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系統識別號 U0026-1004201711501800
論文名稱(中文) 氫能機車與電動機車服務碳足跡與成本效益評估
論文名稱(英文) The cost-benefit analysis of carbon footprint with hydrogen scooters and electric scooters
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 交通管理科學系
系所名稱(英) Department of Transportation & Communication Management Science
學年度 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 吳芳伶
研究生(英文) Fang-Ling Wu
學號 R56024099
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 116頁
口試委員 指導教授-張瀞之
口試委員-賴維祥
口試委員-謝金原
口試委員-林正章
中文關鍵字 氫能  碳足跡  機車  生命週期評估法  成本效益 
英文關鍵字 Hydrogen fuel  Carbon footprint  Scooter  Life cycle assessment  Cost-benefit 
學科別分類
中文摘要 本文研究四種不同型態的電動機車,包括甲醇水蒸氣重組產氫之氫能機車、蒸氣甲烷改質法之純氫機車、油電混合機車與充電式電動機車,相對於現今使用的內燃機引擎機車之碳排放減量效果;並且評估此五種機車的生命週期成本,另外亦評估課徵碳稅後,將機車排放之外部成本內部化後之生命週期成本,搭配成本之評估,以客觀評估各種機車之成本效益;並研究氫能機車車體成本變動以及石油價格變動,對於使用氫能機車成本效益之敏感度分析。
研究結果顯示:(1)蒸氣甲烷改質法之純氫機車每延人公里碳足跡(0.0115 kg 〖CO〗_(2,e))最小,最具有減排效益,排放量僅約為內燃機引擎機車的8%,其次為甲醇水蒸氣重組產氫之氫能機車(0.0117 kg 〖CO〗_(2,e))、充電式電動機車(0.0189 kg 〖CO〗_(2,e))、油電混合機車(0.0614 kg 〖CO〗_(2,e))與內燃機引擎機車(0.1378 kg 〖CO〗_(2,e)); (2)生命週期總成本,不包含碳稅,由高至低排序為甲醇水蒸氣重組產氫之氫能機車、蒸氣甲烷改質法之純氫機車、油電混合機車、內燃機引擎機車與充電式純電動機車,總成本分別為21,219美元、19,305美元、6,701美元、6,508美元以及5,284美元;(3)加入碳稅後之生命週期成本,由高至低依序為甲醇水蒸氣重組產氫之氫能機車(21,349美元)、蒸氣甲烷改質法之純氫機車(19,433美元)、內燃機引擎機車(8,046美元)、油電混合機車(7,386美元)與充電式純電動機車(5,495美元);(4)就環境效益之觀點,純氫機車具有發展效益;(5)敏感度分析結果得知氫能機車車體成本為影響氫能機車成本效益之關鍵因素。
英文摘要 The research results are as follow: (1) SMR has the smallest carbon footprint (0.0115 kg 〖CO〗_(2,e)), followed by on-board SMR (0.0117 kg 〖CO〗_(2,e)), PEV (0.0189 kg 〖CO〗_(2,e)), hybrid scooter (0.0614 kg 〖CO〗_(2,e)) and ICE (0.1378 kg 〖CO〗_(2,e)); the percentage of carbon emissions relative to ICE by each scooter in order, are 8%, 8%, 14% and 45%; (2) according to regulation of ISO14067, capital good(fix costs) cannot accounting into total life cycle costs, total life cycle costs excluding fix costs in descending order, are SMR ($6,632), ICE ($4,233), on-board SMR($3,643) , hybrid scooter ($3,368) and PEV ($2,824); (3) the variation of fuel price is the key factor of using hydrogen scooters. In this study we set that scooters are for commuter use, it belongs short cruising range. As for results, it is more economical to use PEVs scooter.
論文目次 摘要 I
Abstract II
致謝 V
目錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 6
1.3 研究目的 8
1.4 研究架構 9
1.5 小結 10
第二章 文獻回顧 11
2.1 替代能源與清潔能源運具之文獻回顧 11
2.2氫能源應用之文獻回顧 12
2.3 氫能機車之文獻回顧 14
2.4 研究方法之文獻回顧 17
2.4.1應用碳足跡計算方法之文獻回顧 17
2.4.2成本效益評估方法 18
2.4.3 敏感度分析方法 20
2.5 小結 21
第三章 研究方法 24
3.1 碳足跡評估方法 24
3.1.1 碳足跡 24
3.1.2 生命週期評估法 25
3.1.3 服務碳足跡流程 27
3.1.4 碳足跡評估軟體 28
3.2 碳足跡模型之建構 29
3.2.1 服務流程圖 29
3.2.2 邊界設定 35
3.2.3 資料說明 36
3.2.4 模型說明 41
3.3 成本效益分析模型之建構 43
3.3.1 成本說明 44
3.3.2 效益說明 45
3.3.3 成本效益分析模型 45
3.4 敏感度分析方法 46
3.4.1 購入成本 47
3.4.2石油價格 47
3.5 小結 48
第四章 實證分析 49
4.1氫能機車搭載系統 49
4.1.1 氫燃料電池 49
4.1.2 燃料/鋰鐵電池混合動力型 53
4.1.3 氫氣來源 54
4.2 研究假設 56
4.2.1 氫能機車分類與設計速率 56
4.2.2 生命週期評估之範疇界定 57
4.3 數據與範疇 58
4.3.1 氫能機車說明 58
4.3.2 功能單位定義 60
4.3.3碳足跡盤查及計算方式 61
4.4 碳足跡評估 61
4.4.1 活動數據 61
4.4.2 排放係數 68
4.4.3 碳排放評估 69
4.4.4 碳足跡評估 73
4.5 成本評估 75
4.5.1 固定成本-機車車體成本 75
4.5.2 變動成本 79
4.5.3 生命週期成本評估 86
4.5.4 課徵碳稅 88
4.6 成本效益分析 89
4.6.1 加入碳稅前之成本效益分析 89
4.6.2 加入碳稅後之成本效益分析 95
4.7 敏感度分析 97
4.7.1 氫能機車購入成本之變動 97
4.7.2 加入碳稅搭配氫能機車購入成本之變動 99
4.7.3 石油價格之變動 101
4.7.4 加入碳稅搭配石油價格之變動 103
4.7.5小結 105
第五章 結論與建議 106
5.1 結論 106
5.2 建議 110
5.3 研究限制 110
5.4 未來研究方向 111
參考文獻 112
中文文獻 112
英文文獻 113
參考文獻 中文文獻
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