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車輛耗能研究網站

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研究成果

車輛耗用能源分析模式

中華民國

美國(U.S.)

歐洲(EU)

IPCC溫室氣體盤查模式

目前國際統計與估算溫室氣體排放,多以氣候變化專家委員會(IPCC)推出之「溫室氣體統計初步準則」(IPCC Draft Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories)為參考基準,台灣所制訂之「國家通訊」也是透過此方法估算溫室氣體的排放。 溫室氣體種類眾多,不同溫室氣體對地球能量平衡影響程度也不同。而車輛排放之溫室氣體除CO2、CH4與N2O外,透過冷媒的洩漏同樣排放溫室氣體。為使政策評估者能計算不同溫室氣體對全球暖化的衝擊,IPCC引入溫室氣體生成潛勢(Global Warming Potential , GWP)來反應個別溫室氣體與對地球暖化的影響程度,GWP是用來測量各種溫室氣體與CO2相比之相對輻射效應,透過GWP轉換因子可將各種溫室氣體的排放量轉換成CO2當量。其中N2O的GWP=296;CH4=23(IPCC第三次評估報告)。

IPCC針對車輛建議推估方法可區分為2種:

  1. 「Tier 1」簡要方法,又稱為由上而下(Top-down),可利用燃油使用量與碳排放係數來運算溫室氣體排放量;
  2. 「Tier 2/Tier 3」詳細方法,又稱為由下而上(Bottom-up),利用排放控制技術、燃油種類來進行運算。

而一般計算公式可簡要成→溫室氣體排放量= 排放係數 × 活動強度; 其中排放係數=各燃料的單位溫室氣體排放係數或各車輛於不同速度下之排放係數; 活動強度=燃料消耗量或行駛里程數。
透過相關參數的蒐集可進而求出各溫室氣體之排放量。

中華民國

車輛耗用能源推估模式

國內過去並無建立完整的使用中車輛之CO2排放係數與油耗值資料庫,故要以上述公式推估CO2排放量與燃油消耗量,須從新車審驗值與抽測值計算,由於新車於實驗室測試條件與使用中車輛於實際道路之使用狀況有差異,故實際上使用中車輛之CO2排放係數與油耗值應不同於實驗室之測試值,因此,若以新車審驗值與抽測值計算,須再加以修正,以得到更合理之結果,亦即

  • 燃油消耗量=車輛數×年行駛里程×車輛類別×油耗值×修正係數…………(公式1)
  • CO2排放量=車輛數×年行駛里程×車輛類別×CO2排放係數×修正係數…(公式2)

由於各車種的燃油消耗量與CO2排放量需單獨推估,故車輛類別僅一種,上述公式可簡化如下:

  • 燃油消耗量=車輛數×年行駛里程×油耗值×修正係數………………..……(公式3)
  • CO2排放量=車輛數×年行駛里程×CO2排放係數×修正係數……………(公式4)

影響車輛之油耗值與CO2排放係數的因素有許多,如年份、里程、車重、行車型態、空調使用狀況、保養檢修、實際道路差異、油品特性、行車速度、環境溫度、車輛擅改等,限於計畫有限資源下,無法一一評估所有影響因素,經濟部能源局委託計畫中僅規劃作年份、里程、車重、行車型態、空調使用狀況、保養檢修、實際道路差異等因素之研究測試探討,並將此結果轉換成修正係數,作為推估計算之用,其流程如下圖。

資料來源:經濟部能源局91年使用中車輛能源效率與提升研究計畫。 圖1車輛耗能與CO2推估計算流程

為能使推估結果更準確,推估過程可再細分各車齡分別計算,進行加總,如下式:
燃油消耗量=Σ【車輛數×年行駛里程×油耗值×修正係數】各車齡
CO2排放量=Σ【車輛數×年行駛里程×CO2排放係數×修正係數】各車齡
資料來源:經濟部能源局91年使用中車輛能源效率與提升研究計畫
補充資料:汽油小客車總耗油量推估說明 ( 點我下載 );

美國(U.S.)

美國MOBILE6模式架構

美國環保署從1980年左右開始研發MOBILE系列,從MOBILE3開始發展,MOBILE4 1989 年二月正式公佈,MOBILE4.1 1991年九月正式公佈,MOBILE5 1992年十一月正式公佈,MOBILE5a 1993年三月正式公佈,MOBILE6於2002年正式公佈,目前最新版本為MOBILE6.2。MOBILE6為是MOBILE5的改良版,改良的內容包括更方便的輸出與輸入格式,較新的污染控制技術資料,較準確的污染劣化資料,替代燃料車輛資料庫,新的法規內容。MOBILE6則依使用油品、車輛重量及使用途徑,將車輛分為28種。其中有15種為汽油車,分別為LDGV,LDGT1,LDGT2,LDGT3,LDGT4,HDGV2b,HDGV3,HDGV4,HDGV5,HDGV6,HDGV7,HDGV8a,HDGV8b,MC,HDGB。其中除了LDGV為小客車,MC為機車,HDGB為大客車,其他都是貨車,只是載重與淨重皆不相同。另外有13種柴油車,分別為LDDV,LDDTl2,HDDV Class2b,HDDV Class3,HDDV Class4,HDDV Class5,HDDV Class6,HDDV Class7,HDDV Class8a,HDDV Class8b,HDDBT,HDDBS,LDDT34。其中除了LDDV為小客車,HDDBT為市區巴士,HDGB為校車,其他都是貨車,只是載重與淨重皆不相同。在污染物種類方面,MOBILE6不僅能推估HC、CO、NOx,更增加了PM、CO2及毒性物質的推估。其中HC的部分可自行選擇推估THC、NMHC、VOC、TOG或NMOG。

資料來源:行政院環保署92年執行汽油汽車新車型審驗、新車抽驗相關排氣管制措施及使用中車輛召回改正調查測試計畫。
補充資料:模式請參考http://www.epa.gov/otaq/m6.htm

美國GREET 模式

GREET是美國Argonne National Laboratory,Transportation Technology R&D Center在美國能源部運輸部門(Office of Transportation Technologies)的贊助下,於1995年開始發展的一套能源周期(energy-cycle)分析模式,以分析各種運輸技術下於能源周期過程中對能源與污染之衝擊,並於1996年完成初版,稱為Greenhouse Gases, Regulated Emissions, and Energy Use in Transportation(GREET)。迄今最新版已發展至GREET 1.8b(2008/7/25)。 GREET 發展至今,其能源周期(energy-cycle)計算主軸由原先之燃料周期(fuel-cycle),再擴展增加一車輛周期(vehicle-cycle),如下圖。所謂燃料周期(fuel-cycle),是指燃料從礦場開採一直到車輛消耗燃燒的過程,GREET又將其分為三階段,分別是feedstock階段(包括開採、運輸、儲存)、fuel階段(包括製造、運輸、儲存、配送)、vehicle operation階段(包括燃燒、蒸發、煞車、輪胎磨耗等);所謂車輛周期(vehicle -cycle),是指車輛從材料準備、生產製造、報廢處理的過程,GREET又將其分為三階段,分別是pre-operation階段(包括材料製造、零件裝配、車輛組裝)、vehicle operation階段(包括燃燒、蒸發、煞車、輪胎磨耗等)、post-operation階段(包括車輛廢棄、回收)。車輛的使用,與燃料周期及車輛周期均息息相關,因這兩種周期都與能源消耗與污染排放有關,GREET即是以整體觀點評估車輛耗用能源與污染排放在各階段所佔比例與相對影響。

資料來源:經濟部能源局90年使用中車輛能源效率與提升研究計畫。

補充資料:模式請參

圖2 GREET模式之能源周期流程

http://www.transportation.anl.gov/modeling_simulation/GREET/

歐洲(EU)

歐洲COPERTⅢ 模式

COPERT(Computer Programme to calculate Emissions from Road Transport)是歐洲地區所發展的一套車輛污染推估模式,此推估模式是由European Environment Agency(EEA)所贊助發展,以歐洲國家為適用對象之污染推估模式,為CORINAIR計畫的一部份,COPERT自1989發表第一版COPERT 85以來,歷經COPERT 90、COPERT Ⅱ、COPERT Ⅲ,目前最新版為COPERT 4。 COPERT4為一套MS Windows之軟體程式,使用上非常方便,只要依Windows畫面上之指示,選擇或輸入資料,程式即可計算結果。

資料來源:行政院環保署92年執行機車新車型審驗、新車抽驗相關排氣管制措施及使用中機車召回改正調查測試計畫。

補充資料:模式請參考http://lat.eng.auth.gr/copert/

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