溫室氣體減量潛勢

各部門溫室氣體減量潛勢

各部門溫室氣體減量潛勢 ... 4

圖

圖 1-3 節能減碳年主行動計畫架構

節能減碳年主行動計畫架構

節能減碳年主行動計畫架構 ... 5

圖

圖 2-1 建築物全生命週期之碳排放比例分佈

建築物全生命週期之碳排放比例分佈

建築物全生命週期之碳排放比例分佈 ... 12

圖

圖 2-2 建築物二氧

建築物二氧

建築物二氧化碳估算法示意圖排放分類

化碳估算法示意圖排放分類

化碳估算法示意圖排放分類 ... 13

化碳估算法示意圖排放分類

圖

圖 2-3 碳排放度量指標之架構

碳排放度量指標之架構

碳排放度量指標之架構 ... 13

圖

圖 2-4 碳排放度量指標輸入介面

碳排放度量指標輸入介面

碳排放度量指標輸入介面 ... 14

圖

圖 2-5 CCM 二氧化碳估算之調查表

二氧化碳估算之調查表

二氧化碳估算之調查表格案例

二氧化碳估算之調查表

格案例

格案例 ... 15

圖

圖 2-6 研究流程圖

研究流程圖

研究流程圖 ... 18

圖

圖 3-1 生命週期評估法

生命週期評估法

生命週期評估法 ... 43

圖

圖 3-2 影響建築物能耗與

影響建築物能耗與

影響建築物能耗與 CO

2

排放量之因素

排放量之因素 ... 47

圖

圖 3-3 預測模式與實際建物能耗差異之因素

預測模式與實際建物能耗差異之因素

預測模式與實際建物能耗差異之因素 ... 47

圖

圖 3-4 預測模式與實際建築物

預測模式與實際建築物

預測模式與實際建築物 CO

2

排放量之結果

排放量之結果 ... 48

圖

圖 3-5 影響住宅類建築

影響住宅類建築

影響住宅類建築 CO

2

排放之層級架構

排放之層級架構 ... 49

圖

圖 3-6 國際

國際

國際 MARKAL 模型使用者分佈圖

模型使用者分佈圖

模型使用者分佈圖 ... 51

模型使用者分佈圖

圖

圖 3-7 臺灣

臺灣

臺灣 MARKAL 模型作業流程圖

模型作業流程圖

模型作業流程圖 ... 53

模型作業流程圖

圖

圖 3-8 MACRO 模型流程圖

模型流程圖

模型流程圖 ... 59

模型流程圖

圖

圖 3-9 MACRO 模型預測上海住宅建築

模型預測上海住宅建築

模型預測上海住宅建築 CO

模型預測上海住宅建築

2

排放量

排放量 ... 60

排放量

圖

圖 3-10 SBCI 會員

會員

會員 ... 63

(9)

圖

圖 4-1 各部門燃料燃燒

各部門燃料燃燒

各部門燃料燃燒 CO

2

排放量趨勢

排放量趨勢(各部門不包括電力

各部門不包括電力

消費排放

消費排放) ... 71

圖

圖 4-2 各部門燃料燃燒

各部門燃料燃燒

各部門燃料燃燒 CO

2

排放量趨勢

排放量趨勢(各部門包括電力消

各部門包括電力消

費排放

費排放) ... 74

圖

圖 4-3 住宅建築

住宅建築

住宅建築 CO

2

排放量趨勢

排放量趨勢 ... 76

圖

圖 4-4 住宅建築

住宅建築

住宅建築 CO

2

十年移動平均排放量趨勢

十年移動平均排放量趨勢 ... 78

圖

圖 4-5 住宅建築碳排放度量指標

住宅建築碳排放度量指標

住宅建築碳排放度量指標（「

（「

（「自上而下

（「

自上而下」

自上而下

」

」模式

」

模式

模式）

模式

）

） .. 78

）

圖

圖 4-6 住宅建築碳排放度量指標十年移動平均值

住宅建築碳排放度量指標十年移動平均值

住宅建築碳排放度量指標十年移動平均值（「

（「

（「自上而

自上而

下

下」

」

」模式

」

模式

模式）

模式

）

） ... 79

）

圖

圖 5-1 碳排放度量指標問卷調查區域

碳排放度量指標問卷調查區域

碳排放度量指標問卷調查區域 ... 84

圖

圖 5-2 建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較

二氧化碳排放量

比較

圖

圖（

（

（台北地區

（

台北地區

台北地區）

）

） ... 88

）

圖

圖 5-3 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量比較圖

總二氧化碳排放量

比較圖（

比較圖

（

（台北地區

台北地區

台北地區）

）

... 89

圖

圖 5-4 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較圖

二氧化碳排放量

比較圖

比較圖(台北地區

比較圖

台北地區

台北地區) .... 89

台北地區

圖

圖 5-5 建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較

二氧化碳排放量

比較

圖

圖（

（

（雲林地區

（

雲林地區

雲林地區）

）

） ... 92

）

圖

圖 5-6 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量比較圖

比較圖（

比較圖

（

（雲林地區

雲林地區

雲林地區）

）

... 93

圖

圖 5-7 建

建

建築型態對於

築型態對於

築型態對於二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較圖

二氧化碳排放量

比較圖

比較圖(雲林地區

比較圖

雲林地區

雲林地區) .... 96

雲林地區

(10)

VIII

圖

圖 5-8 建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之

建築型態對於電力消費造成之二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較

二氧化碳排放量

比較

圖

圖（

（

（高雄地區

（

高雄地區

高雄地區）

）

） ... 97

）

圖

圖 5-9 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量比較圖

比較圖（

比較圖

（

（高雄地區

高雄地區

高雄地區）

）

... 98

圖

圖 5-10 建築型態對於

建築型態對於

建築型態對於二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較圖

二氧化碳排放量

比較圖

比較圖(高雄地區

比較圖

高雄地區

高雄地區) ... 98

圖

圖 5-11 各地區

各地區

各地區電力消費造成之

電力消費造成之

電力消費造成之二氧化碳排放量

電力消費造成之

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較圖

二氧化碳排放量

比較圖

比較圖 ... 101

圖

圖 5-12 各地區總

各地區總

各地區總二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較圖

二氧化碳排放量

比較圖

比較圖 ... 103

比較圖

圖

圖 5-13 電力消費造成之

電力消費造成之

電力消費造成之二氧化碳排放量

二氧化碳排放量

二氧化碳排放量比較圖

二氧化碳排放量

比較圖

比較圖 ... 104

圖

圖 5-14 總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量

總二氧化碳排放量比較圖

比較圖

比較圖 ... 104

比較圖

圖

圖 5-15 住宅建築

住宅建築

住宅建築 CO

2

排放

排放推估模式架構

推估模式架構

推估模式架構 ... 101

圖

圖 5-16 住宅部門燃料燃燒

住宅部門燃料燃燒

住宅部門燃料燃燒 CO

2

排放量推估

排放量推估 ... 103

圖

圖 5-17 台電公司表燈非營業用戶

台電公司表燈非營業用戶

台電公司表燈非營業用戶 2000 年至

年至

年至 2010 年售電量

年至

年售電量

分析

分析 ... 104

圖

圖 5-18 住宅部門燃料燃燒

住宅部門燃料燃燒

住宅部門燃料燃燒 CO

2

排放量推估

排放量推估 ... 109

排放量推估

圖

圖 5-19 住宅部門燃料燃燒

住宅部門燃料燃燒

住宅部門燃料燃燒 CO

2

排放量推估

排放量推估 ... 101

排放量推估

圖

圖 5-20 美商麥肯錫公司推估住宅部門能源需求推估說明

美商麥肯錫公司推估住宅部門能源需求推估說明

美商麥肯錫公司推估住宅部門能源需求推估說明 103

圖

圖 5-21 住宅部門能源需求推估

住宅部門能源需求推估

住宅部門能源需求推估 ... 104

(11)

摘要

關鍵詞：住宅建築、二氧化碳排放、碳排放度量指標、全生命週期一一一一、、、、研究緣起研究緣起研究緣起研究緣起台灣是個能源短缺的國家，以民國 101 年 4 月能源供給統計顯示，總供給量為 12,762 千公秉油當量，較去年 100 年同月增加 2.36％。其中占能源供給比重達 99.35％的進口能源較去年同月增加 2.21％，自產能源增加 32.17％。目前我國針對能源政策與經濟發展或能源需求，分別發展了臺灣 MARKAL/TIMES 模型與 TaiSEND 模型，整合作為能源與溫室氣體減量之政策規劃，或能源供需規劃模擬之前置作業重要分析工具。住宅（建築）部門因主管建築機關並非能源主管部會，以往並未針對能源使用與實際 CO2 排放部分進行探討，目前僅限於依照建築技術規則綠建築專章基準，規範新建建築物之外殼節能設計，對於整體住宅（建築）部門實際的用電耗能與生命週期 CO2 排放，缺乏完整的評估分析工具與基礎資料，亟待建立基礎資料並進行影響因子分析，俾能作為建築節能減碳對策分析規劃之參考。二二二二、、、、研究方法及過程研究方法及過程研究方法及過程研究方法及過程 本研究計畫蒐集彙整國內住宅與建築耗能相關調查研究文獻，並從中彙整其調查研究成果與特點；並進一步針對台灣現有能源模型：MARKAL 與 TaiSEND 模型以及本研究計畫採用之碳排放度量指標(Common Carbon Metric)進行探討與比對。再者，本研究現階段已建立適合台灣之碳排放度量指標(Common Carbon

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X Metric)計算方法，並且亦完成台灣整體之住宅類建築碳排放度量指標。其研究內容包括： 1. 建立影響住宅類建築二氧化碳排放及能源需求之因素與排放變動因素分析。 2. 建立一套台灣住宅類建築二氧化碳排放預測模式。 3. 蒐集比對國內住宅與建築耗能相關調查研究文獻（如成大研究團隊與經濟部能源局等），並比較 EUI 解析數據之差異性。 4. 評估二氧化碳減量目標導入後，對整合模式中之因素的影響，分析減量目標對住宅類建築二氧化碳排放量的變化。三三三三、、、、重要重要重要重要發現發現發現發現為了瞭解我國住宅建築 CO2 排放現況，本研究計畫首先以經濟部能源局之台灣燃料燃燒 CO2 排放統計資料，主計處之人口數與住宅建築面積統計資料，並且依照碳排放度量指標計算方法，獲得「自上而下」模式之我國住宅建築 CO2 排放量。由於經濟部能源局之台灣燃料燃燒 CO2 排放統計資料是依據「IPCC 國家溫室氣體清冊指南」計算方法所求得，IPCC 計算方法與碳排放度量指標計算方法所採用之 ISO standards 及 WRI/WBCSD Greenhouse Gas protocol 是一致的，

因此本研究計畫所獲得「自上而下」模式的住宅建築 CO2 排放量是有效的。本

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1. 本研究計畫蒐集比對國內住宅與建築耗能相關調查研究文獻，並比較 EUI 解析數據之差異性。比對之結果顯示相關文獻之 EUI 解析數據之差異大多在於樣本數、取樣範圍以及分析的年份之差異。 2. 由 2001～2010 年住宅建築 CO2排放量趨勢圖可知：住宅建築的 CO2排放量以電力佔大部分，十年平均值約為 84.7%，其他燃料大約佔 15.3% 的 CO2排放量。 3. 本研究計畫利用碳排放度量指標(CCM)方法完成台灣住宅類建築「自上而下」模式與高雄、台北與雲林之「由下而上」模式之二氧化碳排放量調查。調查結果顯示鄉村(雲林)的單位面積或人均二氧化碳排放量均小於都市區域(高雄、台北)。而就建築類型而言，公寓的二氧化碳排放量> 一般大樓(未考慮公共用電)的二氧化碳排放量>透天獨立住宅的二氧化碳排放量。「由下而上」模式之二氧化碳排放量調查可顯示出地理位置、社區型態以及住宅型態等三個影響因子對於二氧化碳排放量之影響，其中以住宅型態對二氧化碳排放量之影響最為顯著。然而對於生活模式與設備型態對於二氧化碳排放量之影響評估不在碳排放度量指標(CCM)方法之範圍內。 4. 住宅建築 CO2排放推估模式架構應包含住宅建築 CO2排放歷史資料庫，住宅建築能源使用現況推估模型以及預估情境設定等三部分。在住宅建築 CO2排放歷史資料庫部分利用碳排放度量指標(CCM)所獲得之逐年住宅建築 CO2排放量資料是住宅建築 CO2排放推估模式最基礎也最重要的部分，此資料庫之數據影響使用現況推估模型以及預估情境設定之預測推估結果。再者，本研究計畫以碳排放度量指標(CCM)方法完成台灣住宅類建築「自上而下」模式之數據，配合時間序列模式推估 2030 年住宅部門 CO2排放基線(BAU)。

(14)

XII 四四四四、、、、建議事項建議事項建議事項建議事項 根據本研究計畫之發現，本研究根據住宅類建築二氧化碳排放及能源使用資料庫與住宅類建築二氧化碳排放預測模式，提出下列建議。以下分別從立即可行建議及中長期建議加以列舉。建議一本研究計畫以碳排放度量指標方法完成台灣住宅類建築之二氧化碳排放量調查，並據此建立住宅部門CO2排放推估基線(BAU)，可提供作為我國住宅部門節能減碳分析之基礎：立即可行建議主辦機關：行政院節能減碳推動會協辦機關：內政部建築研究所、台灣電力公司本研究計畫以碳排放度量指標方法完成台灣住宅類建築「自上而下」模式與高雄、台北與雲林之「由下而上」模式之二氧化碳排放量調查，調查結果顯示當調查樣本數越多時，「自上而下」模式與「由下而上」模式會趨近一致。而且利用「由下而上」模式調查之結果可以進一步反映出不同氣候條件、方位以及建築型態之二氧化碳排放量的差異。所完成至 2030 年住宅部門 CO2 排放推估基線 (BAU)，可提供作為我國住宅部門節能減碳分析之基礎及住宅節能策略規劃之參據。建議二建議參考本研究完成之住宅建築 CO2排放推估模式之架構，持續規劃辦理住宅類建築CO2調查與比較驗證研究：中長期建議

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主辦機關：內政部建築研究所

協辦機關：台灣建築學會、中華經濟研究院

本研究計畫已結合碳排放度量指標方法以及日本 MACRO 模型，建立住宅

建築 CO2 推估模式之架構，可提供相關研究單位賡續辦理住宅類建築二氧化碳

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XIV

ABSTRACT

Keywords: residential building, CO2 emission, Common Carbon Metrics, whole life cycle

The environmental footprint of the building sector includes 30% of energy use. The building sector is responsible for more than one third of energy-related GHG emissions and, in most countries, is the largest emissions source. In the past two decades, CO2 emission in Taiwan have increased rapidly, but models for forecasting the future trend of CO2 emission in the building sector are still insufficient. In this study, the Common Carbon Metrics (CCM) proposed by UNEP-SBCI-WRI is used to estimate annual CO2 emission in the building sector in Taiwan. CO2 emission is estimated using Top-down approach based on the energy consumption of residential building sector from 1990 to 2010. Then, three cities- Taipei, Kaohsiung and Yulin are selected to survey the real CO2 emission by using Bottom-up approach, respectively. Finally, the framework for estimating the future trend of CO2 emission in residential building sector is developed. The ARIMA method is used to estimate the future Business-As-Ususal (BAU) carbon emmissions of the residential building sector.

In order to develop the CCM for estimating annual CO2 emission in the building sector in Taiwan, this project concludes that:

1. According to historical CO2 emmision in building sector during the period of 2001～2010, it is found that 84.7% of CO2 emmision generate from electricity usage, and only 15.3% is from other fuel combustion

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2. The building type has a significant effect on the CO2 emission in the building sector.

3. The framework for estimating the future trend of CO2 emission in residential building sector includes the historical CO2 emission database, the future Business-As-Ususal (BAU) carbon emmissions estimation model and energy-saving scenario model.

This project comes to the immediate and long-term strategies.

For immediate strategies:

1. It is feasible to use the Common Carbon Metrics proposed by UNEP-SBCI-WRI to claculate annual CO2 emission in the building sector in Taiwan.

2. The ARIMA model proposed in this study can be used to estimate the future Business-As-Ususal (BAU) carbon emmissions of the residential building sector.

For long-term strategies:

1. The framework for estimating the future trend of CO2 emission in residential building sector proposed in this study need further demonstration for validating the accuracy and applicability of this model. It is necessary to investigate real CO2 emission in the building sector by the Common Carbon Metrics.

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(19)

第一章

第一章緒論

緒論

第一節

第一節計畫緣起

計畫緣起

台灣是個能源短缺的國家，以民國 101 年 4 月能源供給統計顯示，總供給量為 12,762 千公秉油當量，較去年 100 年同月增加 2.36％。其中占能源供給比重達 99.35％的進口能源較去年同月增加 2.21％，自產能源增加 32.17％。另依 99 年國內能源消費量之部門別分析統計顯示，住宅部門占總能源消費量的 10.71%；如以燃料燃燒 CO2 排放統計分析，則住宅部門 CO2排放量(包括電力消費排放) 約占總排放量的 12.9%，較 98 年減少 1.2%，雖有成長減緩趨勢，但總能源需求與 CO2排放量仍持續擴增。 2009 年 4 月 15 日全國能源會議總統開幕致詞宣示，永續發展是人類文明共同的願景，而建立公平正義的社會、創造永續的經濟發展模式、以及維持潔淨的自然環境，更是我們應該對後代子孫的無悔承諾。隨著「地球高峰會」、「聯合國氣候變遷綱要公約」以及「京都議定書」的召開與簽署，我國也不能自外於國際社會的責任與義務。為了善盡世界公民的責任，在「節流」方面，政府亦訂定未來 8 年每年提高能源效率 2%以上的目標；在「淨源」方面，積極推動全國二氧化碳排放減量，在 2016 年至 2020 年間回到 2008 年的排放量，在 2025 年回歸到 2000 年的減量目標。另在住宅建築整體能源消費統計顯示，85.5%為電力消費使用，14.5%為液化石油氣或天然瓦斯等非電力項目，因應行政院節能減碳推動會歷次會議指示，住宅部門亟需釐清能源使用與 CO2 排放總量的規模，以及其變動因子與權重，俾能作為我國住宅部門研議節能與減碳策略之參據。

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目前我國針對能源政策與經濟發展或能源需求，分別發展了臺灣 MARKAL/TIMES 模型與 TaiSEND 模型，整合作為能源與溫室氣體減量之政策規劃，或能源供需規劃模擬之前置作業重要分析工具；運輸部門亦已規劃執行多年有關交通政策、運具效率與運輸部門節能減碳相關研究與分析模型之建置工作，據以研擬交通運輸之節能減碳政策措施。住宅（建築）部門因主管建築機關並非能源主管部會，以往並未針對能源使用與實際 CO2 排放部分進行探討，目前僅限於依照建築技術規則綠建築專章基準，規範新建建築物之外殼節能設計，對於整體住宅（建築）部門實際的用電耗能與生命週期 CO2 排放，缺乏完整的評估分析工具與基礎資料，亟待建立基礎資料並進行影響因子分析，俾能作為建築節能減碳對策分析規劃之參考。

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一一一一、、、、研究研究研究研究背景背景背景背景二十一世紀由於二氧化碳濃度持續上升速溫暖化現象，造成全球氣候變遷問題運動、全球前二十大經濟體元首高峰會（COP15）之後均著重於探討二氧化碳減量課題放量。

圖

圖 1-1 IPCC

(資料來源

資料來源

資料來源：

：

：IPCC)

國際上針對節能減碳議題已具體落實至生活環境中（BSI）提出碳足跡認證用之各項產品累計碳足跡

第二節

第二節計畫

計畫

計畫背景

背景

背景與目的

與目的

二十一世紀由於二氧化碳濃度持續上升（詳圖 1-1 所示），導致地球環境加造成全球氣候變遷問題，因此國際上於 2009 年推動的減碳全球前二十大經濟體元首高峰會（G20，group of 20）至哥本哈根會議之後均著重於探討二氧化碳減量課題，思考如何有效降低二氧化碳排

IPCC 統計十萬年週期全球二氧化碳排放量

統計十萬年週期全球二氧化碳排放量

國際上針對節能減碳議題已具體落實至生活環境中，例如：提出碳足跡認證（PAS2050）計算各產品之碳足跡，藉由日常生活中使用之各項產品累計碳足跡；日本亦於 2009 年也以英國標準協會提出之方法為基導致地球環境加年推動的減碳 350 至哥本哈根會議思考如何有效降低二氧化碳排

統計十萬年週期全球二氧化碳排放量

：英國標準協會藉由日常生活中使年也以英國標準協會提出之方法為基

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礎發展理想碳足跡制度方案（發展カーボンフットプリント制度の在り方(案)）顯示碳足跡議題正快速發展中。

建築部門的環境足跡(environmental footprint)包含 40%能源使用、30%原物料使用、25%的固體廢棄物、25%水使用量以及 12%的土地使用。根據 the

Intergovernmental Panel on Climate Change’s 4th Assessment Report (IPCC AR-4)預

估在 2004 年與建築有關的溫室氣體排放約為 86 億當量二氧化碳噸，而到 2030 年大約會成長到 2004 年的兩倍，約為 156 億當量二氧化碳噸。再者，IPCC AR-4 預估各部門的溫室氣體減量的潛勢（詳圖 1-2 所示）可知，對於處理氣候變遷問題是聯合國的優先政策之前提下，有 1/3 能源相關的溫室效應排放之建築部門具有相當大的二氧化碳減量潛勢。

圖

圖 1-2 各部門溫室氣體減量潛勢

各部門溫室氣體減量潛勢

(資料來源

資料來源

資料來源：

：

：Sustalnable Buildings and Climate Initiative，

，

，2009)

行政院於 2008 年推動「生態城市綠建築推動方案」、「節能減碳行動方案」及全國能源會議有關「低碳家園」等低碳施政，明訂二氧化碳減量為政策推動之首要目標。另根據統計資料顯示，台灣每年約釋放 25 億公噸二氧化碳於大氣中，

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其中建築產業耗能約佔總排放量的 27%，顯示建築部門為推動二氧化碳減量促進永續發展的關鍵之ㄧ。我國減碳情境規劃係以落實能源密集度每年下降 2%為目標，預期可於 2020 年減 CO2共 76 百萬噸，達到全國減碳目標的 36%；「節能減碳年」之主要行動計畫詳如圖 1-3 所示。而國家節能減碳總體計畫在節能目標上期望未來 8 年每年提高能源效率 2%以上，使能源密集度於 2015 年較 2005 年下降 20%以上；並藉由技術突破及配套措施，2025 年下降 50%以上。減碳目標則是全國二氧化碳排放減量，於 2020 年間回到 2005 年排放量，於 2025 年回到 2000 年排放量。

圖

圖 1-3 節能減碳年主行動計畫架構

節能減碳年主行動計畫架構

(資料來源

資料來源

資料來源：「

：「

：「節能減碳年主要行動計畫

節能減碳年主要行動計畫」，

節能減碳年主要行動計畫

」，

」，2000，

」，

，

，行政院節能減碳

，

行政院節能減碳

推動會

推動會)

打造低碳 社區與社會 一) 推動再生能源新紀元計畫 二) 降低發電系統碳排放 三) 推動智慧電網 四) 建構低碳社區 五) 打造低碳城市 六) 建設低碳島 七) 營造綠色消費潮流，型塑節能減碳生活 改造低碳 能源系統 建構全民 節能減碳風潮 十六) 深化節能減碳教育 十七) 全民節能減碳溝通與宣導 十八) 節能減碳績效指標發布與評比競爭機制規劃 低碳產業 八) 推動產業節能減碳 九) 推動綠能產業旭升方案 低碳運輸 十) 建構智慧便捷低碳運輸系統 十一) 建構人本導向之交通環境 十二) 全面提升新車效率水準 十三) 獎勵電動汽、機車上路 低碳建築十四) 普及綠建築 十五) 推動節能減碳公共工程 全方位部門 節能減碳行動

節

能

減

碳

年

主

行

動

計

畫

節

能

減

碳

年

主

行

動

計

畫

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二二二二、、、、研究目的研究目的研究目的研究目的 因國內過去對於住宅部門之二氧化碳排放量分析上，主要多將個別建築物排碳量之調查數據以迴歸方式，得到未來二氧化碳排放量，但若僅以此回歸模式（bottom-up 法）作為住宅部門長期二氧化碳排放之預測模式，則將策略導入後表所現出來之減量效果通常不顯著，不易作為實際策略訂定之有效依據。有鑑於此，本計畫期望可提供一套估計住宅部門二氧化碳排放量之分析法，以作為將來住宅部門在訂定策略之依據。

(25)

第三節

第三節計畫目標與成效

計畫目標與成效

本計畫擬探討歷年之住宅類建築二氧化碳排放量相關研究成果，由本計畫之研究人員進行整合運用，使研究之成果可落實於實際案例中；並透過相關專家及專業技術人員諮詢，給予住宅類建築二氧化碳排放量之指導。計畫目標與成效敘述如下：一、建立影響住宅類建築二氧化碳排放及能源需求之因素與排放變動因素分析。二、建立一套台灣住宅類建築二氧化碳排放預測模式。三、蒐集比對國內住宅與建築耗能相關調查研究文獻（如成大研究團隊與經濟部能源局等），並比較 EUI 解析數據之差異性。四、評估二氧化碳減量目標導入後，對整合模式中之因素的影響，分析減量目標對住宅類建築二氧化碳排放量的變化。

(26)

(27)

第二章

第二章研究方法及進度說明

研究方法及進度說明

第一節

第一節本研究採用之方法

本研究採用之方法

本研究規劃蒐集國內外住宅（建築）能源需求及 CO2 排放與減量分析模型與工具（如聯合國環境規劃署(UNEP)建立之碳排放度量指標（Common Carbon Metric,CCM）），並彙整我國住宅（建築）用電與其他能源需求現況資料，分析成長趨勢，並檢討影響因子，建立 CO2排放量推估模式。CO2排放量推估模式將以實際營建統計與住宅存量統計資料為基礎，配合日常使用階段的各項耗能統計結果，進行比對驗證，以驗證推估模式之完整度與可行性。其研究方法如下所示：一一一一、、、、文獻分析法文獻分析法文獻分析法文獻分析法 本研究計畫將依照計畫之研究議題，蒐集國內外住宅（建築）能源需求及 CO2排放與減量分析模型與工具相關文獻資料，參考如聯合國環境規劃署(UNEP)

建立之碳排放度量指標（Common Carbon Metric,CCM）等相關標準建立之 CO2

排放估算公式，並參酌 ISO 15686-5 生命週期各階段層級分析項目之規範，用以建立國內住宅類建築 CO2排放與減量試算與分析模式。再者，本研究團隊之重要工作項目之一為收集現有國內外建築部門二氧化碳排放之研究報告與論文，藉此明白國際間在與本研究議題有關之發展方向與現況，作為本研究計畫報告與投稿論文撰寫之文獻回顧資料庫。二二二二、、、、比較分析法比較分析法比較分析法比較分析法 針對蒐集之文獻作相對性優缺點比較分析，藉以瞭解國內外之歷時變化並比對分析其差異性，作為適用國內住宅類建築 CO2 排放與減量試算與分析模式架構之參考依據，並挑選具代表性之都市與鄉村各一案，進行實體案例計算比較。

(28)

三三三三、、、、專家諮詢法專家諮詢法專家諮詢法專家諮詢法 研究結果經初步整理後，研究團隊將定期邀請相關學者以及產業界、工會專家進行意見溝通交流，並針對研究內容進行審議，提出應修正及增刪之意見，作為充實、加強本研究計畫內容之參考。並擇期辦理期中、期末簡報來說明研究計畫執行成效、進度及所遭遇之問題。四四四四、、、、碳排放碳排放碳排放碳排放度量度量度量指標度量指標指標法指標法法法有關碳排放度量指標法之流程與計算方法敘述於下節。

(29)

第

第二

二

二節

節

節碳排放度量指標

碳排放度量指標

碳排放度量指標(Common Carbon Metric)計算方法

碳排放度量指標

計算方法

為了本研究計畫所獲得之建築二氧化碳排放量能與世界各國相關數據接軌，本研究計畫採用 UNEP-SBCI 所發展的碳排放度量指標(Common Carbon Metric) 計算方法，進行台灣住宅建築二氧化碳排放量估算。根據調查，建築物在全生命週期的碳排放量部分，使用階段佔全部生命週期的 80-90%（如圖 2-1），因此碳排放度量指標(Common Carbon Metric)計算方法僅估算建築物在使用階段的碳排放量。根據 WRI-WBCSD 標準，建築物二氧化碳排放範圍分別與直接排放

(Scope 1)、建築用電部分間接排放(Scope 2)與其他部分間接排放(Scope 3) 等三部

分有關，如圖 2-2 所示。直接排放(Scope 1)係指建築物在使用時直接產生的二氧化碳，例如：燃料（天然氣、瓦斯、煤油）直接燃燒的碳排，設備（冷氣、電腦等）。建築用電部分間接排放(Scope 2)是指建築用市電在非建築物內的碳排放量，例如：電廠產電所產生的二氧化碳。其他部分間接排放(Scope 3)為建築用電部分間接排放(Scope 2)之外的碳排放，目前碳排放度量指標僅涵蓋直接排放(Scope 1) 與建築用電部分間接排放(Scope 2)兩部分。碳排放度量指標的計算方法包含「自上而下(Top-down)」評估模型以及「由下而上(Bottom-up)評估模型兩種（詳如圖 2-3 碳排放度量指標之架構所示）。「自上而下(Top-down)」評估模型是以國家、城市或是區域的規模來預估住宅建築的能源使用密度與碳排放密度指標。「自上而下(Top-down)」評估模型之數據來源為國家、城市或是區域的整體能源或電力消耗數據。而「由下而上(Bottom-up) 評估模型是個別建築物的能源或電力消耗數據調查值，調查的樣本數必須足以有效代表整體建築物的能源或電力消耗數據。 UNEP-SBCI 要求碳排放度量指標的計算必須在 Excel 的介面工具中完成（如圖 2-4 所示），所需要調查的資料如圖 2-5 之格式包含建築物基本資料（包含總建築面積、總使用人口數、建築物屋齡、建築類型）、總用電量、各種燃油總使

(30)

用量。再從上述總體建築物之資料，利用能源使用密度(Energy intensity)與碳排放密度(Carbon intensity)作為可量測、一致性且可驗證的(Measurable, Reportable

and Verifiable, MRV)指標。能源使用密度與碳排放密度之定義如下： year occupant kWh year m kWh EI 2 ₋ = − = year occupant CO kg year m CO kg CI 2e 2 e 2 − = − =

住宅類建築CO2排放量調查與推估模式分析研究

住宅類建築

住宅類建築

住宅類建築

住宅類建築 CO

2

排放量調查與推估模式

排放量調查與推估模式

排放量調查與推估模式

排放量調查與推估模式

分析研究

分析研究

分析研究

分析研究

內 政 部建 築研 究 所委 託研 究 報告

內 政 部建 築研 究 所委 託研 究 報告

內 政 部建 築研 究 所委 託研 究 報告

內 政 部建 築研 究 所委 託研 究 報告

中華民國

中華民國

中華民國

中華民國101年

年

年12月

年

月

月

月

住宅類建築

住宅類建築

住宅類建築

住宅類建築CO

2

排放量調查與推估模式

排放量調查與推估模式

排放量調查與推估模式

排放量調查與推估模式

分析研究

分析研究

分析研究

分析研究

受委託者

受委託者

受委託者

受委託者：

：

：財團法人台灣建築中心

：

財團法人台灣建築中心

財團法人台灣建築中心

財團法人台灣建築中心

研究主持人

研究主持人

研究主持人

研究主持人：

：

：林杰宏

：

林杰宏

林杰宏

林杰宏

協同主持人

協同主持人

協同主持人

協同主持人：

：

：曾俊達

：

曾俊達

曾俊達、

曾俊達

、

、李訓谷

、

李訓谷

李訓谷

李訓谷

研究助理

研究助理

研究助理

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

內政部建築研究所委託研究報告

第一節計畫緣起