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論文基本資料
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目次
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研究生:
朱崇德
論文名稱:
瀝青混凝土產品階段碳排放之研究
論文名稱(外文):
The Study on Product-stage Carbon Emissions of Asphalt Concrete
指導教授:
林彥宇
指導教授(外文):
Yen-Yu Lin
口試委員:
陳建旭
、
夏明勝
、
廖敏志
、
蘇育民
、
林彥宇
口試日期:
2020-07-25
學位類別:
碩士
校院名稱:
國立高雄科技大學
系所名稱:
營建工程系
學門:
工程學門
學類:
土木工程學類
論文種類:
學術論文
論文出版年:
2020
畢業學年度:
108
語文別:
中文
論文頁數:
105
中文關鍵詞:
瀝青混凝土
、
碳排放量
、
產品階段
外文關鍵詞:
asphalt concrete
、
carbon emission
、
product stage
相關次數:
被引用:
3
點閱:920
評分:
下載:0
書目收藏:0
目前世界各國溫室氣體相關法令已趨完善,除要求高耗能產業等重要碳排放源每年進行溫室氣體申報及提出減量外,工程碳足跡管理概念亦陸續受重視。無論是排碳量評估或減碳策略的擬定,第一步皆須進行標的物的量化,而我國目前針對大宗營建材料的碳足跡資料(或稱排碳係數)已有多項材料建置完成(環保署),惟道路工程中最普遍之瀝青混凝土碳足跡資料仍未有定論,造成設計人員或決策者缺乏客觀之量化資料進行方案評估。本研究希望可掌握各類型瀝青混凝土產品中,造成碳排放的主要來源,則可有助於分析影響碳排放量多寡的因素和解決辦法,有利於未來鋪面相關工程,以有效降低溫室氣體之排放量。
本研究之評估範圍包含原料開採(A1)、運輸至拌合廠(A2)、拌合廠加工製造(A3)及送至施工地點(A4),透過瀝青混凝土供應商之實際原物料使用量、能資源使用量、產製數量等為活動數據之來源,輔以合理之碳排放係數,分析各類型瀝青混凝土之排碳量差異,並進行月度及年度分析,並探討各類型瀝青混凝土產品的碳排放量之高低及影響原因。
研究結果顯示產品階段碳排放量最高的為改質3/8” OGAC 為135.11KgCO2e/t,接續為3/8” OGAC 為127.83~129.12KgCO2e/t、3/4” CGAC 為120.42 KgCO2e/t、改質3/4”DGAC 為119.70KgCO2e/t、3/4” DGAC 為111.84~113.5 KgCO2e/t、BTB 為111.01KgCO2e/t,最後3/4” PAC 為106.98KgCO2e/t。影響產品階段碳排放量的主要原因為原料供應,使用改質瀝青所產生的排碳量較一般瀝青高約10%;使用水泥的產品所產生的排碳量高於使用石粉約7%。次要影響原因為原料運輸和產品運輸,排碳量取決於運輸的距離,碳排放量與運輸距離成正比。
Taiwan’s current carbon footprint data (or carbon emission factor) for bulk construction materials has been established (Environmental Protection Agency), but carbon footprint data of the most common material in road construction - asphalt concrete – has yet to be determined. It causes designers to or decision makers lack objective quantitative data to evaluate project alternatives. This study tried to grasp the main sources of carbon emissions in various types of asphalt concrete products, to analyze the factors that affect the amount of carbon emissions, which is beneficial to future pavement projects and effectively reduce greenhouse gas emissions.
The assessment scope of this study includes raw material mining (A1), transportation to the mixing plant (A2), processing and manufacturing of the mixing plant (A3) and delivery to the construction site (A4). Activity data included the actual raw material usage, energy resource usage, production volume from the asphalt concrete supplier. The activity data was then supplemented by reasonable carbon emission factors, to compute and analyze the difference in carbon emissions of various types of asphalt concrete. Monthly and annual analysis were then conducted, and explored the carbon emission of various types of asphalt concrete products.
The results showed that the asphalt concrete with highest product-stage carbon emissions at the product stage was modified 3/8” OGAC with 135.11KgCO2e/t, followed by 3/8” OGAC with 127.83~129.12KgCO2e/t, 3/4” CGAC with 120.42 KgCO2e/t, modified 3/4” DGAC with 119.70KgCO2e/t, 3/4” DGAC with 111.84~113.5 KgCO2e/t, BTB with 111.01KgCO2e/t, and 3/4” PAC with 106.98KgCO2e/t. The main reason that affects the carbon emissions at the product stage is the consumption of raw materials. The carbon emissions generated by using modified asphalt are about 10% higher than those of ordinary asphalt; the carbon emissions generated by products using cement are about 7% higher than those using stone powder. The secondary impact is the transportation of raw materials and products. The amount of carbon
emissions depends on the distance of transportation, and the amount of carbon emissions is proportional to the distance of transportation.
目錄
摘 要 I
A b s t r a c t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅱ
致謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅳ
目 錄 V
圖 目錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅷ
表 目 錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ⅸ
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 研究目的 2
1.4 研究範圍 2
第一章 文獻回顧 3
2.1 碳足跡 3
2.2 碳足跡用詞解釋及定義 4
2.2.1 用語及定義 4
2.2.2 溫室氣體排放量計算方式 5
2.2.3 活動數據蒐集 5
2.2.4 排放係數優先順序 6
2.2.5 碳排放量計算方法 6
2.3 產品類別規則(PCR) 7
2.3.1 EPD-PCR 7
2.3.2 台灣碳足跡產品類別規則(CFP-PCR) 7
2.3.3 基礎建設-道路 CFP-PCR 8
2.3.4 歐盟營建產品類別規則 9
2.3.5 NAPA 瀝青混凝土產品之系統邊界 10
2.4 鋪面工程排碳量評估 15
2.4.1 西濱快速公路新建工程之鋪面工程生命週期碳特性分析 15
2.4.2 透水性鋪面碳足跡計算系統建立 17
2.5 瀝青混凝土排碳量評估 20
2.5.1 瀝青廠碳足跡 20
2.5.2 多孔隙瀝青混凝土 23
2.5.3 溫拌瀝青混凝土 24
第三章 研究方法 26
3.1 研究流程 26
3.2 碳足跡評估系統邊界 27
3.2 功能單位 27
3.3 活動量數據分類 28
3.4 工程碳排放係數 29
3.4.1 碳排放係數 29
3.5 瀝青混凝土種類 30
第四章 瀝青混凝土碳足跡計算 32
4.1 原料供應 32
4.2 原料運輸到工廠 42
4.3 產品運輸到工地 52
4.4 廠內能資源使用 58
第五章 瀝青混凝土碳排放量分析 69
5.1 分析流程說明簡介 69
5.2 106 年各產品類別碳排放量 69
5.3 107 年各產品碳排放量 71
5.4 年度產品排碳量分析與討論 74
5.5 月度各產品類別碳排放量 80
5.6 每月產品排碳量分析與討論 94
第六章 結論與建議 100
6.1 結論 100
6.1.1 各瀝青產品每噸碳排放量 100
6.1.2 瀝青產品類別碳排放量佔比 101
6.1.3 各瀝青混凝土產品碳排放之差異分析 101
6.2 建議 102
參考文獻 104
圖目錄
圖 2.3.4-1 歐盟營建產品類別規則(EN15804, 2012) 10
圖 2.3.5-1 PCR 瀝青混凝土系統邊界(NAPA, 2016) 12
圖 2.4.2-1 碳足跡評估與建立流程圖(許凱鈞,2015) 19
圖 2.4.2-2 透水性鋪面碳足跡系統架構圖(許凱鈞,2015) 20
圖 2.5.1-2 瀝青廠的碳足跡(輕質燃料油) (Karjalainen, 2015) 22
圖 2.5.1-3 碳足跡組成分析(Karjalainen, 2015) 23
圖 2.5.2-1 多孔隙瀝青混凝土製品生命週期評估(本研究重繪) 24
圖 3-1 研究流程圖 26
圖 3.1-1 瀝青混凝土鋪面全生命週期(紅框範圍為本研究之系統邊界) 27
圖 3.3-1 本研究活動數據計算分析工項 28
圖 5.4.1-1 106 年各產品每噸碳排放量 75
圖 5.4.1-2 106 年各產品每噸碳排放量比較圖 76
圖 5.4.2-1 107 年各產品每噸碳排放量 77
圖 5.4.2-2 107 年各產品每噸碳排放量比較圖 79
圖 5.6-1 3/4” DGAC-1 各月每噸碳排放量 94
圖 5.6-2 3/4” DGAC-2 各月每噸碳排放量 95
圖 5.6-3 3/4” DGAC-3 各月每噸碳排放量 95
圖 5.6-4 改質 3/4” DGAC 各月每噸碳排放量 96
圖 5.6-5 3/8” OGAC-1 各月每噸碳排放量 96
圖 5.6-6 3/8” OGAC-2 各月每噸碳排放量 97
圖 5.6-7 改質 3/8” OGAC 各月每噸碳排放量 97
圖 5.6-8 BTB 各月每噸碳排放量 98
圖 5.6-9 3/4” CGAC 各月每噸碳排放量 98
表目錄
表 2.1-1 碳足跡四大層面 3
表 2.4.1-1 鋪面工程全生命週期排碳量(陳保展等,2018) 16
表 2.5.1-1 產品完整生命週期碳足跡總和(Karjalainen, 2015) 22
表 3.4.1-1 原料碳排放係數 29
表 3.4.1-2 運輸碳排放係數 30
表 3.4.1-3 能資源碳排放係數 30
表 4.1-1 3/4” PAC 配比(107) 32
表 4.1-2 3/4” DGAC -1 配比(107) 32
表 4.1-3 3/4” DGAC -2 配比(107) 33
表 4.1-4 3/4” DGAC -3 配比(107) 33
表 4.1-5 改質 3/4” DGAC 配比(107) 33
表 4.1-6 3/8” OGAC -1 配比(107) 34
表 4.1-7 3/8” OGAC -2 配比(107) 34
表 4.1-8 改質 3/8” OGAC 配比(107) 34
表 4.1-9 BTB 配比(107) 35
表 4.1-10 3/4” CGAC 配比 (107) 35
表 4.1-11 3/4” PAC 總碳排放量及每噸碳排放量(106) 36
表 4.1-12 3/4” DGAC-1 總碳排放量及每噸碳排放量(106) 36
表 4.1-13 3/4” DGAC-2 總碳排放量及每噸碳排放量(106) 36
表 4.1-14 改質 3/4” DGAC 總碳排放量及每噸碳排放量(106) 37
表 4.1-15 3/8” OGAC 總碳排放量及每噸碳排放量(106) 37
表 4.1-16 改質 3/8” OGAC 總碳排放量及每噸碳排放量(106) 37
表 4.1-17 3/4” CGAC 總碳排放量及每噸碳排放量(106) 38
表 4.1-18 3/4” PAC 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 38
表 4.1-19 3/4” DGAC-1 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 38
表 4.1-20 3/4” DGAC-2 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 39
表 4.1-21 3/4” DGAC-3 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 39
表 4.1-22 改質 3/4” DGAC 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 39
表 4.1-23 3/8” OGAC -1 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 40
表 4.1-24 3/8” OGAC -2 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 40
表 4.1-25 改質 3/8” OGAC 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 40
表 4.1-26 BTB 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 41
表 4.1-27 3/4” CGAC 總碳排放量及每噸碳排放量(107) 41
表 4.2-1 3/4” PAC 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(106) 43
表 4.2-2 3/4” DGAC -1 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(106) 43
表 4.2-3 3/4” DGAC -2 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(106) 44
表 4.2-4 改質 3/4” DGAC 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(106) 44
表 4.2-5 3/8” OGAC 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(106) 45
表 4.2-6 改質 3/8” OGAC 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(106) 45
表 4.2-7 CGAC 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(106) 46
表 4.2-8 3/4” PAC 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 46
表 4.2-9 3/4” DGAC -1 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 47
表 4.2-10 3/4” DGAC -2 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 47
表 4.2-11 3/4” DGAC -3 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 48
表 4.2-12 改質 3/4” DGAC 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 48
表 4.2-13 3/8” OGAC -1 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 49
表 4.2-14 3/8” OGAC -2 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 49
表 4.2-15 改質 3/8” OGAC 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 50
表 4.2-16 BTB 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 50
表 4.2-17 3/4” CGAC 運輸總碳排放量及每噸碳排放量(107) 51
表 4.3-1 3/4” PAC 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(106) 53
表 4.3-2 3/4” DGAC-1 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(106) 53
表 4.3-3 3/4” DGAC-2 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(106) 53
表 4.3-4 改質 3/4” DGAC 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(106) 54
表 4.3-5 3/8” OGAC 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(106) 54
表 4.3-6 改質 3/8” OGAC 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(106) 54
表 4.6.3-7 3/4” CGAC 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(106) 54
表 4.3-8 3/4” PAC 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(107) 55
表 4.3-9 3/4” DGAC -1 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(107) 55
表 4.3-10 3/4” DGAC -2 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(107) 55
表 4.3-11 3/4” DGAC -3 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(107) 56
表 4.3-12 改質 3/4” DGAC 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(107) ..56
表 4.3-13 3/8” OGAC-1 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(107) 56
表 4.3-14 3/8” OGAC-2 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(107) 56
表 4.3-15 改質 3/8” OGAC 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量(107) .57
表 4.3-16 BTB 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量 (107) 57
表 4.3-17 3/4” CGAC 運輸至工地之總碳排碳量及每噸碳排放量 (107) 57
表 4.4-1 106-107 年廠內每月份用電量蒐集表 59
表 4.4-2 106 年度各產品每噸電力碳排放量 60
表 4.4-3 107 年度各產品每噸電力碳排放量 60
表 4.4-4 106-107 年廠內每月份燃料油量蒐集表 62
表 4.4-5 106 年度各產品每噸燃料碳排放量 64
表 4.4-6 107 年度各產品每噸燃料碳排放量 64
表 4.4-7 106-107 年廠內每月份月柴油量蒐集表 66
表 4.4-8 106 年度產品每噸之柴油碳排放量 68
表 4.4-9 107 年度產品每噸之柴油碳排放量 68
表 5.2-1 3/4” PAC 排碳量 69
表 5.2-2 3/4” DGAC-1 排碳量 69
表 5.2-3 3/4” DGAC-2 排碳量 70
表 5.2-4 改質 3/4” DGAC 排碳量 70
表 5.2-5 3/8” OGAC 排碳量 70
表 5.2-6 改質 3/8” OGAC 排碳量 70
表 5.2-7 3/4” CGAC 排碳量 71
表 5.3-1 3/4” PAC 排碳量 71
表 5.3-2 3/4” DGAC-1 排碳量 71
表 5.3-3 3/4” DGAC-2 排碳量 72
表 5.3-4 3/4” DGAC-3 排碳量 72
表 5.3-5 改質 3/4” DGAC 排碳量 72
表 5.3-6 3/8” OGAC-1 排碳量 73
表 5.3-7 3/8” OGAC-2 排碳量 73
表 5.3-8 改質 3/8” OGAC 排碳量 73
表 5.3-9 BTB 排碳量 73
表 5.3-10 3/4”CGAC 排碳量 74
表 5.4.1-1 106 年各產品每噸碳排放量 75
表 5.4.2-1 107 年各產品每噸碳排放量 78
表 5.5-1 3/4” DGAC-1 各月每噸碳排放量 80
表 5.5-2 3/4” DGAC-1 每噸碳排放量 82
表 5.5-3 3/4” DGAC-2 各月每噸碳排放量 82
表 5.5-4 3/4” DGAC-2 每噸碳排放量 83
表 5.5-5 3/4” DGAC-3 各月每噸碳排放量 84
表 5.5-6 3/4” DGAC-3 每噸碳排放量 85
表 5.5-7 改質 3/4” DGAC 各月每噸碳排放量 85
表 5.5-8 改質 3/4” DGAC 每噸碳排放量 87
表 5.5-9 3/8” OGAC-1 各月每噸碳排放量 87
表 5.5-10 3/8” OGAC-1 每噸碳排放量 88
表 5.5-11 3/8” OGAC-2 各月每噸碳排放量 88
表 5.5-12 3/8” OGAC-2 每噸碳排放量 88
表 5.5-13 改質 3/8” OGAC 各月每噸碳排放量 89
表 5.5-14 改質 3/8” OGAC 每噸碳排放量 91
表 5.5-15 BTB 各月每噸碳排放量 91
表 5.5-16 BTB 每噸碳排放量 92
表 5.5-17 3/4” CGAC 各月每噸碳排放量 92
表 5.5-18 3/4” CGAC 每噸碳排放量 93
表 5.6-1 2018 年台灣各氣象站之降雨量 99
1.許凱鈞,透水性鋪面碳足跡系統建置之研擬,國立中央大學土木工程學系碩 士論文,2015。
2.陳保展,羅國峯,林彥宇,許珮蒨,王寧沂,西濱快速公路八棟寮至九塊厝 新建工程之鋪面工程生命週期排碳特性分析,中華鋪面學刊,2018。
3.財團法人中華鋪面工程學會,英漢鋪面工程名詞彙整,2004。
4.產品碳足跡計算服務平台
https://cfpcalculate.tw/cfpc/WebPage/LoginPage.aspx 5.行政院環境保護署-台灣產品碳足跡
https://cfp.epa.gov.tw/carbon/ezCFM/Function/PlatformInfo/FLConcept/FLFootI ntroduction.aspx
6.環保署,基礎建設-道路(Infrastructure-Road),碳足跡產品類別規則,2017
7.環保署,基礎建設-橋樑(Infrastructure-Bridge)碳足跡產品類別規則,2017
8.環保署,基礎建設-公路隧道(Infrastructure-Highway Tunnel)碳足跡產品類 別規則,2017
9.Anthonissen, J., J. Braet, Wim Van Den Bergh, “Life cycle assessment of bituminous pavements produced at various temperatures in the Belgium context,” Transportation Research Part D, pp 306-317, 2015
10.Yu, B., and Q. Lu, “Life cycle assessment of pavement: Methodology and case study,” Transportation Research Part D, pp 380-388, 2012.
11.Joonas Karjalainen, Asphalt Plant Carbon footprint, Master Thesis, 2015.
12.NAPA, Product Category Rules (PCR) For Asphalt Mixtures, 2017
13.EPD, HIGHWAYS, STREETS AND ROADS (EXCEPT ELEVATED HIGHWAYS) PRODUCT CATEGORY CLASSIFICATION: UN CPC 53211, 2013
14.EPD, ASPHALT MIXTURES PRODUCT CATEGORY CLASSIFICATION: UN CPC 1533 & 3794, 2018
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網際網路公開日期:20250909
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