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呂錫民:台灣陸上運輸的節能減碳分析與評估

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【大紀元2019年12月02日訊】根據國家統計局統計,台灣擁有超過2,100萬輛汽車,其中包括35,000輛公共汽車,110萬輛卡車,700萬輛汽車和約1,350萬輛摩托車和踏板車。公路運輸的主要燃料是石油產品。台灣在為國內和國際運輸系統中,將能源需求從石油轉移到天然氣、電力和氫氣方面,還有很大的努力餘地。

台灣新政府於2016年上台,宣布一項綠色運輸發展路線圖,旨在通過廣泛使用一系列替代燃料(包括氫及電動車)的綠色技術來加強再生能源的發展和交通運輸的減碳。除在2016年設立節能減碳辦公室外,另外尚有再生能源的正式能源戰略。2017年,台灣政府通過一項降低低碳車輛運輸稅的計劃,重點放在私家車和摩托車。根據該項計劃,到2025年,零排放汽車的實現量將大幅增加,含括6,000輛汽車以及15萬輛使用鋰離子電池運行的摩托車和輕便摩托車即將實現。目前立法院正在討論補貼機制,以激勵從事無碳運輸領域的國內企業。

因為台灣約有2,100輛汽車及1,400萬輛機車,汽機車懸浮微粒PM2.5排放為空污主要來源,歐盟多數國家禁售燃油車,提倡零排放新能源車,目前國內雖然有電動車,但氫能機車製造過程比電動車更省電,目前正與交通部爭取合法執照,期待未來能讓氫能機車正式上路。

台灣最大的公共投資基金-國家發展基金-計劃將資產的10%(約30億美元)投資於充電站網路的開發,以便到2030年為不少於8%的註冊車輛提供綠能。

儘管缺乏全國範圍的低碳交通發展戰略,但一些政府機構仍朝著該戰略邁出了一步。2015年,行政院環境保護署發展一項舒適且安全的城市環境子項計劃。在該年,新北市完成114個汽車充電站和1,340個電動摩托車移動充電站。在2018年,已經有1,800個這樣的站,並且計劃在未來5-7年內將它們的數量增加到5,000個。

交通運輸是現代日常生活與經濟活動所必須具備的工具與條件,隨著台灣經濟的成長與人口的流動,交通運輸需求逐日增加,使得運輸部門的能源消耗亦隨之水漲船高,同時導致溫室氣體排放量與汙染日益增加與嚴重,以民國89、99及107年為例,逐年上漲的運輸部門之能源消費為12.47、13,11及13.43百萬公秉油當量,18年平均年成長率為0.4%,是台灣除了工業部門之外,最大的能源消費部門。另外,根據2018年能源局統計手冊,運輸部門的二氧化碳放為36.32百萬公噸,位居工業部門的132.01百萬公噸,及能源部門的37.78百萬公噸,位居全國第三大溫室氣體排放部門。

在運輸部門當中,公路運輸的的能源消耗佔最大部分,以民國99年(西元2010年)為例,全台灣運輸部門所消耗的能源約有15,546.3千公秉油當量,其中公路運輸就有12,643.9千公秉油當量,也就是說台灣運輸部門約有81%的能源是消耗在公路運輸之上,同時,公路運輸所消耗的能源類別大部分為化石燃料,在與以電力為主的軌道運輸相比之下,我們發現公路運輸所排放的二氧化碳量實在驚人。

根據「國際能源總署(International Energy Agency, IEA)」與經濟部能源局所統計的資料顯示,運輸部門為世界各國及台灣能源消耗及溫室氣體排放的主要來源之一,要減少溫室氣體排放並節約能源,運輸部門是需要被深入探討並加以分析的重要區塊。

台灣陸上運輸部門為主要運輸工具,例如:小客車、機車、大客車、大貨車、捷運、台鐵、高鐵等運輸方式。專家探討該部門節約能源使用及減少溫室氣體排放的主要因素有:燃料使用的改變、運具的轉移、及國內經濟活動成長等。藉著「說明性結構模型(Interpretive Structural Model, ISM)」的時間因子導入,結果發現在2010年代前期,係以提升台鐵服務品質、高速公路高乘載及電子收費、各縣市捷運和交通資訊管理等策略為主。2010年代後期則以替代能源公車、自行車車道設置及燃料稅徵收等相關策略為依歸。到了2020年代則是以推廣電動車為最主要目標。

根據IEA分析,各國運輸部門之公路運輸占比約有九成,是最主要的能耗部分,其重要的節能措施包括:提升汽車內燃機效率;降低自用小客車行駛旅次;替代燃料的發展與使用;貨運之大貨車效率提升;運具轉移至軌道運輸等大眾運輸。

台灣「陸上運輸」依運輸對象不同可分為「客運」與「貨運」兩種,前者能耗量約為後者能耗量的兩倍,而其中載人運輸工具裡的小客車不但能耗占比有七成,並且在整個運輸部門的能耗占比亦有五成,換句話說,小客車使用了我國石油能源的十分之一,因此,我們將小客車設定為運輸部門的主要節能對象。其具體作法是儘量將小客車效率作大幅度的提升,在以油電混和車為標竿之下,整體油耗量減少40%。在客運當中,總能耗量次高的為機車,具體的節能作法是鼓勵民眾多搭乘捷運與使用電動車,因為捷運和電動機車約可減少內燃機機車的一半能源效耗。

基本上,軌道運輸(包括捷運、高鐵與台鐵)單位能耗為傳統小客車的13%~19%之間,而電動車則為傳統小客車的50%,很顯然地,軌道運輸在客運上的單位節能效果遠勝於電動車,當然更勝於傳統小汽車。尤其是,將捷運、高鐵與台鐵班次增多或加掛車廂,藉以增加運量以遂行節能政策,就交通建設成本觀點而言,將比由傳統汽車改為電動車,需要另外花費大量經費以購買電動車,要來得經濟有效得多。但是機車的情況並非如此,因為就單位能耗而言,電動機車為0.0124LOE/p-km,而捷運則為0.01LOE/p-km,兩者相差不多。另外,由於機車的方便性,考慮其在台灣平均每人即擁有0.64輛機車的密集度,因此,就目前運輸資料統計,雖然機車總運量為客運的33%,但是總能耗僅占21%。所以,基本上,捷運的主要節能功效應該用於小客車上面,機車則以電動車為主。

在貨運方面,公路貨運的占比約為全部貨運的99%,其中又以營業用大貨車的能耗量最大,占比約有八成三。在單位能耗(公升油當量每公噸每公里)方面,大貨車約為軌道運具(例如,台鐵)的約二倍,是小貨車的四分之一倍。但是,在台灣,鐵路貨運量卻很低,其延噸公里數約僅佔貨運總延噸公里數的1.4%。本研究建議的節能具體作法是將大部分的大貨車運量轉為鐵路運量。另外,在小貨車方面,則儘量將內燃機汽車轉換為油電混合車,因為這樣單位能耗效率可提升20%。

在客運節能情景上,本研究採用擴大公共運輸量與汽機車採用BAT的策略,雖然在2025年客運量增加16%,但是仍將台灣的客運能耗量由原本的7,661千公秉油當量,降至5,676千公秉油當量,節能量與節能幅度分別高達1,984千公秉油當量與25.9%。

在貨運方面,將營業用大貨車的運量,以一定比例轉換至台鐵貨運,並將小貨車置換油電混合貨車,可將台灣的貨運能耗,由原本的3,194千公秉油當量,降至2,247千公秉油當量,節能量與節能幅度分別為947千公秉油當量與30%。其中,貨運部門當中最耗能的大貨車節能量高達1,891千公秉油當量,節能幅度有七成,但整體而言,效果績效是有限的,因為與此同時,台鐵能耗也增加了1,006千公秉油當量。如上所述,貨運的軌道化,就台鐵而言僅是增加班次或加掛車廂,所以就成本考量上,仍十分具有經濟效益。

在台灣所有陸上客運當中,以自用小客車的運輸量占比最高,而且能源密集度亦是所有車種中最大者,故此部分的節能成效也最大。在規劃與評估台灣陸上運輸節能政策中,牽涉到許多可推行的節能策略之運用,包括運具最佳可行技術的應用和公共運輸基礎建設的擴增,如果以2010年為基礎年,規劃臺灣路上運輸節能減碳中期(2030年)與短期(2025年)目標,我們得到下列研究分析結果,

針對2025年的我國陸上運輸節能情境分析,客運與貨運兩類共可節能2,931千公秉油當量,節能幅度高達27%,此一節能量占全國總耗能2.43%。相當於減少溫氣體排放為5.91百萬噸二氧化碳,此量占全國總排碳的2.40%,充分達到國家運輸部門的2025年減碳目標(5.2百萬公噸二氧化碳)。

針對2030年的我國陸上運輸節能情境分析,客運與貨運兩類共可節能4,914千公秉油當量,節能幅度高達45.27%,此一節能量占全國總耗能4.07%。相當於減少溫氣體排放為9.91百萬噸二氧化碳,此量占全國總排碳的4.02%,充分達到國家運輸部門的2030年減碳目標(8.7百萬公噸二氧化碳)。

低碳交通運輸各個領域的經濟發展速度,既取決於技術本身的成就/進步,也取決於政府對這些技術及其相應基礎設施的經濟激勵措施之決策。在能源領域,這不外就是電力基礎設施的發展和低碳基礎設施的建立,尤其是新一代可與電力互換的燃料能源。

展望未來,電氣化車具例如電動車、電動摩車、電動腳踏車,以及電氣化運輸系統包括台鐵、高鐵與捷運,勢必成為台灣陸上運輸部門主流。

責任編輯:高義

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2019-12-02 5:13 PM
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