臺北科技大學環境工程與管理研究所學位論文
國立臺北科技大學,正常發行
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產品服務化系統(Product Service Systems, PSS)藉由產品所提供之服務或功能取代擁有產品，減少了產品原物料之使用與開發，降低環境衝擊，減少生產成本，進而增加企業獲利。然而企業該如何去評估產品是否可以發展成PSS模式？此為本研究欲研究與探討之課題，首先透過文獻分析法，從已經成功地實施PSS案例中，初擬產品服務化系統之影響因子架構；第二部分則透過模糊德爾菲法(Fuzzy Delphi Method, FDM)專家問卷確認其因子，建構涵蓋產品與組織層面之評估架構；第三部分利用模糊分析層級程序法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process, FAHP)專家問卷量化各因子之權重值，將架構分成產品與組織兩大層面進行探討，產品層面下的經濟面權重值(0.678)大於環境面(0.201)與社會面(0.121)三倍之多，組織層面下之管理能力比重為0.660，外在因素比重0.340；最後透過簡易加權法（Simple Additive Weighting, SAW）實施個案研究，依照問卷填答之區間將二維圖分為十六等分，X軸代表產品層面(P)，Y軸代表組織層面(O)，利用「＋」與「－」分別代表適合與不適合使用產品服務化系統。利用兩家不同企業之產品實際測試工具之實用性與合適性，得出兩項產品皆位於(P+,O+)，代表個案一與個案二皆適合實施產品服務化系統，同時透過此套工具修正個案尚未完整之準則，提供企業一套評估產品是否適合推行產品服務化系統與推行市場前之自我評估工具。而此工具也可以隨著各產業別之特性，由企業內部自行增減各項因子與其權重值，強化此評估架構之應用性。
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物質流分析（Material Flow Analysis, MFA）主要為瞭解某一物質在環境生態系統中之流布，可在有限之財物力支援下，建立所含物質量之資料庫，並清楚瞭解物質如何經由製造過程產生不同之宿命，有助於資源管理決策者清楚且明確地了解物質在系統間之流動情況，協助決策者評選出進行最佳管理策略決擇與資源合理調配。台灣液晶面板產值市場佔有率達全球44.2%以上，相對廢棄面板數量於台灣更相對棘手，本研究以物質流分析方法，針對2007年台灣LCD面板，包含裸面板與貯存於應用產品中之面板及其中具資源化潛力之組成分進行流佈調查與推估。根據本研究親自拜訪行政院環保署、台灣財政部關稅總局(Directorate General of Customs)、台灣LCD面板製造、應用產品組裝及銷售及廢LCD清除機構之流佈調查分析顯示，2007年台灣LCD面板之進口量為5,462 公噸，出口量為271,743 公噸，台灣經濟體內之LCD 2007年總營業量為7,416 公噸，換算面板中具回收潛力成分重量分別為玻璃17,666.6 公噸、塑膠3,013.7 公噸、液晶27公噸/ry、銦錫氧化物(ITO)39.5 公噸；依使用年限(lifespan)推估2007年由經濟體使用者端排出之應用產品內含LCD面板超過2000公噸，其中僅12.4公噸進入台灣電子電機回收系統，其餘為流向不明或於使用者家中貯存；經台灣面板廠排出之廢液晶面板不良品達6971.6公噸，與回收體系拆解後排出之廢棄面板皆為掩埋處置，換算回收潛力成分則分別包括玻璃6,721.3公噸、塑膠1,146.6公噸、液晶10.2公噸、ITO 15 公噸，若能有效將台灣LCD面板回收處理後取得前述可資源化資源，除可大幅減低掩埋場地消耗外，亦可大幅減緩資源枯竭速度，有效減輕環境負擔。
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本研究係針對北部空品區之某市石化業，採實驗室模擬現場儲槽之主要設備元件量測VOCs洩漏排放率，以及選擇一家具代表性污染源（甲工廠）進行實場VOCs洩漏排放率量測，將兩者所得之結果相互比對驗證並擬定相關管制方案，瞭解製程中設備元件（閥與法蘭）VOCs洩漏逸散之本土化排放係數。 由本研究結果發現，設備元件(閥)在流動系統質量流率試驗方面，監測無鉛汽油（92、95及98）、苯、甲苯、二甲苯及乙苯等七種物料在不同質量流率的條件下，其設備元件(球閥)逐時逸散濃度之關係，結果均顯示設備元件洩漏濃度會隨質量流率增加而改變。其對於無鉛汽油等七種屬性類似的VOCs，閥元件的本土化洩漏排放係數建議值為：在物料流動下約為7.1×10-4~7.6×10-4(-)，此值與閥的尺寸無關，但與開度有關，當開度愈大時，排放係數會較小，而在物料非流動下則為1.8×10-5(1/hr)。另於法蘭元件的本土化VOCs洩漏排放係數建議值為：在物料流動下約為2.1×10-2(-)，而在物料非流動下則為3.0×10-5(1/hr)。 因此，若以全市約使用4,000個閥件及7,000個法蘭，則該兩種設備元件所洩漏逸散的VOCs最大量約19.63噸/年，最小量約2.15噸/年，平均每年約9.92噸。由本研究結果可知，國內現行的VOCs管制工作偏重於管道排放之清查，致使業者常因管道濃度符合法規而疏忽因逸散的管制工作，由於其他設備元件(如泵浦、壓縮機、取樣接頭系統等)仍無本土化排放係數。故建議妥善的VOCs管制工作，地方政府仍宜再加強並落實管件洩漏的管制與查核措施。
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企業社會責任(Corporate Social Responsibility, CSR)已被視為是企業邁向永續經營的關鍵，更開始將CSR視為是一種策略，為策略性企業社會責任(Strategic Corporate Social Responsibility, SCSR)，來做為強化公司競爭優勢的法則。然而，CSR牽涉層面廣泛且複雜，如缺乏系統化之決策評估模式，企業將無法研擬最適公司優先執行的關鍵策略，遑論永續經營之競爭優勢。 故本研究主要目的為建構系統化的決策模式，協助企業研擬優先執行之CSR策略。首先，本研究將透過文獻蒐集與彙整，擬定11項策略性企業社會責任之考量因素，涵括：競爭優勢、企業發展、企業形象、綠化供應鏈、市場及產品差異化、降低環境足跡、員工福利、股東效益、降低經營風險、回應利害關係人訴求及社區福祉等。進而利用決策實驗室法(Decision making trial and evaluation laboratory, DEMATEL)建構出各因素間之關聯性，得以了解企業於評估SCSR考量過程中，對各個因素的偏重程度。據此，作為分析網絡程序法(Analytic Network Process, ANP)之相依關係基礎，結合專家問卷，制定不同因素間之權重值，建構系統化之決策模式架構。最後，輔以實證分析，協助一家電子公司導入本決策架構，研擬最優先執行之CSR策略。針對最佳CSR策略方案選擇過程，「環保與節能」(0.598)成為該案例公司最優先採用之策略性的企業社會責任方案。此結果不僅協助企業了解CSR策略決策過程的考量關鍵層面，並且讓決策者可以透過系統化決策模式，鑑別最適企業優先執行之最佳策略，得以有效提升決策效率，維持永續競爭優勢。
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本研究主要分三大部分，分別為 (1) 開發室內室外空氣品質無線監測網路系統 (Indoor and Outdoor Air Quality Wireless Monitoring Network, AQWMN) (2)修正室內空氣品質指標系統 (Indoor Air Quality Index system, IAQI system) 及(3)結合室內外空氣品質無線監測系統與室內空氣品質指標建立「室內室外空氣品質無線監測暨動態指標系統 (Indoor and Outdoor Air Quality Wireless Monitoring Network and Dynamic Air Quality Index System)」。 所開發之系統應用於台北縣板橋某社區作為案例應用，採用 ZigBee無線傳輸技術，整合氣體感測器（二氧化碳、一氧化碳、臭氧、溫度及濕度）、無線傳輸、I/O模組及監測軟體等於系統中，系統驗證方式包含實驗室比對測試、現場比對測試及校正分析其準確度，並提出室內外空氣品質無線監測系統設置、系統設備維護及標準校正程序，以利後續無線監測系統操作及維護。 本研究訂定之室內空氣品質指標系統，污染物項目包括：懸浮微粒 (PM10)、懸浮微粒 (PM2.5)、二氧化碳 (CO2)、一氧化碳 (CO)、臭氧 (O3)、甲醛 (HCHO)、揮發性有機污染物 (VOCs)、總細菌 (Bacteria) 及總真菌 (Fungi)等9項，各室內空氣污染物之IAQI指標分界訂定方式，以我國室內空氣品質建議值為基準，輔以參考相關流行病學研究報告、考量國內外室內空氣品質特性、國內外標準，定義IAQI指標系統分界及分界濃度限值，並以我國室內空氣品質第一類場所 (敏感族群) 建議值濃度標準訂於IAQI指標系統值100，第二類場所 (一般族群) 建議值濃度標準訂於IAQI指標系統值150。 研究結果顯示，固定式氣體感測器部分以CO2 、CO及溫濕度穩定性及準確度較佳，其他污染物在價位或準確性上較不可行。室內室外空氣品質指標試算結果，短期應用之指標計算方式採每小時平均濃度值，指標值有高估現象，但指標之應用仍為保守之估計，短期及長期應用皆以地下停車場之污染情形較嚴重，室內休閒中心次之，廣場之空氣品質皆符合標準。 整合無線監測網路系統，運用無線監測系統進行快速診斷，以「室內空氣品質指標」系統進行快速評估，可立即提供室內外環境空氣品質即時資訊使室內人員了解目前暴露室內空氣污染物之健康風險，同時提供敏感族群之風險暴露警示，減少敏感族群暴露於有害室內空氣污染物，其應用結果可提供民眾做出防護措施亦可作為未來國內之室內空氣品質管制措施參考。
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本研究採用整體質量平衡法（Overall Mass Balance, OMB）與統計學之算術平均分析（Arithmetic Analysis）與迴歸分析（Regression Analysis）方法推求各行業製程之本土化之再利用事業廢棄物其再利用率（Reuse Ratio）和事業廢棄物產出因子（Discharge Factor, DF），同時採用整體質量平衡法與物質流分析（Material Flow Analysis, MFA）探討物質流分析應用於再利用率及產出因子之可行性，期望能將已建立之再利用率及DF實際應用於查核管制上，以作為預先查核業者廢棄物申報資料與現場查核之工具，有效達到事業廢棄物管理目標。 本研究針對2種再利用事業廢棄物推估5個製程共計推估12個再利用率及16個廢棄物產出因子。由研究結果發現『無機性汙泥』（D-0902）廢棄物之再利用於產品卜特蘭水泥之再利用率為100%，產品為紅磚之再利用率亦為100%；至於利用『廢鹼液』（廢液pH值大(等)於12.5（C-0201）、固體廢棄物之溶液pH值大(等)於12.5（C-0204）及非有害廢鹼（D-1502））時，並不依附於產品的成份中，其在製程中是持續循環再使用，故回收作為錫熔製製造程序可視其再利用率為100%，回收作為鋁擠型製造程序再利用率為87.5%，回收作為粉末冶金程序可視其整體再利用率為92.7%。本研究另推估45個非再利用之事業廢棄物DF，其中R2≧0.9以上的DF有39個（佔總推估DF數的87％），顯示本研究DF與參數（因子）間之線性相關性相當高。R2＜0.7者則有1個DF（焚化爐飛灰(屬一般事業廢棄物者)（D-1001）），需再重新檢視其整體質量平衡與廢棄物產出量相關連之原物料、產品項目或增加有效樣本數，並且再進行重新推估其DF。
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本研究旨在探討掃街作用對周界懸浮微粒之逐時變化及削減效率對空氣品質之改善成效，配合理論分析以及實場掃街作業對周界之懸浮微粒及路面街塵的削減率來進行評估。此外，為探討影響掃作業成效之因子為何，亦針對掃街作業其他相關影響因子來進行研究。 本研究所選取之街道為某市主要的10條重點道路，其平均車流量約為43.6 pcu/min，塵土、坋土含量分別在1.9 ~ 9.0 g/m2及0.5 ~ 1.6 g/m2；掃街車之操作條件：掃帚轉速為50 rpm/min、掃帚角度為45°；掃街車以時速5 ~ 8 km/hr進行洗掃，掃街範圍為道路之慢車道。PM10監測時間為掃街作業前20分鐘開始監測，待掃街過後持續監測至1小時，路面塵土及坋土採樣則為掃街作業前後進行之。 研究結果發現，在進行掃街作業時PM10之動態變化的部分，因機具施作特性造成街塵之再揚起，街塵與道路表面間附著力降低，使PM10濃度瞬間暫時性增高，而在經過4~6分鐘之回復時間（Time of Response，tr）後可以逐漸回復至掃街前之水準，且風速與回復時間有密切的關係（R2=0.8131）。且良好的掃街作業對街道周界之PM10及路面塵/坋土皆具有正面的削減效率（ηp、ηd及ηs）其中ηs與ηp具有一定之相關性（其R2值為0.2988）。
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生飛灰經連續式酸解之前，若經有害事業廢棄物標準認定，屬有害事業廢棄物，其處置與再利用性用途皆受到限制，若經連續式酸解處理後，有害飛灰(反應生成灰)成為無害化的物質，焚化飛灰(反應生成灰)便開創了再利用的新機。 本研究除了每個月進行北部某焚化廠灰渣特性分析以評估其無害化條件之外，並同時利用連續式酸解法（屬於酸洗法），以實驗室規模的設備搭配各種實驗條件（如反應停留時間，酸解液濃度等）的選擇下，並利用強酸酸解造成溫度上升，克服飛灰(反應生成灰)傳輸阻力的瓶頸，其能同時削減飛灰中重金屬，使其重金屬溶出量（以鉛為主）及破壞戴奧辛結構，使其皆合乎法規標準，並同時控制飛灰中氯離子含量，降低飛灰(反應生成灰)的有害性，使其無害化。 依目前研究實驗結果分析，對於經連續式酸解處理後，焚化飛灰有害物質及氯離子之含量及削減成效方面可獲知下列重要結論： 1. 反應生成灰重金屬鉛TCLP溶出值經連續式酸解後會產生明顯的下降，並符合法規標準（5 mg/L）。另外鉛全含量與鉛TCLP相比可得知鉛溶出率，經由連續式酸解處理之反應生成灰鉛溶出率也呈現大幅下降的趨勢，顯示連續式酸解處理對於鉛重金屬的去除有相當不錯的效果。 2. 相較於氯全含量，經連續式處理之反應生成灰水溶性氯離子會有更高的削減成效，約在72.79％~88.26％，增加酸解液濃度對於其削減成效有較好的效果。 3. 當連續式酸解處理使用酸解液10.0M硝酸+11.4M硫酸、固液比1：10、溫度25℃及水力停留時間20分鐘時，戴奧辛含量為0.0956（ng-I-TEQ/gdw），符合戴奧辛管制標準0.1（ng-I-TEQ/gdw）），此結果顯示採用連續式酸解法對於飛灰(反應生成灰)有害物質戴奧辛可以有效去除且符合再利用法規標準。
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台灣地區垃圾處理方式以焚化處理為主要處理技術，垃圾焚化後之灰渣會產生二次污染等公害問題，是以本研究擬利用微波輔助酸解方式處理焚化飛灰，若能降低飛灰中重金屬含量與破壞Dioxin之結構，則可進一步探討後續資源化之方案。 本研究根據實驗結果可獲知當混合酸的濃度愈大時，微波酸解的削減成效愈佳，以Dioxin為例，當添加酸液濃度為H2SO4(17.8M)+ HNO3(15.6M)時，對Dioxin之破壞去除成效均可達95%以上，當混合酸濃度降低至約10.0M時，或消化時間減少時，則其削減成效可能降至80%左右。而添加酸液濃度為影響微波酸解處理飛灰中Pb-TCLP溶出量之主要因子。飛灰在微波酸解處理時，不是純由化學反應主宰整個(Overall)Dioxin削減成效。輔以學理基礎可知飛灰中Dioxin的形成或凝聚會隨著顆粒成長而增加，顆粒的整體效應(包括孔隙大小與曲度等)會使Dioxin的強酸破壞分解反應削弱。
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本研究探討政府在推動油氣雙燃料車補助措施執行之經濟效益與減量效益。本研究發現，由於民眾申請新購或換購低污染車輛之補助，還須自行負擔部份改裝費用，影響民眾意願。另氣價應隨油價調整，應維持一定比例之價差，但就目前實際現況來看，液化石油氣與汽油之價差已大幅縮小，讓民眾選用油氣雙燃料車之誘因已不高。本研究之經濟效益分析來看，使用油氣雙燃料車較汽油車每年可節省43,992元，換算成汽油燃料，每年可節省約1,516公升之95無鉛氣油燃料之使用。面對國際油價高漲，推動油氣雙燃料車可促使全國計程車改裝為油氣雙燃料車，不僅可節省燃料費，更可達到分散能源使用、減少環境污染等效益。 因此，本研究建議鼓勵原車廠引進原廠設計之液化石油氣燃料車並提供後續保修及保固之服務，藉以提升液化石油氣燃料車之使用率。並建議由地方政府研擬液化石油氣加氣站設置補助辦法，鼓勵現有之加油站、瓦斯分裝場兼營加氣站，提高便利性，才能提升駕駛人改裝意願。另外，在人口居住密集都會區，建議針對油氣雙燃料車、生質柴油車輛、油電混合車輛或電動車輛等，提供路邊停車免費或半價之誘因，提升民眾使用低污染環保車輛之意願。