推動車輛使用酒精汽油替代燃料可行性策略分析及成本效益評估專案工作計畫
| 中文摘要 |
一、前言
近年來世界各國皆積極推動車輛使用酒精汽油，已推動的國家包含巴西、美國、加拿大、瑞典、中國、澳洲、墨西哥、泰國、印度、歐盟等，而目前尚在規劃中的國家有秘魯、巴拉圭、阿根廷、日本等，主要是因為酒精汽油之使用可減少對進口原油的依賴與增進能源安全、增加農村就業機會、替代化石燃料及減少溫室氣體排放等益處。目前生質酒精佔全球生質燃料使用量的90%以上，為應用最為普遍的生質燃料，因此全球已有許多國家具有生產生質酒精的經驗，未來大多數國家之生質酒精年產量有逐年增加的趨勢，根據IEA預測世界生質酒精年產量至2020年約為現今產能的4倍左右，屆時生質酒精作為車用汽油替代燃料之比例亦會由目前的1.5%提升至6%，此顯示酒精汽油確實為未來車用替代燃料的重要發展方向。
二、執行方法
本研究為有效掌握目前國內推動酒精汽油所面臨的關鍵議題、可行性評估與因應對策，進而研擬我國酒精汽油之推動策略與最適方案，本計畫將分成六個章節進行討論，各章節的內容包括第一章緒論，第二章國內外酒精汽油推動經驗，包含國外推動酒精汽油之政策工具與推動經驗、執行瓶頸與效益分析，以及過去國內推動清潔交通工具之經驗，以作為我國推動酒精汽油之借鏡；在第三章國內車輛使用酒精汽油之可行性評估部分，將利用幾個章節分別針對國內製造酒精之最佳可行原料評估、國內使用酒精汽油之最適作業方式與成本效益分析、國內汽油車使用酒精汽油之適用性與競爭力評估、車輛使用酒精汽油排氣及性能測試、國內使用酒精汽油最適混合比例、使用潛量及經濟規模分析、酒精汽油對空污排放、健康影響及溫室氣體排放之評估等議題進行研究與評估。
第四章則將就國內推動酒精汽油之最適方案與成本效益分析，進行國內相關單位對於推動生質酒精之規劃、環保署與能源局、農委會共同推動酒精汽油最適策略與方案之研擬、空污基金補助及退場機制、以及成本效益評估等議題，與國內相關部會在政策措施之合作與推動方案進行搭配，以評估出國內推動酒精汽油之最適方案；第五章則將本研究計畫執行過程諮詢各領域專家與酒精汽油應用宣導研討會等資料進行彙整，並於第六章進行結論與建議。
三、結果
(1)國外酒精汽油推動經驗
根據國外文獻之探討，各國在推動初期皆給予酒精汽油價格補貼、或是給予生產者及使用者稅賦上之獎勵措施，並研擬相關的配套措施，包含強制使用，政府與國營機構車輛強制使用酒精汽油，或是要求新出廠的車輛必須能使用酒精汽油，除此之外，政府積極投資基礎建設，建置完備的酒精汽油後勤供應及配銷系統，並要求業者加速建造酒精汽油加油站等。國外在推動酒精汽油所面臨到的障礙普遍包含消費者習慣不易改變、接受度與宣傳不夠、料源的價格與數量不穩定、酒精消耗高度依存於國際原油價格、酒精汽油在夏天蒸汽壓過高需進行調整等因素。此外，在德國及日本因酒精作物料源有限需仰賴進口，在泰國則有蔗農與糖廠之間利益分配合約無法協調等問題。
(2)國內製造酒精之最佳可行料源評估
在國內製造酒精汽油之最佳可行料源方面，在綜合考慮單位土地面積生產量、較高的能量產出/能量輸入值及較低的生產成本後，國內應以甘蔗與甘藷等糖質及澱粉原料應用於酒精生產較具有可行性。另以國內種植環境進行比較，甘藷較甘蔗具備不怕風災且全省均可種植之優點，若以自產30萬公秉酒精而言，約需投入6萬公頃土地種植。另本研究亦與農糧署進行意見交換，鑑於早期農委會推動離蔗政策，在政府推動策略不宜違反過去推動目標因素下，國內應以種植含澱粉量高之甘藷作為主要推動生質酒精之能源作物。
至於纖維素原料生產酒精之技術目前雖尚未成熟，但纖維素已被視為未來最具有潛力的酒精原料開發方向，根據能源計畫辦公室參考RIS（Research and Information developing Countries）報告進行推估，2004年國內農業廢棄物年產量約219萬噸，若採用纖維素酒精技術依不同廢棄物之酒精轉化率估計，國內使用農業廢棄物生產纖維素酒精約可年產72萬公秉。
(3)國內使用酒精汽油之最適作業方式與成本效益分析
酒精生產成本為國內推動使用酒精汽油是否成功之關鍵因素之一，因此，本研究分別就國外進口酒精、國外進口原料生產酒精、及國內種植作物生產酒精等三種方案，進行酒精成本及售價分析，以E3為例，國外進口酒精價格在關稅3％下，其價格為24.1元/公升（考量熱值酒精售價為36.2元/公升）在徵收進口關稅20％考量合理利潤後酒精價格為27.6元/公升（考量熱值酒精售價為41.3元/公升）、進口原料玉米生產酒精價格為43.0元/公升（考量熱值酒精售價為64.5元/公升）、進口原料糖蜜生產酒精價格為28.9元/公升（考量熱值酒精售價為43.4元/公升）、國內種植甘蔗及甘藷生產酒精價格分別為26.7及24.5元/公升（考量熱值酒精售價分別為40.1及36.8元/公升）。
若直接從價格來看，在運用休耕補助之政策工具下，以自產酒精之價格最低，甘藷酒精售價約為24.5元（酒精工廠出廠價僅20.5元/公升），同時可獲得最大之綜效。另若將纖維素酒精技術納入考量，在纖維素酒精技術商業化成熟後， 2005年美國纖維素酒精製程技術生產成本保守推估為23.31元/公升（考量熱值酒精售價為35元/公升），若樂觀以2010年價格推估則為19.11元/公升（考量熱值酒精售價為28.7元/公升）。
(4)國內車輛使用酒精汽油之適用性與競爭力評估
關於未來汽油車使用燃料之可能變化，目前國際上運輸燃料及未來可作為運輸用燃料包括化石燃料、生質燃料及氫/燃料電池。現階段則以酒精汽油為運輸燃料較受到各國青睞並廣泛使用中，至於使用氫能引擎及氫/燃料電池等作為運輸燃料雖已有國家開始示範運行，但仍在發展階段尚未商業化；若以未來發展之競爭力進行分析，使用酒精汽油作為運輸燃料較具短期發展性，氫能引擎及氫/燃料電池則具有長期之推廣效益。
關於國內車輛對酒精汽油之適用性，本計畫針對國內各車廠及代理商對於車輛使用生質燃料適用性設計問卷，並將各車廠回覆意見彙整為「車輛使用酒精汽油問卷調查報告」送交委辦單位，另亦參考台灣區車輛工業同業公會及台北市汽車代理商業同業公會針對自2001年出廠之國產車及2003年出廠之進口車車輛進行調查，結果顯示目前國產及進口車輛分別約有118萬輛及16萬輛可適用E3酒精汽油，另適用E10之進口車約為13萬輛。另在機車部份，由於有化油器引擎適用性之疑慮，因此在評估機車對E3酒精汽油適用性時，僅可將噴射引擎機車納入考量。為考量國內車輛使用酒精汽油之適用性，故推動酒精汽油初期建議以E3為最適推動方案。
此外，配銷通路為因應酒精汽油所需調整有酒精儲槽、輕質移除成分、混摻系統、油罐車、加油站油槽轉換酒精儲槽等項目，其中輕質成份移除、混摻系統等須視油公司與各配銷體系而定，根據中油及台塑建議於配送中心進行酒精汽油之摻配，故需新建無水酒精及酒精汽油之儲槽，若以國內各加油站油槽均需更換為不鏽鋼油槽170萬元/槽(未估算施工費用及施工期間停業損失)，以及一個配送中心需2.26億元增設油槽之成本進行估算，其儲運調整成本約需85.5億元。
(5)車輛使用酒精汽油排氣及性能測試
為了解國內車輛使用E3酒精汽油對於車輛排氣及性能影響，本計畫委託車輛研究測試中心依「汽油車測試程序與測試方法」，選取符合二期及三期管制標準之5輛測試車進行小樣本車輛排放、燃油經濟性及車輛加速性能之測試，在考量測試數據之準確度，該項測試均以FTP-75全程採樣之樣本進行比較，共取得10筆數據。
該項測試結果顯示，國內使用E3酒精汽油後污染及油耗均有變劣趨勢，其中以HC、NMHC及CO升高最為明顯，CO2排放量則無明顯變化。另在不同管制期別車輛在性能影響測試結果上亦有明顯差異，如三期車之新車影響甚微，舊車則因車輛車況老化且引擎未經調校下造成性能變劣。由於新舊車況不一，包含觸媒、污染控制系統劣化，不同車輛引擎狀況在加入酒精汽油後，引擎燃燒狀態變劣，而後處理系統又無法抑制，因而造成污染升高。由於國內目前尚無酒精汽油規格標準，E3測試用油為符合CNS規範，已將油品內之輕質移除，使油品成份重質比例大增，故該項測試結果無法直接對國內車輛使用E3之污染排放進行結論。本研究建議在國內酒精汽油之油品規格標準和空污排放標準訂定後，應進行大規模且精確之實車測試，作為國內車輛對酒精汽油空污排放影響之參考。
若未來進行大規模E3或E3以上油品實車測試結果，對空污排放並無正面效益，或有變劣趨勢，則建議國內不應推行酒精汽油作為替代燃料，或不應由空污基金進行補助。但若具正面環境效益，車輛使用酒精汽油之推動策略於推動初期考量不適用酒精汽油之機車及老舊車輛，建議除供應E3外仍應供應一般油品。
(6)酒精汽油最適混合比例、使用潛量及經濟規模
為推估國內酒精汽油之最適經濟規模，在供給面部分，假設將國內所有休耕地（一年兩期作約22萬公頃）皆投入種植甘藷酒精作物，最大可生產110萬公秉。首先在需求面部份，應先就使用中車輛適用性進行分析，以推估最大使用量及較高比例酒精之推廣，隨老舊車輛逐漸汰換至所有汽車皆可適用E3，機車部份則需視噴射引擎機車市場推廣情形，此時國內最大酒精使用潛量可達28萬公秉，但若政策之長期規劃為全面推廣E10，並鼓勵導入適用E10車輛，則國內酒精最大使用潛量可達103萬公秉。
(7)酒精汽油對空污排放、健康影響及溫室氣體排放之評估
根據IEA研究指出以E10酒精汽油為例，車輛使用酒精汽油後除氮氧化物增加1-10%外，可減少一氧化碳之排放量約18-32%，碳氫化合物之排放量減少10-18%，苯、甲苯、二甲苯及丁二烯等毒性污染物之排放量分別可減少27%、30%、27%及19%等(澳洲資料)。另考慮車輛使用酒精汽油CO2減量效益，以生命週期觀點每公秉減少1.71公噸，若以E3酒精汽油來推估，使用30萬公秉的酒精，約可減少51.45萬噸的CO2，參考國際碳交易平均價格約新台幣672元/噸，約可產生3.46億元的減量效益，若與我國2003年移動污染源CO2排放量3,686萬噸相較，則E3酒精汽油之CO2約可減少移動污染源1.4%。
四、結論
國內發展生質酒精所需料源，短期可運用已成熟之澱粉酒精製程，使用適合國內大量推廣的甘藷作為料源，為自產30萬公秉生質酒精，約需利用休耕地6萬公頃，以國內目前約一年二期作合計22萬公頃之休耕地而言，有足夠發展潛力。中長期則可運用纖維素酒精技術，運用農業廢棄物或推廣高纖作物作為料源。
本研究所研擬之國內推動酒精汽油最適方案係基於國內能源供應多元化、活化農村經濟、發展生質能源產業、降低國內二氧化碳排放等多重目的作為規劃之前提，故提出三大目標(1)確立生質酒精產業二十年之穩定發展；(2)運用休耕農地推廣能源作物，2015年自產30萬公秉；(3)發展纖維素酒精技術，於2015年達商業化量產，2025年量產100萬公秉為推動目標。
並依此提出推動策略，推動策略將分成三大階段：(1)示範運行階段(2007-2010年)。(2)市場導入階段(2011-2024年)：2011-2012為擴大供應95E3少量供應E10，目標10萬公秉/年； 2013-2014年完成E3市場滲透、部分供應E10，目標為20萬公秉/年；至2015年完成自產30萬公秉目標；並進行E10之市場滲透。(3)強制執行階段(2025年以後強制添加E10)。
有關車輛使用酒精汽油之規劃，因國內尚無酒精汽油對車輛測試結果研究，故建議國內酒精汽油油品規格標準訂定後，宜進行大規模實車測試，以進一步確認國內車輛使用酒精汽油對空污排放及車輛性能之影響。若未來大規模E3或E3以上油品實車測試結果，對空污排放並無正面效益，或有變劣趨勢，則建議國內不應推行酒精汽油作為替代燃料，或不應由空污基金進行補助。但若具正面環境效益，車輛使用酒精汽油之推動策略於推動初期考量不適用酒精汽油之機車及老舊車輛，建議除供應E3外仍應供應一般油品。在機車方面不推廣使用E3依其使用年限自然汰換時直接導入E10；汽車部分由E3開始導入，不適用E3者讓其依使用年限自然汰換為適用E10車輛。
另本計畫就所研擬之最適方案進行成本效益分析，國內推動酒精汽油從2007年至2015年預計投入的總成本包含直接資本投入及稅收減徵，整體社會共需投入193億元，但所創造400億元之高效益，包括可替代石油進口而節省之外匯支出、創造農業產值、創造酒精工廠產值，以及可降低CO2減量效益等直接效益，且預計於2012年累計經濟效益即可超過投入成本。此外，若達成自產30萬公秉酒精，可增加農村就業7.6萬人，減少國內CO2排放量51.5萬噸。
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| 中文關鍵字 |
酒精汽油, 車輛適用性, 成本效益分析
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