[[alternative]]Localization oriented life cycle assessment model construction for DVD-R manufacturing

碩士[[abstract]]由於消費者環保意識提升，企業需兼顧綠色消費及國際環保法規，企業提供給消費者的環保條件和數據，已經由自發性的環境管理宣示演變成需要獲得公正第三者驗證的驗證性環境管理。 臺灣較晚導入生命週期評估的技術，本土化資料庫較為缺乏。因此，本研究方法先採用國外生命週期資料庫計算DVD-R光碟片對環境衝擊的特徵值，再選用國內外既有之電力資料庫進行特徵值比對，以此為本方法之基準，進而修正所需資料庫之係數而為本土化適用，以協助本國廠商在缺乏本土適用資料庫與盤查數據時，得到產品初步環境衝擊的預測值，並為因應國際生命週期或碳足跡之認證，提出相關作業程序之建議。 臺灣每年光碟片平均產量約為106.12億片，為全球市場佔有率最高的國家，隨著市場競爭激烈，在光碟片製造過程中，使用回收料已成光碟片產業降低成本的必要手段。因此，本研究以光碟片為實例，進行符合目前生產模式的光碟片生命週期評估研究。 本研究利用生命週期評估的概念、生命週期評估軟體GaBi及環境衝擊指標CML2001為評估模式，針對容量4.7G的DVD-R光碟片進行本土化導向的生命週期評估，研究範圍由原料開採生產、運輸、光碟片製造及廠內回收。 本研究生命週期評估本土化修正的建議步驟為 (1) 先引用國外資料庫計算環境衝擊；(2) 建立本土化相對比較係數，建立特徵化數值資料庫; (3) 修正為本土化資料庫; (4) 設立變數與情境。完成以上建議步驟後，進行平衡計算結果，可得本土化修正後之環境衝擊預測值。 經本土化修正後的計算結果分為四部分，以一片容量4.7G DVD-R光碟片為功能單位為基本，對環境衝擊的程度量化如下： (1) 資源使用部分: 耗用1.2049 Kg的水及8.0617 MJ的能源。 (2) 污染排放部分: 經過CML2001特徵化指標計算後，造成的全球暖化效應(GWP100 years)為0.53415 Kg CO2-Equiv.、酸化效應為0.00458 Kg SO2-Equiv.、優養化為0.00032 Kg Phosphate-Equiv.、臭氧層稀薄化為0.000003 Kg R11-Equiv.、光化學氧化效應為0.00064 Kg Ethene-Equiv.。 (3) 其他排出部份: 固體廢棄物0.00041 Kg、液體廢棄物0.00017Kg。 (4) 環境衝擊熱點：原料製造階段對環境衝擊較大，其次為光碟製造回收階段的能源消耗。電力的消耗對全球暖化效應及酸化有較顯著的衝擊。[[abstract]]As consumers raise the awareness of environmental protection, the enterprises seek for the most profitable approaches to comply with the international environmental regulations. Enterprises are required to provide consumers the environmental performance evaluation and declaration for their products by laws. To get the environmental performance verification by the third party is the most important issue for companies in Taiwan now. Since the life cycle assessment techniques is not well developed for Taiwan’s companies who usually are lack of inventory data for local implementation efficiently. In this research, the foreign life cycle databases, the German’s, are used to calculate the environmental impact of the DVD-R discs. By taking the German’s as the reference database, the existing databases of German’s and Taiwan’s power grid mix in the LCA software (GaBi4 Education) are compared to get the factors of the characteristic values. Finally, these factors are used as free parameters to adjust the other German’s databases to Taiwan’s databases for the DVD-R disc LCA process. Based on our study, the annual production of DVD-R is about 10.612 billion in average in Taiwan, which has the highest market share in the world. However, the market of the DVD-R is getting heavy competition, the price is heading lower. The DVD-R manufacturing processes, taking the closed loop recycling, has become a necessary means for reducing cost also lower impact to the environment. Our model is implemented by using the life cycle assessment software GaBi4 education and the characteristic indicator from CML2001. The memory capacity of a DVD-R blank disc is 4.7G. The scope of this research includes the following stages: the mining of raw materials, transportation, manufacturing, and the closed-loop recycling. Four steps are recommended to adjust the databases in the life cycle assessment software for local adaption. (1) Calculate the environmental impact by using the foreign databases. (2) Taking the original foreign databases as the reference, get the localized factors for characterization values. (3) Amend the foreign databases into localized databases. (4) Take the free parameters to control the different scenarios. The results in this research show that a 4.7G DVD-R could have following environmental impacts. (1) In the resources using section: Consumption of 1.2049 Kg of water and 8.0617 MJ of energy. (2) Pollution section: By converting into CML2001 characterization indicator, the result of global warming (GWP 100 years) is 0.53415 Kg CO2-Equiv., acidification effect is 0.00458 Kg SO2-Equiv., eutrophication is 0.00032 Kg Phosphate-Equiv., Ozone layer is 0.000003 Kg R11-Equiv., photochemical oxidation effect is 0.00064 Kg Ethene-Equiv. (3) Other discharges material: Solid waste 0.00041 Kg, liquid waste 0.00017Kg. (4) The environmental impact of hot spots: This study shows the processing of raw materials containing greater impact on the environment. Electricity usage has more significant effect on the global warming and acidification impact.[[tableofcontents]]目 次 謝 辭 I 中文摘要 II 英文摘要 IV 目 次 VI 表 目 錄 VIII 圖 目 錄 IX 第一章 緒 論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究範圍與限制 3 1.4 研究流程 4 1.5 論文架構 6 第二章 文獻探討 7 2.1 光碟片產業發展概況 7 2.1.1 光碟片市場需求 8 2.1.2 記錄型光碟片製造流程 9 2.2 生命週期評估 14 2.2.1 生命週期評估源起 15 2.2.2 生命週期評估定義 15 2.2.3 生命週期評估架構 16 2.2.4 生命週期評估之限制 29 2.3 產品第三類環境宣告 29 2.4 相關文獻回顧 34 2.4.1 文獻研究模式分類探討 34 2.4.2 國內文獻回顧 36 2.4.3 國外文獻回顧 41 第三章 研究方法與工具 44 3.1 研究架構 44 3.2 生命週期評估軟體 47 3.2.1 生命週期評估軟體特性 47 3.2.2 GaBi軟體簡介 49 3.2.3 GaBi軟體操作 51 3.3 生命週期衝擊評估模式 52 3.3.1 CML 2001 - Dec. 07 52 3.3.2 IPCC 2007溫暖化指標 55 第四章 DVD-R光碟裸片的生命週期評估 58 4.1 背景 58 4.2 生命週期研究目的與範圍界定 58 4.2.1 生命週期研究目的 58 4.2.2 生命週期範圍界定 59 4.3 盤查分析 60 4.3.1 運輸階段盤查 61 4.3.2 製造階段盤查 62 4.3.3 廠內回收階段盤查 64 4.4 GaBi軟體計算 65 4.4.1 盤查分析 65 4.4.2 生命週期衝擊評估－分類 69 4.4.3 生命週期衝擊評估－特徵化 69 4.4.4 衝擊結果分析 70 4.5 本土化修正 75 4.5.1 建立建議之本土化資料庫 78 4.5.2 設定變數與情境 80 4.5.3 本土化修正的環境衝擊結果 81 4.5.4 結果與討論 88 第五章 結論與建議 89 5.1 結論 89 5.2 研究建議 91 參考文獻 94 表 目 錄 表2-1 2006年至2008年全球光碟片產量及市場佔有率 7 表2-2 2007年與2008年全球光碟片市場需求量及產品別需求量 9 表2-3 不同種類之環境標誌及宣告 30 表2-4 瑞典鐵道的環境衝擊宣告 32 表2-5 國內生命週期評估及光碟片相關之文獻整理 36 表2-6 國外生命週期評估文獻整理 41 表3-1 簡要四種生命週期評估軟體的特性 47 表3-2 GaBi軟體功能項目 50 表3-3 CML 2001 - Dec. 07 的環境衝擊類別 53 表3-4 CML 2001 - Dec. 07衝擊指標－溫室氣體的值 54 表3-5 IPCC 2007衝擊指標－溫室氣體的值 55 表3-6 IPCC 2007衝擊指標－GWP 100-year 之特徵化因子 (1) 56 表3-7 IPCC 2007衝擊指標－GWP 100-year 之特徵化因子 (2) 56 表3-8 IPCC 2007衝擊指標－GWP 100-year 之特徵化因子 (3) 57 表4-1 DVD-R光碟裸片運輸階段盤查數據 62 表4-2 DVD-R光碟裸片製造階段盤查數據 63 表4-3 DVD-R光碟裸片回收階段盤查數據 64 表4-4 4.7G DVD-R光碟裸片衝擊評估結果－(採用德國資料庫) 70 表4-5 各項階段對環境的衝擊比例－(採用德國資料庫) 71 表4-6 各項投入對環境衝擊的比例－(採用德國資料庫) 73 表4-7 情境一 (德國) 與情境二 (臺灣) 環境衝擊程度 82 表4-8 各項階段對環境的衝擊比例－(本土化修正後) 83 表4-9 各項投入對環境衝擊的比例－(本土化修正後) 86 圖 目 錄 圖1-1 研究流程 5 圖2-1 2008年全球光碟片市場佔有率 7 圖2-2 2006年至2008年全球光碟片市場量 8 圖2-3 DVD-R裸片生產流程圖 10 圖2-4 DVD-R裸片製程及廠內回收製程生產流程圖 12 圖2-5 塑膠料的廠內回收作業 13 圖2-6 染料的廠內回收作業 13 圖2-7 洗邊液的廠內回收作業 14 圖2-8 貼合膠的廠內回收作業 14 圖2-9 產品生命週期評估 16 圖2-10 ISO 14040生命週期評估的架構與應用方向 17 圖2-11 ISO 14040：2006系列標準進版 17 圖2-12 系統邊界程序流程圖 19 圖2-13 光碟片生產及使用階段投入和產出簡圖 22 圖2-14 盤查分析的簡化流程圖 22 圖2-15 生命週期衝擊評估架構示意圖 23 圖2-16 SETAC生命週期衝擊評估分析架構 26 圖2-17 ISO生命週期衝擊評估階段之要項 27 圖2-18 EPSON印表機的產品環境衝擊宣告 31 圖2-19 賓士汽車的環境衝擊宣告 33 圖2-20 產品或產業個案生命週期評估研究模式 (1) 35 圖2-21 產品或產業個案生命週期評估研究模式 (2) 35 圖3-1 本研究生命週期評估研究模式 44 圖3-2 研究架構 46 圖3-3 GaBi軟體資料輸入流程圖 52 圖4-1 研究範圍 60 圖4-2 DVD-R製造盤查架構 61 圖4-3 價值流附帶資源使用流與環境負荷流關係圖 65 圖4-4 DVD-R光碟片製程關聯建置圖 68 圖4-5 DVD-R光碟裸片各項特徵化指標計算結果 69 圖4-6 各項階段對環境的衝擊比例－(採用德國資料庫) 72 圖4-7 各項投入對環境的衝擊比例－(採用德國資料庫) 74 圖4-8 本土化修正建議流程 76 圖4-9 各國每度電力環境衝擊比較 (以德國為基準) 77 圖4-10 修正之本土化聚碳酸酯資料庫 79 圖4-11 德國與臺灣情境變數設定 80 圖4-12 各項階段對環境的衝擊比例－(本土化修正後) 84 圖4-13 各項投入對環境的衝擊比例－(本土化修正後) 87[[note]]學號: 797620126, 學年度: 9