車輛使用與污染排放關聯模式

本研究以臺北市監理處、高雄市監理處、臺北區監理所、臺中區監理 所、新竹區監理所、嘉義區監理所與高雄區監理所，七處監理所車輛攔定 檢資料，進行空氣污染物與車輛使用之關聯分析。

汽車排放之污染物質，包括 CO、NO_x、HC、SO₂及 Pb 等，其中 Pb

（鉛）已在全面使用無鉛汽油後不進行檢測，SO₂為柴油車污染物質，其 最大排放量僅20-100ppm，新式柴油屬含低硫量之原油，因此不進行檢測。

NOx 與 CO、HC 成反比，因此，目前監理處所之車輛定檢資料，僅就 CO、

HC 污染物質進行檢測。

一般空氣污染之測定，係在一定體積之大氣中，污染物質之體積或重 量比來表示（資料來源：徐淵靜，道路交通環境工程，1992）：

1.體積比：常用於測量瓦斯等物質，其表示之方式分別為：

(1)百萬分之一（ppm,parts per million）

(2)一億分之一（pphm, parts per hundred million）

(3)十億分之一（ppb, parts per billion）

其中以百萬分之一（ppm）較常用，其意義係在 1m³ 之大氣中，1ml(c.c.) 之污染氣體混入之濃度。此三項測定單位之關係為：

1/1=100%=10⁶ppm =10⁸pphm =10¹⁰ppb

2.重量比：常用於粒子狀物質，以代表在一定體積之大氣中，污染物質所 佔之重量比，其表示方式分別為：

(1)每立方公尺有多少毫克（mg/m³） (2)每立方公尺有多少微克（μg/m³）

其中，此二者之關係為：1g/m³=10³ mg/m³ =10⁶μg/m³ 平均每單位汽車污染物之污染物質分佈比例如下：

粒狀物質Pb（0.61%）

硫氧化物SO_x（0.20%）

一氧化碳CO（73.15%）

碳氫化合物HC（21.96%）

氮氧化物NO_x（4.08%）

因平均每單位汽車污染物CO 之比例較大，通常以百分比（%）表示，

HC 及NO_x通常以ppm 表示。其中 CO：

汽車引擎為使其馬力增大，常作高濃度燃料（空燃比AFR 較低）

之設計，導致燃燒室之周圍壁溫度較低，而發生不完全燃燒，排放CO。

CO 係燃燒不完全之CO₂，因之空燃比（AFR）將影響 CO 之排放 情形，當空燃比提高時，可降低CO 的濃度。CO 與行駛條件之關係密 切，速率大時（空燃比）較佳，CO 之排放量較小，當空檔時，為使 車加速前進，燃料之提供或啟動性較佳，導致空燃比較小，故其排放 量較大。

NOx：

空氣中氮約佔五分之四（78.09%），當引擎內之燃燒溫度高達2000

℃時，由大氣中吸入之氮將氧化為 NO。NO 排放於空氣中與大氣 O 產生反應，而產生NO₂。

因此，汽車之燃料，一般以碳氫（HC）系之汽油、輕油及液化石油等。

這些燃料若能完全燃燒，則產生CO₂及H₂O，但若無法完全燃燒，且 燃燒中又有添加物，以及因引擎吸入空氣而產生化學反應，將行成污 染物質。其產生有下列三項：

(1)燃燒不完全：產生 CO 及 HC (2)燃料燃燒中：產生SO₂及Pb (3)燃料因高溫燃燒：產生NO_x

模式關連性之架構主要是應用迴歸分析方法探討移動污染源與解釋 變數間之關聯性，並利用MANOVA 方法來檢定車齡、排氣量對於移動污 染源排放量是否有顯著影響。設定應變數分別為 HC 與 CO，自變數分別 為：

(1)廠牌：汽車廠牌之選定以市佔率最高之廠牌為分類，其中 80%之汽 車市場，分佈於FORD 福特汽車、HONDA 本田汽車、MAZDA 馬自 達汽車、NISSAN 裕隆汽車、TOYOTA 和泰汽車、及 MITSUBISHI 三菱汽車等六家廠牌。

(2)車齡：由於監理所（站）欄定檢資料以車齡 5 年以上之車輛進行審 驗，因此車齡之分佈為6～38 年。在進行 MANOVA 之前，為避免分 類結果群數過多，導致在應用與分析上太過繁雜，因此事先將車齡 分類，再透過變異數分析來驗證各群組對於污染排放量是否有顯著 差異。

(3)排氣量: 臺灣針對不同排氣量車輛牌照之分類(小客車)；初步以此為 依據將車輛之排氣量分為 11 組，即 500 c.c.以下、501-600c.c.、

601-1200 c.c.、1201-1800 c.c.、1801-2400 c.c.、2401-3000 c.c.、

3001-4200 c.c.、4201-5400 c.c.、5401-6600 c.c.、6601-7800 c.c.、7801 c.c.以上等，後續再進行多變量變異數之檢定。

(4)行駛里程：初步將車輛之總行駛里程分為小於等於 50000 公里、

50001-100000 公里、100001-150000 公里、150001-200000 公里、

200001-250000 公里、250001-300000 公里、大於 300000 公里等七種。

(5)車輛之劣化係數：劣化係數主要在表示車輛每行駛 1 萬公里，其所 排放移動污染源之增額。因此，依據不同排氣量及廠牌，分別分析 行駛里程對於HC 與 CO 排放量之影響。

車輛之總污染排放量為車輛總行駛里程×污染物排放係數而得，目前最 新版為Mobile6.2（2002.5），Mobile 程式是以 Fortran 所撰寫成的電腦模式，

在執行時需使用者自行輸入許多Command Input Files 或 External Files，以 控制程式之演算方式、輸出格式或改變預設之參數，Mobile6.2 可用來推估 各車種之污染物排放係數，也可計算輕型車之啟動排放量、熱冷卻、晝間

排放等蒸發排放率。Mobile6.2 推估車輛排放之過程相當複雜，在此僅就行 駛排放率計算進行說明。

[ ] [ ({ ] [ ]

[ ] [ ] ) [ ]

[

] [

] }

ffset

Fleet ^M

class Age veh

Fleet-Ave-Emission Rate，車隊平均排放率：此即為車種之行駛排放率。

Travel Fraction(Fleet Characterization)，車輛參數：此參數主要是考慮 車隊之組成特性，其可透過下列四種資料加以評估：

1.Registration Distribution：車齡分佈。

2.Diesel Fractions：柴油車車輛佔有率。

3.Mileage Accumulation Rates：各車齡之年行駛里程。

4.VMT Distribution 各車種之間的 VKT 貢獻率。

MOBILE5 將推估的車種分為八大類：LDGV、LDGT1、LDGT2、

HDGV、LDDVs、LDDT、HDDV，及 MC。其中汽油車包括四類，但 LDGVs 與LDGT1 為目前我國汽車的主流，LDGT2 與 HDGVs 我國則較少用；柴 油車分為三類，LDDVs，LDDTs，HDDVs 與我國的分法都相同，分別為 柴油小客車，小貨車，與大貨車。表 5.1 為 MOBILE5 將推估的車種分類

車輛使用與污染排放關聯模式主要係應用車輛總數、年平均行駛里 程、零里程排放率與劣化率、溫度、車齡分佈、道路型態等參數進行運算，

其資料來源分述如下：關聯模式研究架構圖如圖5.1 所示。

1.總污染排放量＝車輛總行駛里程×污染物排放係數

2.車輛總行駛里程之推估有兩種方法，一為車輛數調查法，一為燃油消耗 法。分述如後。

(1)車輛數調查法：車輛總行駛里程＝車輛總數×年平均行駛里程。

z 車輛總數之資料來源為公路總局監理站之登記車輛總數。

z 年平均行駛里程之資料來源為全國家戶問卷調查而得。

(2)燃油消耗法：車輛總行駛里程＝車種之燃油效率×車種之車行里程。

z 車種之燃油效率之資料來源為經濟部能源局車行耗能測試資 料，或由全國家戶問卷調查而得。

z 車種之車行里程之資料來源為全國家戶問卷調查而得。

3.污染物排放係數：以 Mobile6.2 可用來推估各車種之污染物排放係數。

Mobile6.2 所使用的參數包括零里程排放率與劣化率、溫度、車齡分佈、

道路型態。其中

z 零里程排放率與劣化率之資料來源由車輛定檢資料分析劣化率 與零里程排放係數。

z 溫度包含每日最高溫度、每日最低溫度、年平均溫度，可由中 央氣象局蒐集資料。

z 車種之車齡 1~25 之分佈情形，依據全國家戶問卷調查及車輛 定檢資料獲得車齡分佈。

z 車種之車齡 1~25 之分佈之年平均行駛里程，依據全國家戶問 卷調查及車輛定檢資料獲得車齡分佈之平均行駛里程。

z 道路型態之分類主要分成高速公路與一般市區道路兩類。

圖5.1 車輛使用與污染排放關聯模式研究架構圖

污染排放總量之推估模式為：

CO 總量＝α+β₁LDGVs+β₂LDGT₁+β₃LDDV +...+β_KMC+ε_i HC 總量＝α+β₁LDGVs+β₂LDGT₁+β₃LDDV +...+β_KMC+ε_i NOx總量＝α+β₁LDGVs+β₂LDGT₁+β₃LDDV+...+β_KMC+ε_i LDGV:汽油小客車

LDGT1：輕型汽油車型 1 LDGT2：輕型汽油車型 2 HDGV：重型汽油車 LDDVs：輕型柴油車種 MC ：motorcycles 機車