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美國交通運輸脫碳藍圖

謝汎琪、古慧雯/ 發布日期:2023/05/22/ 瀏覽次數:345

一、 前言
2017年,美國交通運輸部門超過電力部門成為美國最大溫室氣體直接排放源,約占總排放量的3分之1。為了應對日益嚴峻的氣候危機並實現到2050年溫室氣體淨零排放的目標,實現交通運輸脫碳至為關鍵。因此,2021年11月公布兩黨基礎設施法(Bipartisan Infrastructure Law, BIL),在5年內投資6600億美元於交通基礎設施和脫碳技術;2022年8月宣布降低通膨法案(Inflation Reduction Act, IRA),進一步強化對基礎設施、脫碳技術和供應鏈的投資,預計兩項法案將促使整個經濟範圍的排碳量於2030年降至2005年排碳量的40%以上。

2023年1月美國能源部、交通運輸部、國家環境保護局、住宅及都市發展部共同制定交通部門脫碳藍圖,涵蓋多種運輸類型的淨零排放目標與技術解決路徑,以加速美國交通運輸脫碳,實現更永續、公平的交通運輸系統。

二、美國交通運輸系統現況
目前美國交通運輸部門嚴重依賴石油燃料,超過95%的交通運輸使用石油燃料,占美國石油總消耗量的70%以上,是能源多樣化程度最低的部門。2017年起交通部門已成為美國最大的溫室氣體排放來源,2019年美國輕型車輛(包括客車、SUV、皮卡車和機車)約占美國所有交通運輸溫室氣體排放量的49%(圖一)。
 


依據美國美國能源資訊管理局發布的2022年年度能源展望(Annual Energy Outlook 2022, AEO)預測,COVID-19後,經濟復甦促使重型車輛需求顯著提升,預計到2050年將成長約50%,航空旅行則將增加近一倍。此外,人口則至2050年每年成長0.4%,帶動輕型汽車需求。

此外,交通支出為美國家庭第二大支出,平均每個家庭每年在交通上的支出超過 10,000美元,約占家庭年均支出的20%。2019年,購車費用占家庭總運輸成本的70%以上,燃油費用則占21%,而公共交通僅占家庭總交通成本的7%。因此汽油和柴油燃料的價格波動非常容易影響家庭的經濟穩定性。
三、交通運輸脫碳藍圖
考量上述交通運輸系統現況,需針對所有交通排放源擬定解決方案,因此針對下述3個主要因素進行研究,並評估短中長期之脫碳轉型策略(圖二),以實踐潔淨、安全、可靠、便利、可負擔、公平和脫碳的交通運輸系統。
 


1.提升便利性
透過改善地方或區域的社區設計和土地規劃提升生活便利性,並將工作機會、社區服務和娛樂選擇的鄰近性納入考量,以減少不必要或過度移動,及改善生活品質。

2.提升效率
提供可負擔、便利、高效、可靠的公共運輸與鐵路等交通選項,並提高人們的移動效率及所有載具的能源使用效率。

3.淨零轉型
所有客運和貨運運輸(如輕型車輛、商用卡車、公車、農用車、飛機、機車、船等)皆佈署零排放運具和燃料,使交通運輸過渡到更潔淨的選項。

四、各運輸類型之脫碳行動方案及目標
以下簡述各運輸類型之脫碳行動方案,及溫室氣體減排目標(表一):
 
(一)輕型車輛
1.以政策及法規擴大電動車市場占比
除制定2030年電動車占新售車輛50%的目標外(目前已有13個州強制施行銷售零排放車輛的規定),並擬定法規確保新售內燃機車輛符合高能效。IRA提供稅收抵免和製造獎勵以降低電動車成本,並強化供應鏈與本土製造能力。另一方面,聯邦政府透過大規模採購,加速車隊淨零轉型,目標至2035年(輕型為2027年)採購60多萬輛零排放車輛,並加強宣導電動車的成本優勢,以加速淨零轉型。
2.持續投資電動車充電基礎設施
能源部及交通運輸部門建立聯合辦公室,佈署全國電動車充電樁,目標於2030年前達50萬座充電樁,並與環保局確保充電基礎設施的公平分配與普及。此外,預計2050年電動車將成為電網最大負荷,因此開發整合車輛與電網的解決方案,促進電力系統營運管理的韌性。
3.提高車輛、電池、充電器性能與降低成本的研究和創新
持續研究和創新,加速提升車輛、電池、充電器效率與性能,並開發可靠、安全的國內電動車製造供應鏈,創造就業機會。預計新技術在未來十年內可將電池成本降至每度電80~100美元,使電動車購車成本相當於傳統內燃機車輛,再加上維運成本較內燃機車輛低40%,可提高電動車的競爭力。

(二)中重型車輛
1.開發創新技術替代化石燃料車輛
開發適合中重型車輛脫碳的應用技術,包含低成本和高能量密度的電池和燃料電池、潔淨氫能、永續燃料,並與國際合作制定MW級充電系統標準,以及導入數位分析技術制定溫室氣體減排策略。

2.制定新售車輛排放標準之政策目標與法規
在潔淨卡車計畫中規定溫室氣體排放標準及燃油效率標準,另提供補助與激勵措施,促進低排放或零排放轉型,目前已有17個州以融資或鼓勵車隊採購、在弱勢社區佈署零排放卡車及公車等,推動中重型電動車發展。

3.投資戰略示範和佈署可協作之充電和加油基礎設施
在學區、卡車停車場和從港口運送大量貨物的主要廊道佈署充電站/加油站,以減少城市地區或弱勢社區的溫室氣體排放和噪音問題。另考量長途運輸充電的困難,同時佈署永續燃料之加油站,以補足基礎設施之不足。

(三)越野(農機)
1.加速尋找可行之零排放技術方案
需進一步分析未來零排放的替代方案及技術目標(如電池及燃料電池所需性能)。
2.制定溫室氣體排放和能效標準
制定符合生命週期排放框架的標準,並以政策鼓勵採購潔淨車輛和設備。
3.規劃充電和加油基礎設施之佈署
推動拖拉機等設備電氣化,並規劃在偏遠地區、臨時場地佈署基礎設施,以提供可靠電力和永續燃料。

(四)鐵路
1.推動電氣化走廊
推動電動或替代燃料之列車、建立鐵路設備供應鏈,並推動永續燃料之開發與佈署。
2.加速開發低排放與高能效之鐵路技術
與利益關係人共同設定減排目標及減排技術,以加速推動脫碳行動。
3.透過示範場域推動電氣化發展
加速電氣化發展,並進一步分析可行的零排放替代方案及技術目標。
(五)海運
1.持續研究具可行性的替代燃料與創新技術
目前最具潛力的替代燃料與技術包含:永續液體/氣體燃料(生質燃料、氨、氫、甲醇)、電動船、船舶岸電技術、高能效和混合動力技術、再生能源動力、尾氣處理與碳捕獲技術等。
2.與國內外利益相關者共同制定有效的脫碳和監管戰略
聯邦政府除協調國內船東/營運商、港口、碼頭營運商和能源供應商外,更與國際海事組織共同設立零排放海運目標,目標於2030年全球至少有5%遠洋船隊使用零排放燃料,以及三大洲範圍內至少有10個以上的港口可供應零排放燃料。
3.潔淨技術基礎設施的設計和規劃
提供預算升級或改造船舶,以利潔淨燃料的轉換,並改善港口和碼頭的基礎設施(如建立充電和永續燃料的加油站)。

(六)空運
1.以激勵政策與減排法規促進低排放航空技術創新
推動國際航空業碳抵銷與減排計畫(Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation, CORSIA)的實施,並依規定促進營運商購買碳抵消或使用合格燃料。
2.推動技術、營運和永續航空燃料等解決方案
開發高效率和低排放之飛機和引擎技術,以數位化技術改善飛航系統,並持續佈署替代燃料系統之轉換、測試與分析。
3.擴大國際合作以推動全球航空的氣候行動
透過國際合作強化國際民航組織制定的排碳標準,以共同推動全球航空氣候行動。

(七)其他(管道)
1.以法規強化管道安全和限制甲烷排放
美國管道和危險材料安全管理局(PHMSA)制定洩漏檢測、氣體比例、液化天然氣(LNG)、二氧化碳管道等相關基礎設施法規,強化管道安全和甲烷減排。
2.維護基礎設施以減少甲烷洩漏
促進泵和壓縮機電氣化,並推動天然氣配送管道基礎設施的維護、更換,以減少甲烷洩漏。
3.開發管道監測技術以促進安全
以直接量測和遠端遙測技術監控管道,提高永續燃料、氫氣、二氧化碳、天然氣等輸送管道之安全性。

四、小結
為了實現交通運輸部門脫碳轉型,需充分利用政策工具、專業知識和資源:(1) 政策和法規:聯邦政府、地方州政府,以及國際合作夥伴和盟友,可透過使用各種政策和監管槓桿,例如:長期計畫、訂定標準和採購策略,支持交通部門脫碳;(2)投資和融資:透過策略性投資支持脫碳,以佈署基礎設施並加速向更潔淨、高效的交通模式轉型,並擴大零排放車輛和永續燃料的應用;(3)研究與創新:將資源集中於交通運輸領域脫碳的研發與示範,透過推廣具可行性的脫碳技術和工具,降低潔淨能源運輸技術的成
 

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