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美國國家交通脫碳藍圖:交通運輸轉型聯合戰略 The U.S. National Blueprint for Transportation Decarbonization:A Joint Strategy to Transform Transportation
2023/01
U.S. Department of Energy; U.S. Department of Transportation; U.S. Environmental Protection Agency
https://www.energy.gov/sites/default/files/2023-01/the-us-national-blueprint-for-transportation-decarbonization.pdf
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。

2017年交通部門成為美國最大的溫室氣體排放來源,1990-2019年間,美國更因車輛行駛里程數增加,促使交通運輸排放量增加22%。雖然在COVID-19大流行期間交通排放量有所降低,但目前交通運輸需求已恢復至接近大流行前的水準,預計未來需求將繼續成長。此外,交通成本為美國第二大家庭開支,推動脫碳可望實踐更永續、公平的交通運輸系統,並改善現有的交通運輸服務,包括:提供更多選擇、改善空氣品質、提升能源安全等。

美國能源部、運輸部、國家環境保護局、住宅及都市發展部等4個機關於報告中先分析美國交通運輸系統現況,包括需求變化、交通成本和燃油價格,以及自動化和共享相關應用,接著再針對影響交通運輸排放的3個主要因素擬定脫碳轉型策略。

二、美國交通運輸系統現況
(一)交通運輸系統現況
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%。雖然自2004年起,輕型車輛的平均燃油效率提高 32%,但同時馬力也增加20%、重量增加4%,因此並未有效降低溫室氣體排放量。另外,消費者每年行駛里程逐年增加與對大馬力、低燃油效率車輛的偏好,亦成為推動交通運輸系統脫碳的主要挑戰。

中型和重型車輛(Medium- and Heavy-Duty Vehicles, MHDVs)為美國交通運輸溫室氣體排放占比第二高的類別,占交通運輸系統總排放量的21%。而航空業則是美國交通運輸溫室氣體排放第三高的類別,占交通運輸系統總排放量的11%(航空業排放包括所有國內航班以及從美國起飛的國際航班所用的燃料)。

使用化石燃料的車輛所產生的溫室氣體超過97%會以二氧化碳形式排放,其燃燒過程中亦會產生少量甲烷和氮氧化物(NOx)等溫室氣體。此外,車輛空調使用的氫氟烴也會增加溫室氣體排放量。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。

(二) 交通運輸發展趨勢
1.交通運輸需求
人口和經濟成長是未來運輸需求的主要因素,因此,降低交通排放的有效策略必須考量當前和未來人員和貨物的運輸需求。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。
另一方面,新興服務也帶動不同的交通選擇,例如:電子商務爆炸式成長,促使共享平台上的叫車服務蓬勃發展,滑板車及電動自行車也成為短程移動的新選項。
因此未來可藉由多元的低碳運輸選項,助於減少車輛行駛里程,以達減碳成效,並提高生活品質。

2.交通成本及燃油價格
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。

替代交通選擇可降低交通成本,同時減少排放並改善人民交通和生活品質。 例如:電動汽車成本已比燃油車輛低,且與燃油車輛相比,電動汽車的燃料價格平均低80%。此外,輕型電動汽車的維護成本亦較內燃機汽車低約40%。雖然電力成本亦有所上漲,但其漲幅較石油燃料成本小,亦少有大幅度的價格波動。

3.自動化和共享的技術趨勢
自動化系統相關技術正以多種方式改變交通運輸方式,可改變滿足交通運輸需求的方式以及消費者的選擇。新工具應用也為人們提供觸手可及的旅行計畫、預訂和支付選項,進而提高交通服務的效率和便利性,提供更多乘車和車輛共享選項,並提高行程排放的透明度符合消費者偏好。

(1)共乘
共乘將直接影響乘客和貨物的排放量,當乘客和貨物能以更少車輛到達目的地時,運輸系統效率將隨之提高,同時亦可降低運輸成本。然而,目前實際狀況為共享車輛經常空載行駛,因而增加排放量。

(2)車聯網
藉由車輛以及基礎設施通訊,以減少交通擁擠。例如:將車輛控制系統與交通基礎設施(如紅綠燈)車聯網技術,在測試情境中已被證明可減少近20%的能源消耗。

(3)自動駕駛
可提供更為方便、安全的選擇,進而提高交通運輸的效率。目前新售車輛中,約有9成皆配備自動駕駛功能,其中一半具有車道輔助功能,可同時控制速度和方向。

三、運輸脫碳策略
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,影響交通運輸排放的主要因素共有3個:活動總量(即乘客和貨物移動的距離和體積);滿足移動需求的交通方式的能源強度(即行駛每英里所消耗的能源);以及燃料的碳強度(尤其是消耗每單位能源所排放的溫室氣體數量)。目前已針對3個主要因素進行研究以評估脫碳方案,報告亦據此提出3項脫碳轉型策略,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.潔淨運具和燃料轉型
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、小結
為了實現交通部門脫碳轉型,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,以部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本,並加速產業脫碳。
謝汎琪
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