第二章 文獻回顧
2.1 節能減碳相關文獻
當前全球能源面臨的新挑戰,包括全球能源需求將持續成長、到 2030 年仍 仰賴化石能源供應、全球能源安全的威脅逐步擴張擴大,石油供需與價格不穩定、
以及備受全球關切的能源環境影響等議題。各國政府也紛紛檢討如何加強能源政 策,期望改變能源和排放的趨勢。國內的情況亦然,我國能源供給也呈現增加的 趨勢,另一方面我國自有能源相當貧乏。
國際能源總署(IEA)於 2006 年世界能源展望報告指出,當今世界正面臨著能 源安全與環境影響兩大課題:首先是全球將無法提供充足可靠的能源供應,加上 全球人口與經濟快速成長等因素,全球能源供應體系的脆弱性是顯而易見。能源 的另一挑戰是環境影響課題,由於目前能源的供應模式已經對於環境造成嚴重破 壞,全球氣候變遷的議題與因應已經受到國際間各界的重視。
全球暖化指的是在一段時間中,地球的大氣和海洋溫度上升的現象,而此現 象主要的原因是由於人為因素造成的溫度上升,最大的原因乃是由於溫室氣體排 放過多造成。由於在 20 世紀,全球帄均接近地面的大氣層溫度上升了攝氏 0.6 度,科學界認為過去五十年可觀察的氣候改變,很可能是由人類活動所導致。其 中二氧化碳和其他溫室氣體的含量不斷增加,正是全球暖化的人為因素中最為主 要的部分。
全球氣候變遷的徵兆非常清楚,諸如冰河融化、春天提早來臨、氣溫上升等。
事實上,過去十幾年來,氣溫幾乎年年上升;2007 年,聯合國跨國氣候變遷研
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究小組(IPCC)的科學家發表的摘要報告中指出,全球的暖化現象「非常顯著」
(David Biello(2007))。同年的 4 月份 IPCC 發表的第二份報告中,更明確的說 明全球暖化的影響,包括乾旱、豪雨,或其他劇烈天氣的發生頻率和強度都增加。
鑑於全球暖化問題的嚴重性,聯合國於 1992 年 6 月在巴西召開全球高峰會 議,會中簽屬『氣候變化綱要公約』(UNFCC),希望國際間互相承諾「全球共同 減少溫室氣體排放量」,此公約並在 1994 年 3 月生效。為了落實並加速溫室氣體 排放管制,1997 年 12 月有 149 個國家於日本京都舉行『氣候變化綱要公約』第 三次會議,各國與會代表通過限制發達國家溫室氣體排放量,期望溫室氣體排放 量能夠減少至 1990 年之排放水準,以抑制全球範圍內氣候持續暖化。
另外,近期於 2009 於哥本哈根舉行之聯合國氣候變化框架公約第 15 次締約 方會議,主要針對前述京都議定書之內容以決定 2012 年後之減排指標及內容,
以及期望發達國家提供資金支援發展中國家減排。
2.1.1 運輸能源效率指標相關研究
鄭瓊雯【1】建立運輸能源效率指標,包含運行能源指標、載運能源指標、
運式能源指標與計畫能源指標,運行能源為運輸工具提供運輸服務時所需消耗的 能源,運行能源計算方式有燃油效率(公里/公升)及能源密集度(千卡/人公里或 千卡/噸公里),其中卡為熱值單位,即每公升油品之熱值;載運能源除了考慮車 輛運行時的推進能源,尚包含提供運輸服務之車站、設備、道路、軌道等基礎設 施之興建能源,以及車輛生產與維修的能源、運輸系統營運管理與維修的能源等。
最後透過運行能源及載運能源來計算運式能源指標及計畫能源指標。
張資瑋【2】建構一能源效率導向之運輸系統規劃模式,考慮運輸規劃之運 輸需求面及運輸能源需求面,提出以往僅考慮運輸需求面,並未對於運輸能源需 求面進行考量,因此提出一能源效率指標,結合運輸規劃面及能源使用面,以了 解運輸能源效率是否能夠有效被利用。
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2.1.2 運輸部門能源需求與二氧化碳排放量推估相關研究
Masui【4】等人探討全日本貨物運輸最適之運具分配,其目標式為最小化氮 氧化物(NOx)總排放量,探討之運具包含鐵路、公路、海運及空運,限制式包含 能源轉換設施容量限制,運送能源容量限制,貨運容量限制。其最適化結果以海 運佔總貨運量 65.39%,其次為公路運輸 27.47%,鐵路運輸 7.12%,空運僅 0.02%,
此結果能夠減少現況總氮氧化物排放之 30.5%。
張家明【5】建立旅客運輸能源需求模式,對於可能影響旅客運輸能源需求 之變數進行分解,構建一旅客運輸能源需求模式,研究對象包含公路運輸、航空 運輸及軌道運輸,並應用該模式預測未來各旅客運輸部門之能源需求量,再探討 小汽車乘載率改變對於小汽車能源需求的影響,以及二行程與四行程機車佔有比 例對於機車能源需求的影響,在這兩假設情境下,皆具有節省運輸能源需求效 果。
吳懿哲【6】探討國內公路運輸部門二氧化碳的排放量,首先建立國內公路 運輸部門的能源需求預測模式,並應用模式預測未來國內公路運輸部門的能源需 求,再以能源需求量乘上二氧化碳排放係數得到未來國內公路運輸部門之二氧化 碳排放量,並針對二氧化碳排放減量策略擬定六種情境,分析減量策略對二氧化 碳排放的影響,減量策略情境為紓緩私人運具持有率、舒緩私人運輸的旅次長度 成長、舒緩私人運輸的使用頻率成長、提升車輛燃油效率、替代能源以及同時提 升車輛燃油效率與使用替代能源等六種情境進行情境分析。
陳盈瑄【7】建立一套應用運輸需求與因素分解整合模式,評估台灣地區運 輸部門之二氧化碳排放量,該研究利用因素分解的概念對國內運輸部門之能源需 求量及二氧化碳排放量進行探討,並建立各部門能源使用及二氧化碳排放計算公 式,最後擬定包括運輸需求減量、運具轉移、提升燃油效率標準、提高小汽車乘 載率以及使用替代能源等策略目標,利用該模式模擬其減量效果。其中,該研究 探討台灣地區運輸部門包含旅客運輸及貨物運輸,又旅客運輸有公路、航空及軌
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道運輸,而貨物運輸有公路、軌道及海運運輸。
Abbaspour 等人【8】針對伊朗首都德黑蘭(Tehran)之通勤旅次建構一多元 迴歸式,求解空氣汙染排放總量,變數包含各種車輛使用、延人公里數、旅次數 等,並以時段分別探討,最後研究結果指出如調整各種不同工作之工作時間,能 夠減少 20%於每日尖峰小時所排放之空氣汙染。
邱裕鈞等人【9】,建立一套汽機車管理決策支援系統,以分析各種管理策略 所能達到之全國及各縣市汙染排放與能源消耗之減量效果;此系統包含模式庫、
資料庫及使用者介面,其中模式庫共計 24 個模式,以個體選擇模式為主,包含 汽機車持有、車型車齡及車輛使用等,而資料包含模式參數資料及能源消耗、汙 染排放係數值,上述模式庫及資料庫結合透過使用者介面控制,可以了解實施策 略後之使用者選擇行為,而對於能源消耗及汙染排放之影響。最後並探討油價上 漲 50%及汽燃費改隨油徵收之策略,其中油價上漲 50%時,能源消耗及二氧化碳 排放量僅下降約 9.6~13.35%,是由於汽機車間之高度替代效果,另外氣燃費改 隨油徵收之效果也不明顯,能源消耗及汙染僅下降 1.27%~2.95%。
上述文獻回顧發現,過去研究旅客運輸部門之能源需求與二氧化碳排放量多 推估全國總能源需求及二氧化碳排放量,可分為城際運輸及都會區運輸,其所探 討之運具有所差異,城際運輸包含私人運具為小汽車、大眾運具為公路客運、臺 鐵、空運,而都會區內包含私人運具有小汽車、機車,大眾運具為市區公車、計 程車、捷運。
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