車輛綠色評量方法之建立

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(1)國. 立. 交. 通. 大. 學. 工學院永續環境科技學程碩士論文. 車輛綠色評量方法之建立 Green Rating Method for Motor Vehicles. 研究生：陳嘉俊指導老師：高正忠教授. 中華民國九十七年一月.

(2) 車輛綠色評量方法之建立 Green Rating Method for Motor Vehicles. 研. 究. 生：陳嘉俊. Student：Chia-Chun Chen. 指導教授：高正忠. Advisor：Jehng-Jung Kao. 國立交通大學工學院專班永續環境科技學程碩士論文 A Thesis Master Degree Program of Environmental Technology for Sustainability College of Engineering National Chiao Tung University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in. Program of Environmental Technology for Sustainability January 2008 Hsinchu, Taiwan, Republic of China. 中華民國九十七年一月.

(3) 中文摘要車輛排氣是造成空氣污染及溫室氣體累積的重要原因之一。面對此課題，除了訂定更嚴格的管制標準，更應對新車進行綠色評量；政府部門雖有類似的評量，唯評量項目侷限於管轄項目或標準，且忽略車輛排氣對於環境的衝擊。國外雖曾以環境危害成本、消耗或污染總量等因子，評量車輛於製造及使用階段對於環境的影響程度，以作為綠色車輛評選依據，但這些方法及其所引用的數據與資訊並不適用於台灣地區。本研究因而發展一套適用於國內車輛綠色評量程序及指標，研究方法包括車輛對環境影響分析、車輛綠色指標建立、車輛綠色綜合指標建立、車輛綠色評量等四大重點。依據車輛製造、使用、保養、棄置等四階段，分析各階段對於環境的影響程度，篩選適合的評量項目，包括能源消耗、空氣污染物、溫室氣體、材料、噪音等作為車輛綠色評量項目，且分別建立指標及計算方法。由於多項指標並不易用以比較不同車輛間的綠色評量結果，因而以資料包絡分析法及共同權重法建立車輛綜合綠色指標，以評量車輛對環境影響程度。本研究以台灣地區 2005 年 7 月至 2006 年 6 月間，銷售量前 50%及強調環保節能之車型為案例進行車輛綠色評量，實際應用所建立綠色綜合指標進行車輛綠色評量，所建立的方法及指標預期可作為台灣地區主要車輛綠色評量之重要參考依據。. -i-.

(4) 英文摘要 Vehicle exhaust emission is one of the major reasons to cause air pollution and greenhouse gas accumulation. In order to resolve these problems, in addition to establishing stringent standards, green rating of vehicles is an effective strategy. Although the government has implemented a similar vehicle rating, the items considered are primarily adopted from administrative standards, and major factors such as the environmental impacts induced from vehicle exhaust emissions were not assessed. In other countries, several vehicle green rating methods have been made available, with the environmental impacts from vehicle production and usage stages and factors such as environmental damage cost, resource consumption, and pollution quantity being evaluated. However, these methods are not applicable in Taiwan because data availability and some local characteristics are significantly different. This study had thus developed a domestic green vehicle rating method. The method includes four major steps: analyzing various environmental impacts of vehicle, establishing green indexes, developing an aggregate green indicator, and applying the aggregate indicator to evaluate major vehicles used in Taiwan. The environmental impacts from the four stages of vehicle production, use, maintenance, and scrap were analyzed. Evaluation items such as energy consumption, air pollution, greenhouse gas, material, waste, and noise were included, and the approach for computing the index associated to each item was formulated. Since it is not easy to make the vehicle comparison by multiple green indices, the Data Envelopment Analysis and Common Weight methods were used to develop an aggregate indicator. Vehicle models selected for this study were made between July-2005 and June-2006 and their total sold volume was over 50 % of the Taiwan market. The developed aggregate indicator was applied to these vehicle models and its applicability for green vehicle evaluation was demonstrated and discussed. The proposed method and indicator are expected to facilitate the green rating analysis of major vehicles in Taiwan.. - ii -.

(5) 誌謝首先感謝學校的各位老師的指導，得以有機會一覽永續環境工程領域相關知識，對工作 20 餘載的車輛環境相關檢驗測工作，有更深一層的見解，瞭解到所從事工作重要性及目前執行不足之處，由永續環境工程領域來思考、檢討車輛與環境的影響問題，以尋求友善的解決之道。在研究過程中，感謝指導老師高正忠教授的不吝指教與導引，以系統化的檢討、分析、解決研究過程中的問題，甚至於面對工作中所遭受到的問題；並有幸獲得到研究室之子欽、宥禔提供永續環境工程領域相關研究經驗及知識的分享，適時化解於研究過程中所遭遇到的瓶頸，得以順利完成研究。最後，感謝並祝福在永續科技學程修業期間，諸多學長、同學、同事及親朋好友的鼓勵及支持，激勵我持續學習與成長，感恩了。. 陳嘉俊謹致於交大民國九十七年一月. iii.

(6) 目錄頁次中文摘要 .......................................................................................................................... i 英文摘要 ......................................................................................................................... ii 誌謝 ................................................................................................................................iii 目錄 ................................................................................................................................ iv 表目錄 ............................................................................................................................ vi 圖目錄 ........................................................................................................................... vii 符號說明 ........................................................................................................................ ix 第一章前言 ................................................................................................................. 1 1.1 研究緣起 ........................................................................................................ 1 1.2 研究目的 ........................................................................................................ 2 1.3 研究流程與綠色評量架構 ............................................................................ 3 1.4 論文內容 ........................................................................................................ 5 第二章文獻回顧 ......................................................................................................... 6 2.1 車輛綠色評量系統 ........................................................................................ 6 2.2 車輛綠色評量項目與指標 .......................................................................... 10 2.3 車輛綠色綜合指標 ...................................................................................... 12 第三章車輛對環境影響分析 ..................................................................................... 14 3.1 評量範圍 ...................................................................................................... 14 3.2 製造階段 ...................................................................................................... 17 3.3 使用階段 ...................................................................................................... 17 3.4 保養階段 ...................................................................................................... 18 3.5 棄置階段 ...................................................................................................... 19. - iv -.

(7) 第四章車輛綠色指標計算 ....................................................................................... 20 4.1 指標計算方法 .............................................................................................. 21 4.1.1 能源 ...................................................................................................... 21 4.1.2 空氣污染物 .......................................................................................... 23 4.1.3 溫室氣體 .............................................................................................. 31 4.1.4 材料 ...................................................................................................... 32 4.1.5 噪音 ...................................................................................................... 33 4.2 指標相關性分析 .......................................................................................... 33 第五章車輛綠色綜合指標之建立 ........................................................................... 34 5.1 資料包絡分析法 .......................................................................................... 34 5.2 共同權重法 .................................................................................................. 35 第六章車輛綠色評量 ................................................................................................. 39 6.1 評量資料收集及整理 .................................................................................. 39 6.2 車輛綠色指標評量 ...................................................................................... 45 6.2.1 指標計算 .............................................................................................. 45 6.2.2 指標相關性檢驗 .................................................................................. 50 6.3 車輛綠色綜合指標 ...................................................................................... 51 第七章結論與建議 ................................................................................................... 56 7.1 結論 .............................................................................................................. 56 7.2 建議 .............................................................................................................. 57 參考文獻 ....................................................................................................................... 58 附錄一 ........................................................................................................................... 62. -v-.

(8) 表目錄頁次表 2.1. 各國政府單位的車輛綠色評量系統 .............................................................. 8 表 2.2. 民間機構發展之車輛綠色評量系統 .............................................................. 9 表 2.3. 綠色車輛生命週期評估矩陣分析 ................................................................ 12 表 3.1. 車輛生命週期各階段對環境影響之檢討 .................................................... 16 表 4.1. 評量項目與評量方式 .................................................................................... 21 表 4.2. 空氣污染物評量範圍 .................................................................................... 23 表 4.3. 空氣污染物危害風險係數 ............................................................................ 31 表 4.4. 各種溫室效應氣體的 GWP 值 ..................................................................... 31 表 6.1. 納入評量的車型 ............................................................................................ 40 表 6.2. 車型認證資料 ................................................................................................ 41 表 6.3. 車型定期保養耗材更換週期 ........................................................................ 42 表 6.4. 車型保養週期與耗材需求總量 .................................................................... 43 表 6.5. 相關排放係數 ................................................................................................ 44 表 6.6. 車輛綠色評量指標值 .................................................................................... 46 表 6.7. 各項指標間的相關係數 ................................................................................ 50 表 6.8. DEA 法所得各車型最佳績效值及權重....................................................... 51 表 6.9. 共同權重法所得權重組合 ............................................................................ 53 表 6.10. 不同共同權重組之車輛綠色綜合指標績效值及排序.............................. 53. - vi -.

(9) 圖目錄頁次圖 1.1. 研究流程 .......................................................................................................... 4 圖 1.2. 綠色評量架構 .................................................................................................. 4 圖 2.1. 車輛生命週期分析 .......................................................................................... 9 圖 2.2. DEA 效率前緣（Efficency Frontier） ......................................................... 13 圖 3.1. 車輛生命週期示意圖 .................................................................................... 15 圖 4.1. 車輛綠色指標計算流程 ................................................................................ 20 圖 4.2. 車輛綠色指標計算架構圖 ............................................................................ 22 圖 4.3. 空氣污染物平均排放量計算 ........................................................................ 24 圖 4.4. 空氣污染物排放量與使用期限關係 ............................................................ 25 圖 5.1. 三種不同距離計算方式 ................................................................................ 35 圖 6.1. 各項污染物之健康風險影響計算結果比較 ................................................ 47 圖 6.2. 空氣污染物 NO x 各階段計算結果比較 ........................................................ 47 圖 6.3. 空氣污染物 SO x 各階段計算結果比較 ......................................................... 48 圖 6.4. 溫室氣體排放總量計算結果比較 ................................................................ 48 圖 6.5.. CO 2 各階段計算結果比較 ............................................................................ 49. 圖 6.6. 車重及耗材量計算結果比較 ........................................................................ 49 圖 6.7. 與 L ∞ Norm t=0~0.9 之 CW 計算結果次數分佈及偏斜係數 .................... 54 圖 6.8. 與 L1 Norm t=1.0 之 CW 計算結果次數分佈及偏斜係數 ......................... 54 圖 6.9. 與 L 2 Norm 之 CW 計算結果次數分佈及偏斜係數................................... 55 圖 6.10.. 各車輛綠色綜合指標值及各綠色指標佔綜合值的比重........................ 55. - vii -.

(10) 符號說明 Bj. ：空氣污染物項目 j 之認證空氣污染值. C. ：評量對象集合或評量對象數目. CO ave. ：車輛於使用期限中排氣尾管 CO 的平均排放量. CO L. ：車輛至使用期限之 CO 排放量. CO N. ：車輛於新車時之 CO 排放量. CO B. ：車型空氣污染排放清冊中之 CO 排放量. Dj. ：空氣污染物項目 j 的危害風險係數. DFCO. ：車型空氣污染排放清冊中 CO 劣化係數. DFHC. ：車型空氣污染排放清冊中 HC 劣化係數. DFNOx. ：車型空氣污染排放清冊中 NO x 劣化係數. DFPM. ：車型空氣污染排放清冊中 PM 劣化係數. D GS. ：DEA 與總體值的差距. dk. ：評量對象 k 之 DEA 與總體值的距離. E. ：使用階段能源消耗量. EM k. ：評量對象 k 之綜合指標值. EFD,CO2. ：棄置之 CO 2 排放係數. EFD, NO x. ：棄置之 NO x 排放係數. - ix -.

(11) 符號說明(續 1) EFD, PM. ：棄置之 PM 排放係數. EFD, SOx. ：棄置之 SO x 排放係數. EFD, j. ：棄置之空氣污染物項目 j 的排放係數. EFF,CH 4. ：能源燃燒的 CH 4 排放係數. EFF, CO2. ：能源燃燒的 CO 2 排放係數. EFF, N 2 O. ：能源燃燒的 N 2O 排放係數. EFF, SOx. ：能源燃燒的 SO x 排放係數. EFF, j. ：空氣污染物項目 j 的能源燃燒排放係數. EFM, CO2. ：製造的 CO 2 排放係數. EFM, NO x. ：製造之 NO x 排放係數. EFM, PM. ：製造之 PM 排放係數. EFM, SOx. ：製造的 SO x 排放係數. EFM, j. ：空氣污染物項目 j 的製造排放係數. ek. ：評量車輛 k 耗油率. HC B. ：車型空氣污染排放清冊中之 HC 排放量. HC BE. ：車型空氣污染排放清冊中 Evaporative HC 排放量. HC Evapo. ：車輛於使用中油箱及供油系統經由逸散所排放之 HC 總量. -x-.

(12) 符號說明(續 2) HCTail. ：車輛於使用中排氣尾管之 HC 排放總量. G. ：溫室氣體總排放量. Gj. ：溫室氣體項目 j 的總排放量. G M, j. ：製造階段之溫室氣體項目 j 的總排放量. G D, j. ：棄置階段之溫室氣體項目 j 的總排放量. G U, j. ：使用階段之溫室氣體項目 j 的總排放量. GN k. ： k 車型的車輛綜合綠色指標. GWPj. ：溫室氣體項目 j 之全球暖化潛勢值. g i, j. ：階段 i 溫室氣體項目 j 的排放量. L Dist. ：車輛使用期限的行駛里程. L BD. ：法規中對於車輛耐久保證期限之行駛里程要求. L Year. ：車輛使用年限. M. ：材料需求總量. MB. ：車型排放清冊中之負載車重. MP. ：車輛重量. MR. ：車輛保養所需的零組件及耗材重量. Mh. ：期限 h 的定期保養項目之耗材重量. - xi -.

(13) 符號說明(續 3) N. ：噪音指標. Ns. ：原地噪音. Na. ：加速噪音. NO x B. ：車型空氣污染排放清冊中 NO x 排放量. NO x M. ：車輛於製造階段之 NO x 排放量. NO x U. ：車輛於使用階段之 NO x 排放量. NO x R. ：車輛於維修階段之 NO x 排放量. NO x D. ：車輛於棄置階段之 NO x 排放量. P. ：車輛空氣污染物的危害風險值. PCO. ： CO 排放總量. PHC. ：車輛於使用階段 HC 排放總量. PNOx. ： NO x 排放總量. PSO x. ： SO x 排放總量. PPM. ： PM 排放總量. Pj. ：空氣污染物項目 j 排放總量計算結果. PD, j. ：廢棄處理階段的空氣污染物項目 j 排放量. PM, j. ：製造階段空氣污染物項目 j 排放量. - xii -.

(14) 符號說明(續 4) PU, j. ：使用階段空氣污染物項目 j 排放量. PM B. ：車型空氣污染排放清冊中 PM 排放量. QP. ：DEA 與總體值之間的最小二乘平方差. S. ：評量指標之集合. SO x U. ：車輛於使用階段 SO x 排放總量. t. ：假設參數. th. ：製造廠設定之定期保養週期的第 h 期限. u r, k. ：評量對象 k 之 r 項指標之指標權重. wr. ：r 項指標之最佳權重. x r, k. ：評量對象 k 之 r 項指標的計算結果. Yr, k. ：評量對象 k 之 r 項指標值. z. ：使目標式非負解之變數，也為 DEA 與總體值間的最大偏差. ur. ： r 指標之共同權重. - xiii -.

(15) 第一章前言 1.1 研究緣起車輛滿足民眾、貨物運輸的需求，為社會活動及發展重要的工具之一，也因此消耗大量資源及產生大量廢棄物，並造成都會區的空氣污染及全球溫室氣體排放的問題，為了環境永續發展，除了實施適當的管理政策與標準，亦應對車輛進行綠色評量，以促使車輛製造廠提昇車輛設計及品質，及鼓勵民眾購買綠色車輛，以降低車輛對環境的影響。目前國內外政府機構已逐步開始對車輛綠色評量，如國內環保署的 2006 年「汽油汽車低污染環保車」評選(環保署, 2007)、美國環保署的 Green Vehicle Guide(US EPA, 2006)，英國車輛認證署(Vehicle Certification Agency, VCA)油耗排名(VCA, 2007)、澳洲的 Green Vehicle Guide(Commonwealth of Australia, 2005)等，唯指標及架構多侷限於車輛管理標準項目，無法清楚審視車輛於製造、使用、保養、棄置等階段中，對於環境所產生影響的項目及程度。因此，德國交通俱樂部 (Verkehrsclub Deutschland, VCD)(2007)、美國能能源效率經濟協會(the American Council for an Energy-Efficient Economy, ACEEE)(2007)，則以生命週期概念審視車輛對環境的影響，並同時採用車輛管理標準的項目或其他公開資料，進行環境影響項目的評量。例如，ACEEE (DeCicco and Thomas, 1999)則曾針對車輛的製造、使用、棄置等階段進行環境影響分析，再結合適當的環境評量因子，讓民眾及車輛製造者明瞭車輛對環境的影響程度。但由於上述方法並未考量車輛之保養階段，故未能完整說明車輛之綠色程度。因此，本研究以製造、使用、保養、棄置四階段，依據國內特性，篩選適合的評量項目、因子、方法及環境因子，建立適用於國內的車輛綠色指標。為發展一套適合國內車輛綠色評量系統，本研究將分析車輛對環境的影響、建立車輛綠色指標、建立車輛綠色綜合指標及進行車輛綠色評量，環境影響分析並依據車輛製造、使用、保養、棄置等四階段，分析各階段對於環境影響程度；. -1-.

(16) 車輛綠色評量指標部分主要篩選適合國內特性的評量項目，包括能源消耗、空氣污染物、溫室氣體、材料、噪音等，再就現有車輛製造與管理相關資訊，檢討各評量項目指標的評量範圍，篩選適當的方法、因子建立車輛對環境影響程度的車輛綠色指標，及篩選代表的指標項目；再以資料包絡分析法(Data Envelopment Analysis, DEA)(Michael and Stoker, 1991) 及共同權重法 (Common Weight) (Despotis, 2005)計算，評量並篩選各代表指標項目的最佳權重，建立評量、比較對車輛環境影響程度，提供民眾、車商、車輛管理單位進行車輛綠色評量指標及車輛綠色綜合指標評量、比較，並評選出較環保的車型，並預期可作為車輛綠色採購、管理政策及綠色生產的重要參考。 1.2 研究目的本研究主要擬發展一套適用於國內車輛綠色評量系統，以提供民眾、車商、車輛管理單位進行車輛綠色評量指標及車輛綠色綜合指標評量、比較，並評選出較環保的車型，研究主要目的如下： 1. 建立一套適用於國內車輛綠色評量的車輛綠色指標由車輛管理、製造、報導等相關資訊，並無法提供車輛對環境影響的觀客且完整的訊息，以判斷、瞭解車輛對環境影響的程度，本研究將由國內之車輛製造、使用、保養、劣化…等相關確切資訊，篩選、建立車輛對環境影響的車輛綠色評量指標，並篩選代表的指標項目，以提供客觀、完整的綠色車輛資訊。 2. 建立一個客觀評量、比較車輛對環境影響的車輛綠色綜合指標為利於評量、比較車輛對環境影響，以客觀的方式選取適當的方法、程序、要求，建立車輛綠色綜合指標的評量方法，評量、篩選代表指標項目的權重，比較車輛對環境的影響程度，提供民眾、車商、車輛管理單位進行車輛綠色評量指標及車輛綠色綜合指標評量、比較、評選。. -2-.

(17) 3. 建立適合國內的車輛綠色評量程序及探討其實用性於車輛對環境影響的評量項目，不僅於物理及化學的特性不一，且常遭遇主管單位不一的問題，致使車輛綠色評量排序困難重重，因此，本研究將建立適合國內的車輛綠色評量程序及探討其實用性，以提供國內車輛管理相關單位，進行車輛對環境影響評量、排序及相關管理的參考。 1.3 研究流程與綠色評量架構本研究的流程如圖 1.1 所示，主要分為相關文獻整理分析及四個主要研究重點，包括車輛對環境的影響分析、車輛綠色評量指標、車輛綠色綜合指標及車輛綠色評量等，並依照車輛綠色評量的架構如圖 1.2 所示，進行車輛對環境的影響分析、車輛綠色評量指標、車輛綠色綜合指標之相關資料及彙整分析，以下一一簡要說明之： 1. 車輛對環境的影響分析由車輛對環境影響等相關文獻及案例中，彙整分析車輛於製造、使用、保養及棄置階段中，對環境造成衝擊的項目，及對環境影響的評量方式和相關係數，並由環境影響評估因子相關文獻及案例中，選取適當的環境影響評估因子及相關係數，以評量車輛對環境影響程度。 2. 車輛綠色指標建立由國內車輛管理單位及車輛製造廠提供參考資訊中，依其對環境需求和衝擊項目，考量國內車輛實際使用或管理的情境，及性能或空氣污染排放的劣化特性，檢討車輛對環境影響項目的重要性、適用性及相關資料的可取得性，篩選適當項目、評量方式、相關係數及環境影響因子，並選取適當方法，建立車輛綠色評量指標，並篩選代表指標。. -3-.

(18) 相關文獻： z z z. 文獻及資料收集. 車輛與環境研究生命週期研究環境積效評量研究. 國內車輛相關資料：. 車輛對環境影響分析. z z z z. 空氣污染認證資料噪音認證資料油耗認證資料定期保養資料. 評量系統建立. 車輛綠色指標建立. 車輛綠色綜合指標建立車輛綠色評量圖 1.1. 研究流程車輛對環境影響內容. 製造. 使用. 保養. 棄置. 車輛對環境影響分析. 評量項目. 車輛綠色指標車輛綠色指標建立代表指標. 車輛相對最佳積效與適當指標權重車輛綠色綜合指標建立車輛綠色綜合指標. 圖 1.2. 綠色評量架構. -4-. 案例研討. 整理分析環境影響分析相關文獻國內車輛對. 研究背景與目的.

(19) 3. 車輛綠色綜合指標建立首先以 DEA 模式計算車輛各因子的相對最佳績效，再以共同權重法 (Despotis, 2005；黃, 2007)計指標的權重組，再依加權評量結果的分佈狀態，篩選適當的權重組合，評量車輛對環境影響車輛綠色綜合指標。 4. 車輛綠色評量針對國內銷售量較大及以強調環保的車輛，收集及整理本研究評量所需的相關資料，以進行國內車輛的綠色評量，並與其他評量結果比較，以探討所發展車輛綠色評量系統是否適用於國內這些車輛，並討論所得結果。 1.4 論文內容本章之後各章如下述，第二章文獻回顧，介紹相關的文獻中相關的綠色評量系統、綠色評量項目與指標、相關評量試算表、車輛綠色評量活動；第三章說明車輛對環境影響分析的評量範圍，及製造階段、使用階段、保養階段、棄置階段的評量項目及內容；第四章檢討車輛綠色指標建立，檢討車輛綠色評量指標：能源、空氣污染物、GHGs、材料、噪音等的評量方法、檢討，並篩選代表指標及常態化結果；第五章說明車輛綠色綜合指標建立，選取適合本研究使用的 DEA 及共同權重法，計算並篩選一組適當的指標權重組合，建立車輛綠色綜合指標；第六章說明本研究之車輛綠色評量、比較及討論，包括：國內案例車輛篩選及資料收集、車輛綠色評量指標評量、評量結果比較與討論；最後第七章為總結本論文及對未來研究的建議。. -5-.

(20) 第二章文獻回顧車輛為現今社會及經濟發上不可或缺的交通運輸工具，而車輛之製造及使用行為所對環境造成之衝擊，亦為政府及車輛製造廠所重視的問題，為瞭解車輛對於環境影響之程度，已有一些國家的政府單位或民間機構發展了評量方法。本章就車輛綠色評量系統、車輛綠色指標、車輛綠色綜合指標等，回顧車輛評量相關之文獻資料。 2.1 車輛綠色評量系統為降低車輛的環境影響，己有一些指標可供政府、製造廠、車輛服務業等作為車輛開發、製造、管理等的因循依據。如 Mobility 2030（WBCSD, 2004）即提供了三項與環境有關的指標，分別為溫室氣體排放、對環境與公眾的影響及資源使用，供利害關係人參考，但對於各項指標的評量方法並未再深入說明。一些國家為使民眾瞭解車輛對環境的影響，發展了不同的車輛綠色評量系統，表 2.1 所列為本研究整理國內環保署、經濟部能源局、美國環保署（US EPA）(2006)、英國車輛認證署（Vehicle Certification Agency, VCA）(2007)、澳洲的公共健康機構（Department of Transport and Regional Services, DTRS）(2005)等國的車輛評量系統，其主要是依照政府針對車輛影響環境所訂定的管制項目及標準，再以一預期或較嚴格的篩選或分級標準給與績分、合計排序，其評量之結果可作為民眾購車之參考或車廠改善品質之目標。此方式之優點是符合政府單位的作業需求，但缺點則是評量項目只能依國家之管制項目或標準來訂定，而未考量車輛製造、使用、保養、棄置時所實際產生的環境影響，故無法反應出車輛對環境影響之真實情況。目前在相關協議下所發展出來做為製造或管理的環境評量方法或系統，包括生命週期分析（Life Cycle Analysis, LCA）、物質流及永續流分析（MFA & SFA）（Kleijn and Voet）、ISO 14000 等。其中，以 LCA 為考量較完整，如圖 2.1 所示，車輛的生命週期包由原料開採、煉製、製造、使用、保養、棄置、廢棄、回收等階段，在各階段中選取項目及適當方法評量車輛於製造、使用、棄置對環境影響. -6-.

(21) 程度。一些民間單位亦依此原則發展出一些比較車輛對環境影響程度的方法，包括如表 2.2 所列之 American Council for Energy-Efficent Economy（ACEEE）、 Verkehrsclub Deutschland（VCD）、Vrije Universiteit Brussel（VUB）、Ecolane transport Consultancy（ETC）等機構，依據車輛生命週期各階段發展了一些車輛綠色評量系統，以下分別比較說明： 1. ACEEE ACEEE 的 DeCicco and Thomas（1999）評量車輛製造、使用等二階段，評量項目包括空氣污染物、溫室氣體排放，含車輛製造及使用車輛直接、間接環境影響，以空氣污染物、溫室氣體（GHGs）表示環境影響，最後以危害成本（Damage cost）綜合評量，再以統計分式轉換為滿分為百分之績分，以避免因成本產生的錯誤印象。唯在評量中未考量車輛於保養及棄置等階段的影響，且評量範圍中未考量車輛排放的劣化特性及油氣蒸發排放情境，亦未評量車輛所產生的噪音問題。 2. VCD VCD (2007)評量車輛使用階段對環境的影響，評量項目包括空氣污染、 CO 2 、噪音，且以 CO 2 、噪音、致癌物、健康影響物表示車輛對環境的影響，. 再設定各項目的權重加權計算，綜合表現車輛對環境的影響。唯僅評量車輛於使用階段的環境影響，且未考量車輛使用狀況，及排放劣化特性與油氣蒸發排放問題。 3. VUB VUB 的 Mierlo et al.(2003)評量車輛使用階段，評量項目類似 VCD，包括空氣污染、 CO 2 、噪音，亦考量使用不同能源對環境間接影響，以健康、溫室氣體、環境、建築、噪音等項指標表示車輛對環境的影響，再設定各項目的權重加權計算，綜合表現車輛對環境的影響。與 VCD 相同，僅評量使用階段，也未考量車輛使用狀況，及排放劣化等特性與油氣蒸發排放問題。. -7-.

(22) 4. ETC ETC 的 Ben（2006）則評量車輛製造、使用、棄置等階段，評量項目類似 ACEEE，包括空氣污染、溫室氣體、材料等四項，材料是以車輛材料成分重量評量，最後均換算為空氣污染物、溫室氣體（GHGs）表示環境影響程度，且以 EU ExternE（IER, 2006）所建議方法計算環境危害成本，再以統計分式轉換為滿分為百分之績分，並繪製分級圖區別評量車輛所屬族群，以顯示其對環境的影響程度。唯此方法未考量車輛保養階段的環境影響，而在材料評量上，雖可評量出各類車輛材料的概略成分，但由原料直接推估車輛製造的排放，忽略了車輛製程的繁雜。評量資料主要來自於認證資料，未考量車輛使用狀況及排放劣化特性，且對車輛所產生的噪音問題也未納入評量。. 表 2.1. 各國政府單位的車輛綠色評量系統美國國內「汽油汽車低污 Green Vehicle 名稱 Guide 染環保車」評選認證值認證值空氣污染物須達定值分級給分認證值認證值油耗須達定值分級給分 CO 2 分級給分製造用的材料安全認證. 英國油耗排名. 澳洲 Green Vehicle Guide 認證值、動力方認證值排名式分級給分. 分級給分分級給分於 EU 相關規定於 EU 相關規定但未納入評量但未納入評量須符合須符合須符合但未納入評量但未納入評量但未納入評量須符合須符合須符合未再強調未再強調未再強調. 認證值須達定值各空氣污染物指標總分指標總分指標總分綜合排序的合計量資料整理自環保署(2007)、US EPA(2007)、VCA(2007)、DTRS(2005) 噪音. -8-.

(23) 表 2.2. 民間機構發展之車輛綠色評量系統 ACEEE VCD VUB 製造 v 評量使用 v v v 階棄置段能源 v v v 盤空氣污染物 v v v 查資 CO2 v v 料材料 v 能源評 v v v 量空氣污染物項溫室氣體 v v 目 CO2 v 車輛製造 v 考量使用直接 v v v 面使用間接 v v 向綜合評量方式以空氣污染物參考 IFEU 所參考 BIM損害成本，再設定指標權重 IBGE 所設定指標權重換算為百分比式績效. 圖 2.1. 車輛生命週期分析圖 (Michael and Bernd, 1999) -9-. ETC v v v v v v v v v v v 各指標分別以空氣污染物損害成本合計，再換算為百分比式績效，且繪製族群分佈圖。.

(24) 2.2 車輛綠色評量項目與指標目前已有多個機構提出綠色評量項目及指標，以下就 Mobility 2030 (WBCSD, 2004)對環境指標的選取建議原則及 ACEEE、VCD、VUB 所選取的指標分別說明之。 1. Mobility 2030 (1) 溫室氣體排放在該協議中，對於溫室氣體指標所評量的溫室氣不只 CO 2 ，還含甲烷（ CH 4 ）、氧化亞氮（ N 2 O ）、氫氟碳化物（ HFCs ）…等，但均轉換為碳當量（carbon-equivalent），且以單位時間的 GHGs 排放量表示。其對於溫室氣體評量的方法可作為本研究的依循，但以單位時間排放量的表示方式只評估單位時間內的排總量，宜改為評量車輛使用期內的排放總量。 (2) 對環境與公眾的影響、資源使用對環境與公眾的影響包括污染物排放、對生態系統的影響、噪音等三項，污染排放包括 NO x 、 CO 、 HC 、 PM 及鉛等；對生態系統的影響含對土地使用的影響；噪音主要考量單一或部分民眾曝露於交通相關噪音的強度。此三項中，污染排放及噪音均為本研究應研究的範疇，而對生態系統的影響，為交通及路道設施設置之影響，故本研究未納入。 (3) 資源使用資源使用考量有三項，即能源與能源安全、土地使用及材料使用，能源與能源安全是對能源的使用量及對能源供應區的安全性；土地使用部分考量土地使用成本及用於交通的程度，以單位土地的交通量表示；材料使用考量車輛製造、保養及交通設施建置，均需要大量的材料，其以運輸部門的使用量及實際回收率方式表現。就其三項指標方向，車輛的能源使用量、車輛製造用材料、車輛保養用材料，及材料使用後的回收率應納入綠色車輛的考量項目；至於能源供應安全性、道路土地的使用量、交通設施建置等主要為運輸使用設施之規劃及設置所應考量的範疇，故本研究未納入。 - 10 -.

(25) 2. ACEEE 如表 2.3 所示，DeCicco and Thomas（1999）考量了溫室氣體、空氣污染、水污染、土地污染、工作場所風險、噪音、能源、其他資源、其他生態的損害等環境影響項目，就這些項目於原料生產、產品製造、產品運輸、產品使用、棄置等階段中的必要、重大且可評量的項目，選取溫室氣體、空氣污染物、能源、材料等評量項目。製造階段以車輛的重量及商品製造的排放係數，計算溫室氣體、空氣污染排放量；使用階段以 US EPA 的公告車輛排放廢氣資訊及車輛使用狀況，計算溫室氣體、空氣污染排放量及能源消耗量，及因使用能源的間接溫室氣體、空氣污染物排放量。其中，DeCicco and Thomas（1999）曾提及可以類似商品的排放係數計算廢棄物回收的溫室氣體、空氣污染排放量，但其因無計算車輛回收量及廢棄物量，故未進行；US EPA 的公告車輛排放廢氣資訊中尚有車輛的蒸發測試一值，但其以排放係數與油耗計算，未以蒸發測試的情境推估計算；且並未將車輛排放的劣化特性列入考量；使用能源所產生的間接污染排放是必要考量的項目，但以國內現今使用車輛而言，幾乎全為石油煉製的汽油及柴油車輛，故除了少數油電混合車輛，差異不大；此外，噪音部分應可以危害風險或適當權重納入計算。 3. VCD、VUB 由 VCD(2007)與 VUB(Mierlo et al., 2003)評量資料幾乎類似，均是以能源、空氣污染、 CO 2 、噪音等資料進行評量，再依空氣污染物對健康、致癌特性及生態、建築損害因素細分為不同的評量項目，如 VCD 以 CO 2 、噪音、致癌物、健康影響物等評量項目，而 VUB 則區分為溫室氣體、健康、環境、建築、噪音等項指標。二者對於空氣污染物資料的計算方法，均未詳細說明，但由所引用 EU 的測試數據上看來，應沒有考量車輛的劣化特性及油氣蒸發問題；唯 Mierlo et al.（2003）以 Ecolabel 99（Prë-Consultants, 2000）所提供各項空氣污染物的危害風險，計算車輛車輛排放 HC 、 NO x 、 CO 、 PM 等所造起的癌症及呼吸道健康項目風險，可作為本研究對空氣污染物綜合評量時參考。 - 11 -.

(26) 表 2.3. 綠色車輛生命週期評估矩陣分析 Phase of product life cycle Materials production. Product manufacture. Greenhouse gas emissions. C. C. A. Air pollution. C. C. B. C. C. A. Environmental concern. Product distribution. Product use. End of life. Water pollution Land contamination Workplace hazards Noise Energy consumption Other resource consumption Other ecosystem damage Status in the Green Guide to Cars and Trucks methodology (blank cells indicate items not included): A—Included explicitly, with good data quality and relatively high accuracy for discriminating among vehicles. B—Included explicitly but with lower level of data quality and relatively high uncertainties. C—Included only indirectly, with very aggregate or uncertain data.. (DeCicco and Thomas, 1999) 2.3 車輛綠色綜合指標 ACEEE 及 ETC 均以損害成本評估，但不確定性高且國內不易取得類似的損害成本資料；而 VCD 及 VUB 則分別參考 IFEU（Institut für Energie- und Umweltforschung）及 BIM-IBGE(Mierlo et al., 2003)訂定車輛環境影響評量指標之權重；由於國內並無綠色車輛各項指標之權重可供使用，故必須採用其他方法發展綜合指標，以下簡述過去常用的綜合指標建立方法： 1. 均等權重法（Equal Weight, EW）（Nardo et al., 2005）是將各評估項目視為同等重要建立綜合指標，但各指標的重要性往往並不相同。 2. 層級分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）（Satty, 1987）是以一個系統化的問卷分析方式求取權重，但受訪者作答時易受問卷提問方式所影響。 3. 影響評估分析法（Impact Assessment Analysis，IAA）（Pré-Consultants, 2000）是透過多個專家共同協商，集合廣泛的意見與經驗，進而決定指標之重要性進而分配權重至指標，但不同專家所給的權重不同，如何求取適當的共同權重仍有待探討。. - 12 -.

(27) 4. 類聯合分析法（Conjoint Analysis、CA）（Ülengin et al., 2001）是預先提供多組指標組合方案，再經由專家、施政者與民眾選擇自己較為偏好之方案，進而經由整合評估意見決定指標之重要性，但必須事先訂出多組合適方案且需要較多的受訪者，評估過程複雜且易受人為主觀意見的影響。 5. 資料包絡分析法（Data Envelopment Analysis、DEA）（Charnes et al., 1978）常用於評估用於評估多項投入、多項產出之效率，此方法所求得的權重不受人為主觀因素影響；主要是依據績效值離效率前緣(Efficiency frontier, EF) 的距離來決定是否為有效率，如圖 2.2 所示，橫座標為指標 1，縱座標為指標 2，A、B、C、D、E 為五個受評估單位，由於沒有任何受評單位二個指標皆優於 A、B、E，故 A、B、E 與座標軸之連線為 EF，且在 EF 上的 DEA 效率值均設為 1(含 A、B、E)。C 之效率計算方式為 C ' C / OC ' 。由於 DEA 針對不同受評單位設定不同權重組，不太實用，故 Despotis （2005）提出共同權重法（common weight）改善 DEA 的不同權重組問題，使得各個受評量單位在盡可能保留原 DEA 權重的原則下統一權重組合，以提高實用性。由於 EW 法未考量各指標的重要性不同，而 AHP、IAA、CA 等法則易受主觀因素影響，而 DEA 法較不會受主觀因素的影響，故本研究採用 DEA 法及共同權重法，對常態化計算後的車輛綠色指標，估算各車之相對最佳績效，再計算篩選各項指標的適當權重，以建立車輛綠色評量綜合指標。. 圖 2.2. DEA 效率前緣（Efficency Frontier）. - 13 -.

(28) 第三章車輛對環境影響分析為了分析車輛對環境的影響情形、評量方式、評量項目及方式，本研究依據車輛生命週期界定評量階段、項目的分析範圍，再針對製造、使用、保養、棄置等階段，就車輛影響環境的情形與管理制度，探討評量的方式，以下一一說明之。 3.1 評量範圍本研究參考 Michael and Bernd（1999）的分析方式，如圖 3.1 所示，以生命週期概念檢討車輛對於環境的影響，進而據以選取評量階段及評量項目： 1.. 評量階段除了車輛生命週期中主要的製造、使用、報廢處置三個主要階段，由於在車輛使用階段中，必須仰賴定期保養，以維護車輛品質性能的可靠度，而此定期保養的頻率及更換耗材項目多寡，主要依車輛製造廠對車輛設計製造的可靠度而決定，因而對於評量的階段中，本研究亦將保養的部分列為評量階段之一，故可區分為製造、使用、保養、報廢處置四個主要評量階段。. 2.. 評量項目的選取評量項目主要探討各階段會影響環境的項目，其中包含能源、材料等資源，以及空氣污染物、GHGs、廢棄物、噪音等污染，對環境影響項目。本研究於各階段分別評估各項目之資料可取得性及資源需求量或污染排放量，再依據量的大小，判定對環境的影響程度，若任何項目初步評估後，影響可能輕微或沒有必要重點管理的必要時，即會予以排除；且若是資料甚難取得，亦將暫時排除。. 分析結果如表 3.1 所示。以下一一說明如各階段的評量。. - 14 -.

(29) 使用階段與保養階段. 製造階段能源材料. 生產. 報廢階段. 車輛使用. 能源. 能源 No. --車輛行駛里程. 新車. 保養?. 廢車. Yes. 車輛保養 - 15 -. 零組件、耗材. 廢零組件、耗材. 空氣污染物. 、. GHGs. 、. 廢棄物、. 圖 3.1. 車輛生命週期示意圖. 噪音. 報廢回收材料.

(30) 表 3.1. 車輛生命週期各階段對環境影響之檢討階製使保報. 能源. 段. 廢. 處. 造用養置. 空氣污染物. 材料. GHGs. 廢棄物. 噪音. DA. DM. EI. DA. EA. EI. DA. EA. EI. DA. DM. EI. DA. DA. EI. DA. DA. EI. N A N N. U H U U. S H S S. N A N N. U H U U. H H H H. N A N N. U H U U. H H H H. A N A A. H S H H. N S N N. N N A N. S S H H. U S N H. N A N N. S H S S. S H S S. DA：資料可取得性，A 可取得、N 不易取得. - 16 -. DM：需求，H 大量、S 少量、U 不確定 EA：排放量，H 大量、S 少量、U 不確定 EI：環境影響 H 重大、N 平常、U 不確定、S 不顯著部分為本研評量項目.

(31) 3.2 製造階段由於車輛產業的製造分工體係繁複，甚至採取全球分工的方式進行，於製造上的資源需求及污染排放，並不易取得完整的盤查資料，故未納入。本研究就本階段可能的影響項目如表 3.1 所列，以下分別說明。 1.. 能源：製造過程中實際能源需求量不易取得，雖可由車輛或相關產業的能源使用效率(Energy Efficiency, EE)及材料重的乘積來評量，然而由於全球分工下，各國的 EE 不同，評量結果的不確定性較高，故未列入評量。. 2.. 空氣污染物及 GHGs 排放量：雖然製造過程的排放量不易取得的，但可由車輛或相關產業的排放係數(Emission Factor, EF)，與材料重的乘積來評量(DeCicco and Thomas, 1999)。. 3.. 材料：材料的資訊較易取得，可以車輛或相關零組件、耗材的重量來表示，由於材料是否回收性高，需求量高低，均造成不高程度的環境影響，故納入評量。. 4.. 廢棄物：製程中產生的廢棄物量並不易取得，由於相關廢棄物料均有回收再利用價值，產生量應不大，故不列入評量。. 5.. 噪音：各工廠噪音量並不易取得，製造過程的噪音，則因可有效隔絶於廠區內，對民眾影響不大，故噪音量預期不大，對環境影響不顯著，故未列入評量。. 3.3 使用階段車輛於使用階段對環境的影響，是各國對車輛主要管制的範圍，此階段內可能的影響項目如表 3.1 所列，以下分別說明之。 1.. 能源：能源消耗量主要以經濟部能源局的車輛油耗指南，並以車輛製造廠提供的耗能測試資訊為輔，做為評量車輛的能源消耗量依據。能源為車輛在使用階段的主要需求，故需求量大，對環境的影響程度亦高，故須評量。 - 17 -.

(32) 2.. 空氣污染物及 GHGs 排放量：主要由國內環保署所公告車輛污染排放清冊中的認證數值，評量 CO 、 HC 、 NO x 、 PM 等污染物排放量，並由能源消耗量與能源 EF 值的乘積，推估 SO x 及 CO 2 排放量。對於內燃機引擎車輛而言，於使用階段中的排放量大，對環境的影響程度亦高，故須納入評量。. 3.. 材料及廢棄物：在使用階段中材料的需求少，廢棄物的產生量亦應不大，且這些資訊皆不易取得，故未列入評量。. 4.. 噪音：車輛所產生的噪音資料，可由環保署公告的車型噪音合格清冊中，取得車輛噪音認證數值，就人體可承受的噪者 45-55dB(WHO/Europe, 2007)，一般均超過此值，故噪音量為大者，對環境的影響較大，故納入評量。. 3.4 保養階段於車輛品質及性能之維持，必須依賴定期保養，包括週期、項目、方法等，定期保養週期短，零組件、耗材的耗損及更換率將增加，而造成消費者及環境負荷。可能的影響項目如表 3.1 所列。 1.. 能源：由於保養階段方法不同，且不易取得此階段對能源需求，而製造保養所需的零件及耗材的能源需求，亦不易取得資料，雖可由材料重量與 EE 估算，但對能源的實際需求量不易確定，且預期不同車輛間的差異可能不顯著，故未納入評量。. 2.. 空氣污染物及 GHGs 排放：亦不易取得，但可就保養所需零件及耗材的製造排放量，由材料重量與 EF 計算，其結果具有一定的代表性，故納入評量。. 3.. 材料及廢棄物：此部分可由車輛製造廠提供車主的車主手冊，獲取此階段所需材料的重量，及被更換棄置的廢耗材等廢棄物產生量，於車輛使用期限中，車輛於材料需求量及廢棄物產生量均為大量，若均可回收再. - 18 -.

(33) 利用或再製造，對環境的影響會較小，由於其量可做為項目或階段的評量之用，故納入評量。 4.. 噪音：由於保養階段之噪音量，並不易取得，且保養過程的噪音可有效隔絶於車輛保養廠區內，對民眾及環境影響應不顯著，故不納入評量。. 3.5 棄置階段報廢車輛及耗材於此階段處理過程對環境的可能影響項目檢討如表 3.1 所列，說明如下。 1.. 能源：由於此階段之能源需求因報廢處置的執行方式不一，因此不易取得能源之評量資料，且預期不同車輛間的差異不會太顯著，應不會影響評量，故不納入評量。. 2.. 空氣污染物及 GHGs 排放量：報廢處置中的實際排放量不易取得，但可依回收處理或廢棄物處理的相關產業 EF 與料重的乘積來評量，故納入評量。. 3.. 材料：此需求可由製造階段材料評量及廢棄階段的廢棄物重，來評量須處置的廢車及廢耗材重。需報廢處置量應不小，故納入評量，若廢車可回收再利用或再製造，對環境的影響會較小。. 4.. 廢棄物：指報廢車輛及耗材經回收處置後所剩無法回收之廢棄物，雖可由車輛製造廠所宣告的回收率來評量，但由於國內廢棄車輛的回收處理，皆由環保署所主導廢棄物回收基金會，統一委託民間機構辦理，因此，車輛製造廠均無宣告回收率，由環保署(2005)對國內廢車進行回收率之統計結果約 71.1%，即相當於有 28.9%的廢棄物產生，由於單一數據不具比較性，故此部分未納入評量。. 5.. 噪音：於此階段噪音量資訊並不易取得，處置過程的噪音因可有效隔絶於廠區內，預期對民眾及環境影響不顯著，故不納入評量。. - 19 -.

(34) 第四章車輛綠色指標計算本章說明如何依前一章所篩選的評量項目計算車輛綠色指標，計算流程如圖 4.1 示，首先依各指標內容分別訂定計算方法，進而訂定指標相關性分析及篩選原則，選擇較適當的指標及避免同時採用相關高的不同指標。以下一一詳細說明之。. 政府單位公開資訊. 能源消耗量 (E). 空氣污染物排放量( Pj ) 健康危害風險. 危害風險結果(P). 車廠提供車主資訊. 溫室氣體排放量( G j ). 材料需求量 (M). 噪音 (N). 全球暖化潛勢 CO2-equivalent (G). 指標結果相關性檢驗. 等比例方法常態化. 能源指標值. 空氣污染物指標值. 溫室氣體指標值. 材料指標值. 圖 4.1. 車輛綠色指標計算流程. - 20 -. 噪音指標值.

(35) 4.1 指標計算方法前一章已探討出車輛各階段中重要的環境影響項目，並篩選出本研究所要使用的評量項目，其可評量性如表 4.1 所示，共選擇能源、空氣污染物、GHGs、材料、噪音等五項作為車輛綠色指標，如圖 4.2 所示，各綠色評量指標計算架構圖，分別於各階段中計算再加總計算其結果。以下各節說明各個車輛綠色指標說明所採用的評量方法。. 表 4.1. 評量項目與評量方式能源製造階段使用階段保養階段報廢處置階段. A. 空氣污染物. GHGs. 材料. C A C C. C B C C. A. 噪音. A A. A 測試值估算 B 製造資料推估 C 相關文獻推估. 4.1.1 能源(代碼: E) 能源評量指標是以使用階段能源消耗量為考量，主要依據每年所公告的車輛油耗指南(經濟部, 2007)車輛耗油率及車輛期限中車輛行駛里程來估算，計算方式如下： E=. L Dist ek. (4.1). 其中，E 為使用階段能源消耗量，單位為公升； L Dist 為車輛使用期限的行駛里程，單位為 km； e k 為車輛耗油率，單位為 km/l。國內車輛使用期限約為 11 年、機車約為 10 年(行政院環保署, 2005)，而於行駛里程汽車約為 11 萬公里(交通部統計處, 2007)、機車約為 5 萬公里(交通部統計處, 2002)。. - 21 -.

(36) 使用階段. 材料－車輛重量(MP). 製造排放係數(EFM,j). 空氣污染物排放量(PM,j). GHGs 排放量(GM,j) 使用階段. 車輛使用期限(LDist). 認證油耗值(ek). 認證空氣污染值(Bk). 能源消耗量(E). 空氣污染物(PU,j). 能源燃燒排放係數(EFF,j). GHGs 排放量(GU,j) - 22 -. 認證噪音值(Ns、Na) 保養階段. 車主手冊. 噪音影響(Ns). 材料－零件及耗材重量(MR). 製造排放係數(EFM,j). 空氣污染物排放量(PM,j). GHGs 排放量(GM,j) 報廢零件及耗材重量(WR). 報廢處理階段. 廢棄物(W)－報廢車輛、零件及耗材重量. 回收比率(R). 回收處理排放係數(EFD,j). 空氣污染物排放量(PD,j). GHGs 排放量(GD,j). 圖 4.2. 車輛綠色指標計算架構圖.

(37) 車輛耗油率及空氣污染物排放的測試程序，目前國際上主要有美國及歐洲兩種測試程序，於汽車部分，國內主要以美國測試程序(US FTP-75)(經濟部能源局, 2007)為認證的測試程序，但同時也承認歐盟測試程序(EU 1999/100/EC) (經濟部能源局, 2007)，由於二者測試程序方式不同，因此對耗油率限制亦不相同，以此二種不同測試程序之耗油率的比值(US/EU≒1.15) (經濟部能源局, 2007)，於本研究中，以歐盟測試程序進行測驗之車款，其耗油率將乘上該比值，轉換為美國測試程序之耗油率。 4.1.2 空氣污染物(代碼:P) 空氣污染物指標，包含有 CO 、 HC 、 NO x 、 PM 、 SO x 等五項子指標評量，各子項指標所對應之評量階段如表 4.2 所示，於製造、保養、廢棄處置等階段所評量的空氣污染物為 NO x 、 PM 、 SO x 等三項，於使用階段所評量空氣污染物則包括 CO 、 HC 、 NO x 、 PM 、 SO x 等五項，並且，為了易於綜合比較空氣污染物的影響，再以空氣污染物危害風險係數(Prë-Consultants, 2000)，計算本指標之危害風險，各子指標及危害風險計算方法分述如下：. 表 4.2. 空氣污染物評量範圍空氣污染物子指標. NO x. PM. SO x. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. 保養階段. ˇ. ˇ. ˇ. 報廢處置階段. ˇ. ˇ. ˇ. CO. HC. 製造階段使用階段. ˇ. ˇ. 1、 CO 由於 CO 主要為車輛使用階段中所產生的空氣污染物，故 CO 子指標主要針對使用階段 CO 排放量進行評量，空氣污染物的排放會因引擎及污染控制系統的老化而逐漸提高，依照環保署”汽油及替代清潔燃料引擎汽車車型排氣審驗合格證明核發撤銷及廢止辦法”所規定，一般假設與使用的期限成. 23.

(38) 線性的關係(環保署, 2007)，如圖 4.3，評量之方法是以車輛於使用期限中. CO 排放量(單位重量/單位距離). 的平均排放量與行駛里程的乘積，以計算車輛排氣尾管排放 CO 總量：. COL. CO A =. CO N + CO L 2. CON. 行駛里程(單位距離). 圖 4.3. 空氣污染物平均排放量計算 PCO = CO ave × L Dist. (4.2). 其中， PCO 為 CO 排放總量，單位為 g； CO ave 為車輛於使用期限中排氣尾管 CO 的平均排放量，單位為 g/km； L Dist 則同前[能源]中之 L Dist ，為車輛使用. 期限的行駛里程。CO ave 可由車輛新車排放量與使用期限排放量的平均值來表示，如圖 4.3 所示： CO ave =. CO N + CO L 2. (4.3). 其中， CO N 為車輛於新車之 CO 排放量， CO L 為車輛至使用期限之 CO 排放量，單位均為 g/km。由於環保署之空氣污染排放清冊，並未有 CO N 之值，故 CO N 改以環保署公告的車型空氣污染排放清冊(環保署, 2007)公告車輛於耐久保證期限之 CO 排放量除以其劣化係數計算之：. 24.

(39) CO N =. CO B DFCO. (4.4). 其中，CO B 為車型空氣污染排放清冊中於耐久保證期限時之 CO 排放量，單位均為 g/km； DFCO 為車型空氣污染排放清冊中 CO 劣化係數。而 CO L 則可由法規中對於車輛耐久保證期限的要求期限(環保署 , 2007)、車型空氣污染排放清冊中之 CO 排放量及劣化係數及車輛使用期限. CO 排放量(單位重量/單位距離). 的關係估算，如圖 4.4 所示：. COL CO B - CO N CO L - CO N = L BD L Dist COB COL-CON COB–CON CON. 行駛里程(單位距離). LBD. LDist. 圖 4.4. 空氣污染物排放量與使用期限關係 CO B - CO N CO L - CO N = L BD L Dist. (4.5). 其中， L BD 為法規中對於車輛耐久保證期限之行駛里程要求，單位為公里；計算後 CO L 之排放量為： CO L = CO N +. (CO B - CO N ) × L Dist L BD. (4.6). 25.

(40) 將式 4.6、4.4 代入式 4.3，則 CO ave 則為：. CO AVE =. CO B CO B + + DFCO DFCO. (CO B -. CO B ) × L Dist DFCO L BD. 2 CO B (CO B ) × L Dist CO B DFCO = + DFCO 2 × L BD. (4.7). 再將式 4.7 代入式 4.2， PCO 則為：. PCO = (. CO B + DFCO. CO B ) × L Dist DFCO ) ×L Dist 2 × L BD. (CO B -. (4.8). 另外，由空氣污染排放清冊中獲得汽車各車型 CO 及其他 HC、NOx 排放量，由於[能源]使用推估有美系及歐系不同測試程序(環保署, 2007)，此二測試程序之空氣污染排放物的排放量之比值設為 US/EU： CO ≒3.54 (李, 2002)，修正轉換為國內法定測試程序的近似值，以進行不同測試程序之 CO 排放的評量比較。 2、 HC 由於 HC 之排放，主要是在於使用階段，故 HC 子指標亦主要針對使用階段 HC 排放量進行評量， HC 的排放方式可分為排氣尾管排放與自油箱及供油系統逸散兩部分，故 HC 之計算方法為： PHC = HC Tail + HC Evapo. (4.9). 其中， PHC 為車輛於使用階段 HC 排放總量，HCTail 為車輛於使用中排氣尾管之 HC 排放總量，HC Evapo 為車輛於使用時自油箱及供油系統經由逸散所排放之 HC 總量。. 26.

(41) HCTail 之計算方式類似之前排氣尾管排放 CO 總量估算方式，以下式計. 算使用階段中由車輛所排氣尾管排放的 HC 總量：. HC Tail = (. HC B + DFHC. HC B ) × L Dist DFHC ) × L Dist 2 × L BD. (HC B -. (4.10). 其中， HC B 為車型空氣污染排放清冊中(環保署, 2007)公告車輛耐久保證期限時之 HC 排放量，單位為 g/km，而 HC B 亦須考量美國及歐洲不同之測試程序(環保署, 2007)，US/EU： HC B ≒1.19(李, 2004) ，修正轉換為國內法定測試程序的近似值，以進行不同測試程序之 HC 排放的評量比較； DFHC 為車型空氣污染排放清冊中 HC 劣化係數。 HC Evapo 則依環保署現行測試程序(環保署, 2007)及交通部對國內車輛使. 用狀況調查資料(交通部統計處, 2007)進行情境推估模擬，以車輛每日行兩次，長時間停車兩次，即自車輛的油箱及供油系統蒸發兩次，估算在車輛使用年限中的排放量即為： HCEvapo = HCBE × 2 × 365 × L Year. (4.11). 其中， HC BE 車型空氣污染排放清冊中 Evaporative HC 排放量，單位為 g/test； L Year 為車輛的使用年限。將式 4.10 及 4.11 代入式 4.9 中， HC 則為：. PHC = HC U = ((. HC B + DFHC. HC B ) × L Dist DFHC ) × L Dist ) + 730 × HC BE × L Year 2 × L BD. (HC B -. (4.12). 3、 NO x NO x 子指標是對於製造、使用、保養、報廢處置等階段 NO x 排放量的. 評量： PNOx = NO x M + NO x U + NO x R + NO x D. 27. (4.13).

(42) 其中，PNOx 為 NO x 排放總量， NO x 、 NO x 、 NO x 及 NO x 分別為車輛於製 M. U. R. D. 造、使用、維修及報廢處置階段之 NO x 排放量，以下分別說明計算方法： z. NO x M 可由製造排放係數與車輛重量，計算車輛於製造階段的 NO x 排放. 總量： NO x M = M P × EFM, NO x. (4.14). 其中， M P 為車輛重量； EFM, NO 為製造之 NO x 排放係數。 x. z. 使用階段 NO x 排放量的評量，同[ CO ]是以車輛於使用期限中的平均排放量與行駛里程的乘積，以計算由車輛的排氣尾管排放 NO x 總量，因此 NO x 為： U. NOx U = (. NOx B + DFNOx. NOx B ) × L Dist DFNOx ) × L Dist 2 × L BD. (NOx B -. (4.15). 其中， NOx B 為車型空氣污染排放清冊中 NO x 排放量，單位為 g/km，汽車須依 [ CO ] 中對不同測試程序 ( 環保署 , 2007) ， US/EU ： NO x ≒1.03(李, 2004) ，修正轉換為國內法定測試程序的近似值，以進. 行不同測試程序之 NO x 排放的評量比較；DFNO 為車型空氣污染排放清 x. 冊中 NO x 劣化係數。 z. 保養階段的 NO x ，包括車輛保養所需零組件及耗材之製造所排放 NO x ，及更換所產生廢耗材之棄置所排放 NO x ；因此， NO x R 為以保養. 所需的零組件及耗材之重量，分別與製造及棄置排放係數乘積之和： NO x R = M R × EFM, NO x + M P × EFD, NO x. (4.16). 其中， M R 為車輛保養所需的零組件及耗材之重量； EFD, NO 為棄置處 x. 理之 NO x 排放係數。. 28.

(43) z. NO x D 可由棄置處理排放係數與車輛重量，計算車輛於棄置階段的 NO x. 排放總量： NO x D = M P × EFD, NOx. (4.17). 其中， M P 為車輛重量； EFD, NO 為報廢處置之 NO x 排放係數。 x. 而 NO x 之總排放量，可利用式 4.14、4.15、4.16、4.17 代入式 4.13 中，以所得之式 4.18 來計算：. PNOx = M P × EFM, NOx + ((. NOx B + DFNOx. NOx B ) × L Dist DFNOx ) × L Dist ) 2 × L BD. (NOx B -. (4.18). + M R × (EFM, NOx + EFD, NOx ) + M P × EFD, NOx. 4、 PM PM 子指標所評量的階段及計算方法，與前項[ NO x ]所述大致相同，唯. 評量使用階段所評量的對象，因汽油引擎車輛並無對 PM 進行管制，故汽油引擎車輛之 PM 子指標的評量，可由能源消耗量(E)及能源燃燒之 PM 排放係數來計算，而柴油引擎為動力的車輛之 PM 子指標的評量，則可由車型空氣污染排放清冊中 PM 排放量來計算；於測試程序上雖有美系及歐系不同測試程序的問題(環保署, 2007)，但因國內取得認證車輛均採同一測試程序，故不須考量此一問題。汽油引擎車輛的計算方式為： PPM = M P × EFM, PM + M R × (EFM, PM + EFD, PM ) + M P × EFD, PM. (4.19). 柴油引擎車輛的計算方式為：. PPM = M P × EFM,PM + ((. PM B + DFPM. PM B ) × L Dist DFPM ) × L Dist ) 2 × L BD. (PM B -. (4.20). + M R × (EFM,PM + EFD,PM ) + M P × EFD,PM. 其中， PPM 為 PM 的排放總量， EFM, PM 為製造之 PM 排放係數； EFD, PM 為廢棄處置之 PM 排放係數； PM B 為車型空氣污染排放清冊中 PM 排放量，單位為 29.

(44) g/km； DFPM 為車型空氣污染排放清冊中 PM 劣化係數，但僅限於對柴油引擎車輛的計算使用。 5、 SO x SO x 子指標所評量的階段與前[ NO x ]及[ PM ]相同，其方法除了對使用. 階段不同外，其他皆相同；使用階段車輛之空氣污染物 SO x 的排放，是由於燃料中不純物質的影響所產生，故未列入車輛廢氣排放管制項目之中，其評量的方式即是以能源消耗量(E)及能源燃燒之 SO x 排放係數來計算： SO x U = E × EFF, SO x. (4.21). 其中，SO x 為車輛於使用階段 SO x 排放總量， EFF, SO 為能源燃燒的 SO x 排放 U. x. 係數。將式 4.21 與製造、保養、廢棄處理等三階段的計算式結合，則 SO x 的評量計算為： PSO x = M P × EFM, SO x + E × EFF,SO x + M R × (EFM,SO x + EFD,SO x ) + M P × EFD, SO x. (4.22). 其中， PSO 為 SO x 排放總量， EFM, SO 為製造的 SO x 排放係數， EFD, SO 為廢棄 x. x. x. 處置之 SO x 排放係數。 6、危害風險計算由 CO 、 HC 、 NO x 、 PM 、 SO x 等五項子指標評量結果，並未評量空氣污染物的影響程度，因此，本研究依表 4.3 的各項空氣污染物的危害風險係數，計算空氣污染物的危害風險，計算方法如下： P = ∑ D j × Pj. (4.23). j. j ∈ { CO 、 HC 、 NO x 、 PM 、 SO x }. 其中， P 為車輛之空氣污染的危害風險結果， D j 為於表 4.3 中 j 項空氣污染物的危害風險係數， Pj 為 j 項空氣污染物排放總量計算結果。. 30.

(45) 表 4.3. 空氣污染物危害風險係數危害風險健康風險(% Daily/kg). CO. HC. NO x. PM. SO x. 7.31E-07. 6.46E-07. 8.87E-05. 9.78E-06. 5.46E-05. (Prë-Consultant, 2000). 4.1.3 溫室氣體(代碼: G) GHGs 指標即為車輛各階段中所排放如 CO 2 、 HC 、 NO x 、 CO 、 CH 4 、 N 2 O 等. 溫室氣體的排放量，其排放量與表 4.4 的全球暖化潛勢（Global warming potential, GWP）值乘積之總和，以 GWP 值 1 的 CO 2 ，計算溫室氣體總排放之二氣化碳當量（ CO 2 -equivalent, eCO 2 ），計算方式如下： G = ∑∑ g i, j ×GWPj i. (4.24). j. i ∈ {製造、使用、保養、報廢處理} j ∈ { CO 2 、 HC 、 NO x 、 CO 、 CH 4 、 N 2 O } 其中， G 為溫室氣體總排放量， g i, j 為各階段之各種溫室氣體的排放量， GWPj 為各種溫室氣體之全球暖化潛勢值。. 表 4.4. 各種溫室氣體的 GWP 值溫室效應氣體. CO 2. HC. NO x. CO. CH 4. N 2O. GWP. 1. 2. 4. 5. 22. 355. (DeCicco.and Thomas, 1999). HC 、 NO x 、 CO 為空氣污染物指標中此三項子指標的排放量； CO 2 則可分別. 由製造、保養、報廢處置階段的排放係數，及使用階段能源燃燒排放係數，各別與材料、廢棄物、能源的量，同前項[空氣污染物]之 SO x 子指標的方式，計算 CO 2 的排放量： CO 2 = M P × EFM, CO 2 + E × EFF, CO 2 + M R × (EFM, CO 2 + EFD, CO 2 ) + M P × EFD, CO 2 31. (4.25).

(46) 其中 EFM, CO 為製造的 CO 2 排放係數，EFF, CO 為能源燃燒的 CO 2 排放係數，EFD,CO 為 2. 2. 2. 廢棄處置之 CO 2 排放係數。 CH 4 、 N 2 O 則由使用階段的排放係數與能源的消耗量計算，計算 CH 4 、 N 2 O 的排放量： CH 4 = E × EFF, CH 4. (4.26). N 2 O = E × EFF, N 2O. (4.27). 其中 EFF, CH. 4. 、 EFF, N 2O 分別為能源燃燒的 CH 4 、 N 2 O 排放係數。. 4.1.4 材料(代碼: M) 如表 4.1 所列，材料評量指標主要由製造及保養階段計算。由於不易細分不同材料的差異，故以總重量作為計算指標的依據。 1、製造階段係藉由車輛重量( M P )評量的材料消耗，及車輛保養之零組件、耗材的重量( M R )評量保養階段的材料消耗；由環保署所公告的車型排放清冊中獲得其負載車重( M B )，依照所採用測試方法不同而有不同的算法，測試方法為 FTP75 則 M P = M B - 136kg，測試方法為 EUDC 則 M P = M B - 100kg。 2、保養階段保養階段主要計算所需零組件、耗材的重量( M R )，主要依據下列公式計算: MR = ∑ Mh ×. LU th. (4.28). 其中， t h 為製造廠設定之定期保養週期； M h 為定期保養項目之耗材重量。材料評量指標( M )值則可如下式依二個階段所得的數值相加總而得: M = MP + MR = MP + ∑ Mh ×. L th. 32. (4.29).

(47) 4.1.5 噪音(代碼: N) 噪音指標由環保署所公告的車型噪音合格清冊，即可取得國內目前的車輛原地噪音及加速噪音認證數值，一般原地( N s )噪音均大於加速噪音( N a )。再以車輛於都會地區影響及測試條件的情境做為考量，首應考量車輛行駛市區因車輛擁塞，造成的原地噪音的干擾問題，故直接取車輛 Na 為本項指標之值。 4.2 指標相關性分析由於指標可能因計算方式致使所計算出之結果有高相關性，造成評估重複性的問題，因此，必須針對各項指標結果進行相似度檢驗，以作為後續指標篩選的依據。本研究以散佈圖(Scatter Plot)及相關係數等方法檢視其相關性，刪除相關性太高的車輛綠色指標。其原則為如某指標與三個以上其他指標之相關係數高於 0.8，則視為高相關，例如空氣污染物的計算，是車型空氣污染排放清冊及車輛油耗指南中之空氣污染排放量及耗油率，評量使用階段中車輛所排放的空氣污染量，再與材料、廢棄物結果評估車輛於製造、保養、報廢的空氣污染量合計，因此，若空氣污染物分別與能源、 GHGs 、材料的相關係數，全部均超過 0.8，因而視為高相關性，為避免綠色綜合指標受到重覆指標的影響，高相關性的指標應擇一納入即可，其他未納入的指標則列為參考指標。由於各指標之單位及數據分佈範圍不同，所以各指標間不易進行比較，因此，指標之計算結果利用等比例(Re-scaling)方法進行常態化(Normalize)，以將各指標值轉換為 0 至 1 之間指標值，如此，將有助於指標間之比較；但為避免零值造成誤解，將對各指標值加上 0.1，再依以除以 1.1；常態化方法如下： 1Yr, k =. x r, k - min(x k ) + 0.1 x r, k - min(x k ) max(x k ) - min(x k ) = 11.1 1.1(max(x k ) - min(x k )). (4.30). 其中， Yr, k 為評量對象 k 之 r 項指標值； x r, k 為評量對象 k 之 r 項指標的計算結果； min( x k )為 k 指標中最小的計算結果，max( x k )為 k 指標中最大的計算結果。. 33.

(48) 第五章車輛綠色綜合指標之建立由於納入車輛綠色評量的指標將不只一個，各車輛在不同指標的表現亦不相同，本研究因而以資料包絡分析法（Data Envelopment Analysis, DEA）及共同權重法(Common Weight, CW)進行綜合指標分析，針對所納入的指標分析適當的權重組合建立車輛綠色綜合指標。以下一一說明之。 5.1 資料包絡分析法資料包絡分析法(Data Envelopment Analysis, DEA) (Charnes et al., 1978)是以線性規劃求取各評量對象的最大績效前緣，並獲得各評量對象的最大績效值及各別指標的權重值，以顯示。本研究以 DEA 固定規模報酬（Constant Return to Scale）的方法，視各項車輛綠色指標值為固定比例的輸入及產出；DEA 原始模式是分數線性規劃模式，為一非線性模式，求解較不易，因此，於本研究所採用 Norman and Stoker (1991）的 DEA 模式，如下列： S. EM k = Max ∑ u r,k Yr,k. (a). r =1. S. S.T.. ∑u r =1. r, k. Yr, k ≤ 1, k ∈ C. (b). u r, k ≥ ε , r ∈ S. (c). Yr,k = (0,1), k ∈ C. (d). (5.1). 其中，EM k 為評量對象 k 之綜合指標值；u r, k 為評量對象 k 之 r 項指標之指標權重； Yr, k 為評量對象 k 之 r 項指標值； u r, k Yr, k 為評量對象 k 之 r 項指標之指標績效值； C. 為評量對象之集合； k ∈ C 代表評量對象集合中的任一評量對象； S 為評量指標之集合； r ∈ S 代表評量指標集合中的任一評量指標。式 5.1(a)為目標式，目的是求一組最有利的權重使評量對象的加總效率值最大。故以式 5.1(b)限制效率值最大不得超過 1。式 5.1(c)乃是為了避免過於極端的權重，造成有些指標的權重為 0，且限制權重最小值為 ε 。式 5.1(d)中，個別指標值為大於等於 0 小於等於 1 之變數，當等於 1 時表示績效最好。 - 34 -.

(49) 5.2 共同權重法由於 DEA 的效率值是以對每一個受評單位最有利的方式來決定，因此，不同對象會以不同組合的權重評量，實用性較差，較不容易作綜合面向的評估，故 Despotis(2005)建議共同權重法(Common weight, CW)，求取共同權重組合，以對所有評量對象各項指標進行綜合面向的評量。 CW 法所得的 CW 是期望各評量指標值總體值（global score）應盡量接近原 DEA 法所計算出來的數值，因此，CW 法可採用兩點之向量差距值來分析，較直接簡單的方法為計算向量範數(Vector Norm)，如圖 5.1 所示，A、B 兩點之向量距離可透過將上述三種向量範數轉換於直角三角形中計算，以向量範數有 L1 、 L 2 及 L ∞ 等三種為考量， L1 norm 為三角形兩股 L11 、 L12 的長度相加之和、 L 2 norm 為. 三角形斜邊的長度；可分別藉由 L1 norm 與 L ∞ norm（Despotis, 2005），或以 L 2 norm(黃, 2007)，分別計算 DEA 與總體值間的距離向量，再篩選建立共同權重；此二種 CW 的計算模式分別說明如下：. 圖 5.1. 三種不同距離計算方式. - 35 -.

(50) 1.. L1 norm 與 L ∞ norm 的計算方法. Despotis（2005）藉由 L1 norm 及 L ∞ norm 的方法，以 L ∞ norm 即為取 L11 、 L12 中較大的一股之長度；期望各評量單位依共同權重所得之總體值盡量接近 DEA 法所計算出來的數值，模式如下： D GS = Min t. 1 C ∑ d k + (1 - t )z C k =1. C. S.T.. ∑u Y k =1. r. r,k. (a). + d k = EM k , k ∈ C. (b). d k - z ≤ 0, k ∈ C. (c). ur ≥ ε , r ∈ S. (d). z ≥ 0, d k ≥ 0, k ∈ C. (e). Yr,k = (0,1), k ∈ C. (f). (5.2). 其中， D GS 為 DEA 與總體值的差距； C 為評量對象之數目； d k 為 k 評量對象之 DEA 與總體值的距離； t 為假設參數； z 為使目標式非負解之變數，也為 DEA 與總體值間的最大偏差； u r 為 r 指標之共同權重； Yr, k 為評量對象 k 之 r 項指標的績效值。模式將選取總距離最小解，即總體值與 DEA 結果最接近的一組權重當作共同權重，於此模式中包含兩種基準來量測 DEA 與總體值的距離 d k ：（1）當 t ＝1 時 DEA 與總體值的平均差最小（ L1 norm）；（2）當 t ＝0 時 DEA 與總體值間的最大偏差（dmax）盡可能最小（ L ∞ norm）。當 t 變動時，則會產生不同的權重。式 5.2(a)為目標式，目的為在 t 值變動下，求取 DEA 與總體值之最小差距。故以式 5.2(b)限制求出之績效值盡量接近 DEA 之效率值。為避免指標權重過於極端，導致某些指標權重為 1，而造成有其他指標的權重為 0。式 5.2(d)設定權重限制為最小為 ε ，以確保沒有權重被設定為 0。為確保值為非負解，式 5.2(e)限制 z 與 d k 皆大於 0。式 5.2(f)中，子指標值為大於等於 0 且小於等於 1 的變數，值越大績效越好，當等於 1 時表示績效最好。 - 36 -.