鋼鐵業碳足跡計算方法論
——含退換貨與庫存週期之完整核算框架
本文件提供鋼鐵供應鏈全生命週期碳排放核算的標準化方法，涵蓋生產製程、物流運輸、庫存儲存、退換貨逆向物流等各環節， 並符合 GHG Protocol、ISO 14064、ISO 14067 及 EN 15804 國際標準。
鋼鐵業是全球工業碳排放的最大來源之一，佔全球 CO₂ 總排放量約 7–9%。隨著 ESG 法規趨嚴及碳邊境調整機制（CBAM）上路， 企業必須建立精確、可稽核的碳足跡計算體系。本白皮書由 eMetals AI 制定，提出一套適用於金屬現貨交易場景的碳核算框架， 特別針對三項常被忽略的排放源進行量化：退貨逆向物流、換貨雙向物流、以及倉庫庫存持有期間的設備能耗排放。 所有公式均標示排放因子來源，並提供實際計算範例，以利平台用戶進行即時碳成本估算與採購決策。
範疇定義與核算邊界
依據 GHG Protocol 企業核算與報告標準，碳排放分為三個範疇（Scope），鋼鐵交易平台的核算應涵蓋以下範圍：
1.1 功能單位（Functional Unit）
本框架採用 每公噸鋼材完成一次完整交易（含交貨至客戶指定地點）作為功能單位，單位記為 kg CO₂e / tonne。退換貨與庫存週期的額外排放以「事件增量」方式疊加至基礎功能單位上。
1.2 系統邊界
原料開採（鐵礦石、廢鋼）→ 煉鐵 / 電弧爐 → 鋼胚軋延 → 表面處理（酸洗、鍍鋅、塗裝）
廠商倉庫 → 平台倉庫 → 客戶現場的物流排放；倉庫裝卸作業排放
金屬材料存放於倉儲設施期間，因設施能耗產生的間接排放
退貨回收物流；換貨雙向運輸；報廢鋼材回收再熔
生產製程碳足跡
鋼鐵生產分為兩大路徑：高爐—氧氣轉爐法（BF-BOF，使用鐵礦石）與電弧爐法（EAF，使用廢鋼）。兩者碳強度差異顯著， 平台須依供應商製程類型套用對應排放因子。
2.1 基礎生產排放公式
某台灣供應商採用 BF-BOF 製程，出售 50 噸熱軋鋼捲（EF = 1,950 kg CO₂e/t）：
E_prod = 50 t × 1,950 kg CO₂e/t = 97,500 kg CO₂e = 97.5 tCO₂e→ 生產階段碳足跡：97.5 公噸 CO₂e
2.2 電弧爐電力碳排放修正
| 製程路徑 | 主要原料 | 排放因子範圍（kg CO₂e/t） | 典型產品 | 數據來源 |
|---|---|---|---|---|
| BF-BOF 高爐轉爐 | 鐵礦石 + 焦炭 | 1,800–2,100 | 熱軋、冷軋、線材 | WSA 2024 |
| EAF 電弧爐（台灣電網） | 廢鋼 + 電力 | 550–750 | 型鋼、棒鋼、螺紋鋼 | WSA + Taipower |
| EAF 電弧爐（再生能源 100%） | 廢鋼 + 綠電 | 100–200 | 綠色鋼材認證 | ResponsibleSteel |
| 不鏽鋼 AOD 製程 | 廢鋼 + 鎳/鉻 | 2,900–3,400 | 304/316 不鏽鋼板 | ISSF 2023 |
| 鋁合金（一次鋁） | 氧化鋁 + 電解 | 11,500–15,000 | 鋁板、鋁擠型 | IAI 2024 |
物流運輸排放計算
物流運輸為鋼鐵供應鏈 Scope 3 排放的主要組成，依運輸模式、距離、載重與載貨率計算。 eMetals AI 平台整合運輸路徑資料，可自動推算各訂單的物流碳排放。
3.1 標準物流排放公式（GLEC Framework）
從高雄港運送 100 噸鋼板至台中工業區，使用 40 噸公路大貨車（3 趟次），距離 180 km，載貨率 0.85：
E_trans = 100 t × 180 km × 0.040 kg CO₂e/t·km ÷ 0.85 E_trans = 720 ÷ 0.85 = 847 kg CO₂e ≈ 0.847 tCO₂e→ 物流排放：0.847 公噸 CO₂e（佔比約 0.87% of 生產排放）
3.2 海運跨境補充修正
庫存持有期間碳排放
鋼材庫存期間雖為靜態，但倉儲設施的能耗（照明、通風、設備待機、防銹油氣候控制）以及裝卸作業會產生持續排放。 此為業界常忽略但在 ISO 14067 規範下必須納入核算的排放源。
ISO 14067:2018 第 6.3.4 條明確規定：若產品在生命週期中有明確的儲存階段（如倉庫持有），其能耗排放必須按實際儲存天數計入產品碳足跡。平台應記錄每筆訂單的入庫日與出庫日。
4.1 庫存期間排放公式
某倉庫年耗電 480,000 kWh，最大容量 5,000 噸，台灣電網 GEF = 0.495 kg CO₂e/kWh。
一批 200 噸不鏽鋼板入庫，庫存 45 天後出貨：
→ 庫存排放：11.7 kg CO₂e（屬 Scope 2 排放）
4.2 倉儲碳成本週轉率分析
為協助採購決策，eMetals AI 另提供庫存碳週轉率（Carbon Inventory Turnover）指標， 用於評估長期持貨的隱性碳成本：
當庫存週期超過 90 天，建議對比再訂貨成本與碳持有成本之和，以決定是否啟動庫存清倉。eMetals AI 平台將自動於庫存第 60 天發出碳預警通知。
退貨碳排放計算
退貨（Return）發生時，商品從客戶端逆向流回供應商或倉庫，產生額外的逆向物流排放，並可能導致重新入庫的庫存排放週期。 依 GHG Protocol Scope 3 Category 9（Downstream Transportation）及 Category 12（End-of-Life Treatment），退貨排放應完整揭露。
5.1 退貨逆向物流排放公式
客戶退回 10 噸冷軋鋼捲（規格不符），從台北客戶廠退至桃園倉庫，距離 48 km，用 20 噸貨車，載貨率 0.40。 檢驗後品質合格，重新入庫 30 天後再售出。
E_R_trans = 10 × 48 × 0.062 ÷ 0.40 = 74.4 kg CO₂e E_R_inspect = 10 × 0.0008 = 0.008 kg CO₂e E_R_restock = 10 × 30 × 0.00130 = 0.39 kg CO₂e E_return = 74.4 + 0.008 + 0.39 = 74.8 kg CO₂e→ 退貨總碳排放：74.8 kg CO₂e（逆向物流佔 99.5%）
💡 相較正向配送 10t × 48km × 0.062 ÷ 0.85 = 34.9 kg CO₂e，退貨碳排放為正向的 2.14 倍，主因為低載貨率。
5.2 退貨碳排放責任歸屬
| 退貨原因 | 責任方 | GHG Protocol 歸屬 | 建議處理方式 |
|---|---|---|---|
| 客戶訂單錯誤 | 買方 | Buyer Scope 3 Cat.9 | 退貨排放計入買方 |
| 規格不符（出貨錯誤） | 賣方 | Seller Scope 3 Cat.12 | 退貨排放計入賣方 |
| 品質瑕疵 | 供應商 | Supplier Scope 1/2 | 計入供應商 PCF |
| 市場退貨（不需說明） | 協商分攤 | 雙方各 50% | 平台依合約條款分配 |
換貨碳排放計算
換貨（Exchange / Replacement）涉及雙向物流：舊品從客戶端回收，同時新品從倉庫配送給客戶。 相較純退貨，換貨還包含新品的生產（若為新製品）或再揀貨的能耗，碳排放結構更複雜。
6.1 換貨總碳排放公式
客戶收到 Q235 鋼板 20 噸，要求換成 Q345 高強度鋼板 20 噸（規格升等）。 倉庫至客戶距離 120 km，使用 40 噸貨車，正向 LF=0.85，逆向 LF=0.45。 Q235 EF=1,820, Q345 EF=1,950 kg CO₂e/t。
E_EX_pickup = 20 × 120 × 0.040 ÷ 0.45 = 213.3 kg CO₂e E_EX_redeliver = 20 × 120 × 0.040 ÷ 0.85 = 112.9 kg CO₂e E_EX_picking = 20 × 0.0015 = 0.03 kg CO₂e E_EX_prod_delta = 20 × (1,950 – 1,820) = 20 × 130 = 2,600 kg CO₂e E_exchange = 213.3 + 112.9 + 0.03 + 2,600 = 2,926.2 kg CO₂e→ 換貨總碳排放：2,926 kg CO₂e（產品升規差異佔主要部份 88.8%）
6.2 換貨淨額碳衝擊計算
全週期碳足跡彙總模型
整合前六節所有排放組成，eMetals AI 提出完整的鋼材交易生命週期碳足跡彙總公式（LCFE）， 適用於單一訂單、退換貨事件及年度供應鏈報告。
7.1 典型鋼材交易碳足跡結構
| 排放組成 | 佔比（一般訂單） | 佔比（含退換貨） | 公式 | 歸屬範疇 |
|---|---|---|---|---|
| 生產製程排放 | 92–95% | 78–85% | §2.1 | Scope 3 Cat.1 |
| 正向物流排放 | 3–6% | 2–5% | §3.1 | Scope 3 Cat.4 |
| 倉儲持有排放 | 0.1–0.5% | 0.1–0.4% | §4.1 | Scope 2 |
| 退貨逆向物流 | — | 3–8% | §5.1 | Scope 3 Cat.9 |
| 換貨雙向物流 | — | 4–12% | §6.1 | Scope 3 Cat.9 |
| 廢鋼回收信用 | — | -15 ~ -25% | §6.2 | 負值抵減 |
eMetals AI 平台支援 即時 LCFE 計算：當訂單建立時自動計算 E_prod + E_trans_fwd；當入庫後每日自動累計 E_store；當退換貨申請提交時觸發 E_return / E_exchange 試算，並於結帳頁面顯示完整碳足跡報告。
排放因子參考表
以下排放因子由 eMetals AI 碳管理研究部彙整，每季更新一次，並於平台 API 開放查詢。
8.1 主要鋼材生產排放因子
| 材料品種 | 製程 | EF（kg CO₂e/t） | 不確定度 | 數據年份 | 來源 |
|---|---|---|---|---|---|
| 熱軋板捲 | BF-BOF | 1,900 | ±8% | 2024 | WSA |
| 冷軋板捲 | BF-BOF | 2,050 | ±8% | 2024 | WSA |
| 鍍鋅鋼板（GI） | BF-BOF+鍍鋅 | 2,180 | ±10% | 2024 | WSA+ecoinvent |
| 棒型鋼（螺紋鋼） | EAF | 620 | ±12% | 2024 | WSA |
| 型鋼（H型鋼） | EAF | 680 | ±12% | 2024 | WSA |
| 不鏽鋼 304 | AOD+EAF | 3,150 | ±15% | 2023 | ISSF |
| 不鏽鋼 316L | AOD+EAF | 3,420 | ±15% | 2023 | ISSF |
| 鋼管（無縫） | BF-BOF+穿孔 | 2,280 | ±10% | 2024 | ecoinvent 3.9 |
8.2 電網排放因子（Grid Emission Factor）
| 地區 | GEF（kg CO₂e/kWh） | 年份 | 來源 |
|---|---|---|---|
| 台灣 | 0.495 | 2024 | 台電 |
| 中國大陸（全國均值） | 0.570 | 2024 | 生態環境部 |
| 中國（華東） | 0.573 | 2024 | 生態環境部 |
| 日本 | 0.452 | 2023 | 環境省 |
| 韓國 | 0.450 | 2023 | KEA |
| 歐盟平均 | 0.233 | 2023 | EEA |
| 美國（全國均值） | 0.386 | 2023 | EPA eGRID |
8.3 運輸排放因子（GLEC 2023）
| 運具 | 規格 | EF（kg CO₂e/t·km） | 備註 |
|---|---|---|---|
| 公路大貨車 | 20 噸 | 0.062 | 柴油，EU6/Euro 5 |
| 公路大貨車 | 40 噸 | 0.040 | 柴油，EU6 |
| 鐵路貨運 | 一般貨運 | 0.022 | 電力牽引 |
| 散裝貨輪 | Panamax | 0.008 | HFO 燃油 |
| 貨櫃輪 | Feeder | 0.014 | MDO 燃油 |
| 空運（貨機） | 大型 | 1.130 | 航空煤油 |
| 電動貨車 | 3.5t 廠區用 | 0.012 | 依台灣電網計 |
eMetals AI 平台實作說明
本框架已完整整合至 eMetals AI 交易平台，以下說明各功能模組如何對應本文所述的計算方法論。
9.1 碳足跡計算流程
供應商填寫製程路徑（BF-BOF / EAF）、生產國、電力採購來源（再生/電網），平台自動匹配 EF_prod。
買家輸入品項、重量、交貨地，平台呼叫地圖 API 取得最短路徑距離，自動計算 E_prod + E_trans_fwd，顯示「碳成本預估」。
WMS 系統記錄入庫時間戳，每日觸發 E_store 累加計算。庫存天數超過 60 天時發送碳預警 Email。
客服人員選擇「退貨 / 換貨」類型，輸入退貨品項與原因，平台即時計算 E_return 或 E_exchange，並顯示回收信用 E_credit_recycle。
輸出 LCFE_total 報告（PDF/JSON），含 GHG Protocol 範疇分類、各分量佔比圖表，可供 ESG 報告書引用。
9.2 碳中和抵銷選項
eMetals AI 平台整合碳權市場，買賣雙方可選擇在結帳時購買等量核驗碳信用（VCS / Gold Standard）抵銷 LCFE_total， 實現單一交易碳中和。平台建議優先採用以下減碳順序：
減碳優先順序： ① 改用 EAF 廢鋼製程供應商（降低 EF_prod）→ ② 選擇距離較近的倉庫（降低 E_trans）→ ③ 縮短庫存週期（降低 E_store）→ ④ 減少退換貨率（降低 E_return / E_exchange）→ ⑤ 購買碳信用抵銷剩餘排放
9.3 資料品質分級
| 數據等級 | 說明 | 建議用途 |
|---|---|---|
| ⭐⭐⭐ 一級（實測值） | 供應商提供環境產品聲明（EPD）或第三方驗證報告 | CBAM 申報、ESG 審計 |
| ⭐⭐ 二級（行業均值） | 世界鋼鐵協會、ISSF、IPCC 公布之行業平均值 | 內部碳核算、採購比較 |
| ⭐ 三級（代理值） | 區域平均值或相近製程推估 | 初步估算、概算報價 |
參考標準與文獻
| 編號 | 標準 / 文獻 | 適用條文 |
|---|---|---|
| ISO 14064-1:2018 | 組織層級溫室氣體盤查與報告規範 | Scope 1/2/3 定義 |
| ISO 14067:2018 | 產品碳足跡量化規範與指引 | PCF 計算、系統邊界 |
| GHG Protocol (2011) | 企業價值鏈核算與報告標準（Scope 3） | Cat.1,4,9,12 |
| EN 15804:2012+A2 | 建材環境產品聲明核心規則（EPD） | A1–A5, C1–C4 模組 |
| GLEC Framework v3 (2023) | 全球物流排放委員會計算框架 | 運輸排放因子 |
| WSA GHG Data (2024) | 世界鋼鐵協會溫室氣體排放數據 | 製程排放因子 |
| ISSF Sustainability Report 2023 | 國際不鏽鋼論壇永續報告 | 不鏽鋼排放因子 |
| 台電 2024 年排放係數 | 台灣電力公司公告電網排放係數 | GEF = 0.495 |
| EU CBAM Regulation (2023/956) | 歐盟碳邊境調整機制法規 | 進口鋼材申報規範 |