基本觀念與分析

隨著經濟之發展與科技之進步，私人運具使用比例逐年攀升，間接造成大量 的空氣污染，為解決此問題，就政府大環境之政策面而言，除了就現有燃油公車 運輸系統與設施面進行改善之外，使用潔淨之新興能源運輸系統以滿足人類「行」

的需求已成為一個可考慮的方式，且能源耗竭與環境污染為近年來國內外各界所 關注之議題之一，為滿足政府永續運輸之政策目標下，燃料電池公車具有高效率 與清潔之特性，屬一清潔能源，故以其作為都市大眾運具可同時解決能源耗竭與 環境污染兩大問題。當一新興運輸系統欲引入運輸市場時，其供給面與相對之需 求面存在著相互影響之關係，因此研究如何配合政府環境政策目標，且在符合公 車業者營運成本之考量下，燃料電池公車於運輸市場之潛力亦成為迫切需分析之 課題，因燃料電池公車系統相關成本之高低實為影響公車業者是否願意使用燃料 電池公車之關鍵因素。本研究即針對此課題探討未來燃料電池公車系統成本變化 情形，並在政府部門補貼助力下，決定公車業者願意使用之均衡數量，同時評估 其對外部成本改善之成效，以作為政府部門研擬補貼策略之參考指標。

公車業者在面臨抉擇或評估是否採用燃料電池公車加入其路線營運時，主要 考量之因素首推燃料電池公車系統成本之高低，因其為最直接影響公車業者營運 成本之負擔，對業者而言，這是一個最現實且亦為最棘手之問題，當業者須負擔 之成本愈高時，其使用意願自然不高，故公車業者對燃料電池公車加入營運進行 可行性評估時，首當需對其成本結構進行分析，包括與燃料電池公車系統相關之 車輛成本與設施成本。在探討燃料電池車輛成本結構前，需先了解傳統燃油公車 與燃料電池公車結構上之主要差異性。傳統燃油車輛是以汽油或柴油為燃料，並

配合內燃機引擎（Internal Combustion Engine）之燃燒，燃燒過程是由點火激起，

此過程將會於燃燒室壁留下一層尚未被燃燒的碳氫化合物，其中有部分常與燃燒 過的廢氣混合，共同排出，故當燃燒不完全或燃燒過剩時，會使車輛排氣管所排 出之廢氣形成複雜之混合物，除了水、氮氣與二氧化碳之外，尚包括一氧化碳、

未燃燒的碳氫化合物、部分燃燒之碳氫化合物、氫、氮氧化物及各種懸浮微粒，

因燃燒過程是動力現象，故藉由燃燒反應結果所釋放之動能使車輛能夠移動，且 廢氣排放量較一般自小客車來的多；反之，燃料電池車輛主要之關鍵元件為燃料 電池組（Fuel Cell Stack）、電驅動系統（Electric Drive System）與儲氫裝置

（On-board Storage），燃料電池車輛之發電原理是使氫氣與氧氣產生反應，使化 學能直接轉變為電能，在燃料電池發電的同時，適時配合代替傳統引擎功能之電 驅動系統，並填滿氫能於儲氫裝置，進而使車輛能夠驅動。其中，燃料電池組與 電驅動系統之成本高低主要取決於單位千瓦之成本（元/kW），因燃料電池相關 技術之發展與演變會使此單位瓦之成本而有所變化，為公車業者較難掌握之成本 項，而儲氫裝置則較為單純，其成本之高低主要取決於其容量大小，一般而言，

若車輛儲氫容量愈大時，則成本相對亦愈高，故其為公車業者較易掌握之成本項。

在相關設施成本方面，主要須考量氫能供應站之設置，氫能供應站與現有加 油站功能類似，主要目的在於補充燃料電池車輛所需之氫能，現有客運公車之車 隊大部分補充燃油之方式多在自行設置之燃油補充站做處理，而鮮少至現有一般 加油站去補充燃油，因其對燃油需求量大且車隊數多，故有規模經濟之效益；但 若考量燃料電池公車系統時，由於燃料電池公車初期引入運輸市場時，需求量屬 尚少量階段，故氫能供應站之設置可規劃為多家公車業者共用，以分攤龐大之成 本，待日後需求量若增加時，可再視業者使用情況逐步增設。而其他相關成本如 氫能供應站營運成本與設備維護成本等，亦為公車業者所關切之核心問題。

另一方面，燃油價格與氫能價格之高低亦為影響公車業者使用燃料電池公車 之重要因素，而燃油價格與氫能價格之相對關係實為一體兩面之問題。根據經濟 部能源局資料之統計數據，國內歷年之原油供給量由 1993 年的 28,704.8 千公秉 到 2003 年的 51,783.5 千公秉，短短十年間，急速成長了一倍多，可想而知對原 油之需求程度亦相對快速增加，若進一步按部門區分，國內對石油產品之消費程 度以工業部門與運輸部門佔絕大多數比例，以民國 86 年為例，工業部門之能源 需求量約占全國總量 57％（約 44.8 百萬公秉油量），其中又以石化、鋼鐵、水泥 與造紙等高耗能產業為最多，而運輸部門之能源需求量約佔全國總量 17％（約 13.2 百萬公秉油當量），僅次於工業部門，其中又以石油產品耗用量為最主要，

站運輸部門能源需求量的 99％。換言之，運輸部門之能源需求大部分來自石油 產品，而在所有石油產品中，以汽油與柴油為最大宗。圖 3-1 為各部門於民國 86 年能源使用比例圖。

運輸部門 17%

非能源消費 1%

其他部門 6%

商業部門 5%

住宅部門 農業部門 12%

2%

工業部門 57%

運輸部門 非能源消費 其他部門 商業部門 住宅部門 農業部門 工業部門

圖 3-1 各部門於民國 86 年能源使用比例圖 [資料來源：經濟部能源委員會]

另外，汽、柴油需求量在公路運輸分配之狀況如圖 3-2 與圖 3-3 所示，根據 交通部運輸研究所(民 89)的推估，公路運輸中汽油之需求量以自小客車居冠，約 占公路運輸部份汽油需求量 68％，其次分別為機車約占 18％、貨車約占 8％與 計程車約占 6％。而公路運輸中柴油需求量則以貨車占最大宗，約占柴油需求量 88％，公車與客運/遊覽車則共站約 12％；簡言之，公路運輸整體能源消耗比重 甚高。

機車 18%

貨車 8%

計程車 自用小客車 6%

68%

機車 貨車 計程車 自用小客車

圖 3-2 公路運輸汽油使用分配狀況 [資料來源：交通部運輸研究所(民 89)]

公車/客運車 10%

貨車 88%

遊覽車 2%

公車/客運車 遊覽車 貨車

圖 3-3 公路運輸柴油使用分配狀況 [資料來源：交通部運輸研究所(民 89)]

綜言之，從早期的 1980 年開始，工業部門用油量佔 31.33％，運輸部門佔 16.27％，至 2003 年為止，工業部門用油量小幅成長至 36.82％，而運輸部門卻 已激增至 33.23％，幾乎快與工業部門用油消費量並駕齊驅，未來可謂有過之而 無不及，運輸部門對於石油的需求程度可見一斑，若照此趨勢走向與石油存量有 限的觀點來看，未來運輸部門對於石油之需求有可能不減反增；若以油價歷年的 趨勢來看亦是如此，現有公車所用之燃油皆以柴油為主，而柴油又區分為普通柴

油與高級柴油，由於行政院環境保護署規定，自起民國 88 年七月一日起，除軍 用車輛及船舶之內燃機外，均不得使用普通柴油，故公車所用之燃油則以高級柴 油為主，而其價格從 1993 年的 11.40（元/公升）至 2003 年的 14.90（元/公升），

雖然其漲幅看似不高，但就石油存量有限與未來需求量漸增的觀點來看，勢必會 對公車業者造成嚴重的影響，加以燃料成本為營運成本之主要部分，約占營運成 本 15％到 20％（台灣省公共汽車客運業商業同業公會），此對公車客運業者而言 實在是沉重的負擔。因此，對公車業者而言，面對近年來燃油需求量與價格不斷 提高的情況下，大部分業者僅能從調整票價來因應此外在環境之威脅，從反映至 乘客票價上之金額即可看出端倪，尤以國道客運票價之調整幅度最為顯著，雖然 燃油價格之漲幅對都市公車而言看似沒有反應至乘客票價上，但以長期觀點而 言，燃油價格不斷提高將影響公車業者龐大且沉重之營運成本，最終將影響其繼 續營運之意願；同樣地，燃料電池相關產品之應用若能早日普及化，使氫能有規 模經濟效益而降低其成本，進而適時反映至價格上，使公車業者有採用燃料電池 公車的意願。然而，對公車業者而言，雖然油價的飆漲短期內不足以影響其繼續 使用燃油公車之意願，但長期而言，隨著燃料電池技術的進步，公車業者採用燃 料電池公車是有其可能性且指日可待；反之，由於現今燃料電池商品的不普遍使 氫能價格仍相當高，導致油價與氫能價格仍有相當程度之差距，故短期內氫能價 格即使降低，也不足以提高公車業者採用燃料電池公車的意願，但以長期觀點來 看，若隨著燃料電池商品的逐漸普及，使氫能價格有下降之趨勢，進而縮短燃油 價格與氫能價格之差距時，則公車業者有可能會轉而使用燃料電池公車，再加上 政府部門若能適時介入，以扮演推手的角色施以補貼助力時，屆時即使氫能價格 高於燃油價格，則公車業者仍有採用的可能性，而當公車業者採用量愈多時，對 環境之危害改善愈多，則政府部門可研擬鼓勵採用之相關政策，進而使公車業者 更加提高其採用意願，如此週而復始，不斷循環交互影響；換言之，當燃油價格 與氫能價格未來波動幅度與變動趨勢將無形中直接影響公車業者採用燃料電池 公車之意願。因此，本研究擬以公車業者之成本模式為基礎，藉以分析未來隨著 時間推移時，燃料電池公車系統相關成本隨燃料電池技術變化之情形，而未來氫

雖然其漲幅看似不高，但就石油存量有限與未來需求量漸增的觀點來看，勢必會 對公車業者造成嚴重的影響，加以燃料成本為營運成本之主要部分，約占營運成 本 15％到 20％（台灣省公共汽車客運業商業同業公會），此對公車客運業者而言 實在是沉重的負擔。因此，對公車業者而言，面對近年來燃油需求量與價格不斷 提高的情況下，大部分業者僅能從調整票價來因應此外在環境之威脅，從反映至 乘客票價上之金額即可看出端倪，尤以國道客運票價之調整幅度最為顯著，雖然 燃油價格之漲幅對都市公車而言看似沒有反應至乘客票價上，但以長期觀點而 言，燃油價格不斷提高將影響公車業者龐大且沉重之營運成本，最終將影響其繼 續營運之意願；同樣地，燃料電池相關產品之應用若能早日普及化，使氫能有規 模經濟效益而降低其成本，進而適時反映至價格上，使公車業者有採用燃料電池 公車的意願。然而，對公車業者而言，雖然油價的飆漲短期內不足以影響其繼續 使用燃油公車之意願，但長期而言，隨著燃料電池技術的進步，公車業者採用燃 料電池公車是有其可能性且指日可待；反之，由於現今燃料電池商品的不普遍使 氫能價格仍相當高，導致油價與氫能價格仍有相當程度之差距，故短期內氫能價 格即使降低，也不足以提高公車業者採用燃料電池公車的意願，但以長期觀點來 看，若隨著燃料電池商品的逐漸普及，使氫能價格有下降之趨勢，進而縮短燃油 價格與氫能價格之差距時，則公車業者有可能會轉而使用燃料電池公車，再加上 政府部門若能適時介入，以扮演推手的角色施以補貼助力時，屆時即使氫能價格 高於燃油價格，則公車業者仍有採用的可能性，而當公車業者採用量愈多時，對 環境之危害改善愈多，則政府部門可研擬鼓勵採用之相關政策，進而使公車業者 更加提高其採用意願，如此週而復始，不斷循環交互影響；換言之，當燃油價格 與氫能價格未來波動幅度與變動趨勢將無形中直接影響公車業者採用燃料電池 公車之意願。因此，本研究擬以公車業者之成本模式為基礎，藉以分析未來隨著 時間推移時，燃料電池公車系統相關成本隨燃料電池技術變化之情形，而未來氫