電動與柴油巴士行車碳排比較評估

前言

交通部公路局訂定「補助電動大客車作業要點」旨於2030年達成市區公車全面電動化，推動低碳生活轉型，並作為「2050淨零排放」中「運具電動化與無碳化」之一環，透過跨部會合作，電動巴士相關廠商陸續積極投入關鍵零組件自主設計開發並國產化，透過技術項目研發，帶動關鍵零組件廠商技術升級與加速國內產業進入國內外大廠供應鏈，以達成2030年市區公車11,700輛全面電動化目標。

隨傳統柴油公車逐步汰換為電動巴士，本研究評估電動巴士可減少碳排放，對於臺灣未來零碳載具與綠色交通運輸發展影響甚大。目前臺灣政策重點之一為「運具電動化及淨零碳排」，以及所需的技術發展和推動。傳統巴士改換為電動巴士，期望所帶來的減碳、減少溫室氣體效益並減少PM2.5和PM10空氣汙染問題[1]。預估臺灣全面汰換柴油巴士為電動巴士，約占臺灣總電量0.25 %；另機車全面電動化，約占臺灣總電量0.75 %，總和約為1 %。

本研究主要針對臺灣2030年全面市區公車電動化，評估運具電動化及淨零碳排政策所帶來的減碳效益，依國際公共運輸聯盟（UITP） [2]所制定電巴標準化道路試驗循環（E-SORT）進行研究分析；並透過實際道路採集市區電動公車路譜，建立模擬分析模式，量化解析並比較市區柴油巴士電動化後所帶來碳排差異，以及其帶來的能源發展與環境影響。

研析「電巴標準化道路試驗循環（E-SORT）」

「巴士標準化道路試驗循環（SORT, Standardised On Road Test cycles）」是由國際公共交通聯會（UITP）提出，致力於推動能耗的標準測試方法。UITP總部位於比利時，擁有全球各地約100個國家、1,700名企業會員，成員涵蓋大眾運輸業者、政府部門、供應商及學術研究單位。內部組織依地區分為亞太、紐澳、非洲、歐洲、歐亞、拉丁美洲、中東與北非、北美等分會；依運具分為公車、輕軌、地鐵、郊區鐵路、船舶等範疇；依業務而設管理、人力、資訊、行銷、保安、永續發展、運輸經濟、土地使用等部門。最初， SORT標準是針對12公尺柴油巴士進行制定[3]，逐漸擴展至各種類型的巴士（如中巴、雙層巴士）以及不同能源車輛。這項標準測試方法的制定是由測試機構、整車製造商和次系統供應商共同研擬[4-6]，隨著巴士電動化趨勢，UITP於2017年制定「電巴標準化道路試驗循環（E-SORT）」。

SORT主要透過車速、行駛里程和行駛時間等參數來定義測試循環，平均速度分別為12、18及25 km/h，循環模式為加速、定速、減速等三個部分組成，且每個速度點距離、加速度及總長度皆有明確定義，測試示意如圖1所式。以（a）SORT 1市區為例，基於平原地形，經歷三個波型，分別為20、30和40 km/h，總行駛里程為520 km，總行駛時間為151.2 秒，換算平均時速約為12 km/h。而整組標準道路試驗循環，定義了三種模式，（a） SORT 1 市區、（b） SORT 2市郊混合、（c） SORT 3郊區，每個循環對應不同的平均速度，公路運輸業者可依照自身商業營運模式的實際情境下使用不同循環模式組合進行能效推估。測試過程中，關閉空調及車上的輔助設備，例如監控顯示螢幕、票務驗證設備，皆不列入能耗。外部環境測試條件，規範水平測試最大坡度不超過1.5 %高度壓力需符合DIN-70030-1，在1 bar大氣壓±7.5 %範圍內、風速介於3~8 m/s、外部環境溫度0~30 ± 5°C、濕度低於95 %、駕駛員目標速度公差±1 km/h，從加速度過渡到穩態，最大容許誤差±3 km/h。考慮測量精度、傳動系統、引擎性能、輪胎、外部溫度、風速、測試道影響，允許能耗偏差在5% 範圍內，執行每一個循環的能耗測量，依照能耗大小進行排序，連續3筆循環的差異小於2 %。E-SORT為針對電動公車設計，重複測試週期、計算電巴能耗及零排放續駛里程，並由數個梯形組成，這些梯形模擬公車頻繁停車，開門上下客，停等紅綠燈、交通擁塞回堵等情境，也可反映公車巴士走走停停運作模式。針對電動巴士測試週期，計算能耗（Ci）、零排放續駛里程（di），如式1-2所示。