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臺灣附近海域及港區船舶排放量對空氣品質影響預測系統

臺灣附近海域及港區船舶排放量對空氣品質影響預測系統


書籍介紹

本研究使用 本所 港研中心介接航港局 的 船舶 自動識別系統,進行在臺灣周遭航行船舶 之
空氣污 染物的影響評估,依據 AIS(Automatic Identification System)即時船舶排放量和 環保署自動監測設施 CEMS(Continuous Emission Monitoring Systems)固定污染源的排放,並搭配預測係數,針對特殊日期 (如農曆新年和颱風 期間 )進行排放量校正,以估算未來 48小時排放量 並 透過三維網格空氣品質模式 CMAQ-ISAM(Community Multi-scale Air Quality model - Integrated Source Apportionment Method)模擬海域和主要 商 港船舶排放對臺灣周遭環境空氣
品質的影響。
空氣品質預測模擬使用的排放量分為海域及陸域兩個部分,其中預測未來48小時內海域船舶排量的相對誤差和絕對相對誤差分別小於 10%和 30%,且陸域 CEMS排放量中,燃煤電廠從 105年 到 108年 的排放量,氮氧化物及硫氧化物分別從 28,944噸 /年減少到 14,764噸 /年及 23,003噸 /年減少到 12,921噸 /年。使用前述建立之 AIS及 CEMS排放量,搭配AQI(Air Quality index)指標 使用 CMAQ-ISAM模組預測未來 48小時之空氣品質,其準確率約為 80%,且預測期間各個區域及港口對臺灣本島空氣品質的貢獻比率平均都在 8%以內。
應用本研究以空氣品質指標 AQI的預 測 結 果 ,提出商港區空氣品質惡化之緊急應變作為,依實行強度由弱至強共分為二級預警、一級預警 (港口貢獻小於 8%)及一級預警 (港口貢
獻大於 8%)等三個級別。並評估港口船舶燃油使用低硫油時之差異,最後提出商港空氣污染
物減量之短中長期因應對策。
研究成果可供交通部航港局、港務公司或環保署在研擬港埠及沿岸地區空污對策之參考,使之符合國際海事組織與歐洲海港組織規範,以提升港口形象並確保環境永續發展,另外,研究成果已藉由舉辦 1次教育訓練進行推廣。

目次

中文英文摘要
…………………………………………… ……………………………I
目錄
…………………………………………… ……………………………III
圖目錄
………………………………………………… ……………………..VII
表目錄
…………………………………………………… ………………….XI
第一章
前言 1-1
1.1 研究動機 1-1
1.2 研究目的 1-2
1.3 研究內容與成果 1-3
第二章
文獻回顧 2-1
2.1 懸浮微粒 2-1
2.2 網格模式 2-4
2.3 WRF氣象模式 2-4
2.4 Models-3/CMAQ模式 2-8
第三章
研究方法 3-1
3.1 研究 執行流程 3-1
3.2 WRF氣象資料建置 3-2
3.3 CMAQ模擬建置 3-8
3.3.1 Model-3/CMAQ 3-8
3.3.2 TEDS的點源處理修訂 3-9
3.3.3 中國地區排放量資料庫處理依據 3-10
3.3.4 生物源排放量處理 3-12
3.4 Models-3/CMAQ模式性能評估 3-14
3.5 船舶排放量推估 3-18
3.5.1 AIS 資料庫 3-20
3.5.2 勞氏資料庫 3-21
3.5.3 船舶排放量推估公式 3-22
3.6 排放量自動化模組 3-32
3.6.1 排放量計算方式 3-32
3.6.2 自動化模組計算 3-37
3.6.3 排放量預測係數 3-38
3.6.4 排放量預測推估改善 3-45
3.7 臺灣排放量資料建置 3-46
3.8 CMAQ空氣品質預測系統 3-46
3.9 臺灣周遭海域船舶影響 空品預測 3-52
3.10 臺灣主要港口影響空品預測 3-55
3.11 海域分區船舶影響空品預測 3-58
3.11.1 ISAM模式的物種標記與區塊定義 3-58
3.11.2 模式實施流程 3-59
3.12 低硫油政策影響 3-61
3.13 教育訓練 3-61
第四章
海域船舶排放量 4-1
4.1 102年 船舶排放量 4-1
4.2 105年 船舶排放量 4-8
4.3 海域船舶排放量影響 4-16
4.4 主要港口排放影響 4-23
第五章
CMAQ空氣品質預測 5-1
5.1 排放量推估結果 5-1
5.1.1 海域船舶排放量推估結果 5-1
5.1.2 預測誤差偏高日期解析 5-7
5.1.3 CEMS排放量推估結果 5-9
5.2 歷年 CEMS排放量 5-12
5.3 進出港船舶數比較 5-15
5.4 CMAQ 模式性能評估 5-23
5.5 CMAQ-ISAM建置 5-28
5.6 空氣品質預測結果 5-35
5.6.1 空氣品質 AQI指標 5-35
5.6.2 觀測值與模擬值比較 5-38
5.6.3 海域船舶影響空氣品質預測 5-39
5.6.4 區域船舶影響空氣品質預測 5-40
5.6.5 港口船舶影響空氣品質預測 5-44
5.7 低硫油政策成效評估 5-47
5.8 臺灣主要港口污染物排放影響 5-54
5.9 港口緊急應變措施 5-57
5.10 港口空污減量措施 5-64
第六章
結論與建議 6-1
6.1 結論 6-1
6.2 建議 6-2
6.3 成果效益及應用情形 6-2

編/著/譯者簡介

本所主辦單位:港研中心
主管:蔡立宏
計畫主持人:李俊穎
研究人員:蔣敏玲
合作研究單位:財團法人成大研究發展基金會
計畫主持人:蔡德明
研究人員:吳義林、賴信志、楊榮元 、賴力瑋
、邱慧真

序言/導讀

本研究使用 本所 港研中心介接航港局 的 船舶 自動識別系統,進行在臺灣周遭航行船舶 之 空氣污 染物的影響評估,依據 AIS(Automatic Identification System)即時船舶排放量和 環保署自動監測設施 CEMS(Continuous Emission Monitoring Systems)固定污染源的排放,並搭配預測係數,針對特殊日期 (如農曆新年和颱風 期間 )進行排放量校正,以估算未來 48小時排放量 並 透過三維網格空氣品質模式 CMAQ-ISAM(Community Multi-scale Air Quality model - Integrated Source Apportionment Method)模擬海域和主要 商 港船舶排放對臺灣周遭環境空氣 品質的影響。 空氣品質預測模擬使用的排放量分為海域及陸域兩個部分,其中預測未來48小時內海域船舶排量的相對誤差和絕對相對誤差分別小於 10%和 30%,且陸域 CEMS排放量中,燃煤電廠從 105年 到 108年 的排放量,氮氧化物及硫氧化物分別從 28,944噸 /年減少到 14,764噸 /年及 23,003噸 /年減少到 12,921噸 /年。使用前述建立之 AIS及 CEMS排放量,搭配AQI(Air Quality index)指標 使用 CMAQ-ISAM模組預測未來 48小時之空氣品質,其準確率約為 80%,且預測期間各個區域及港口對臺灣本島空氣品質的貢獻比率平均都在 8%以內。 應用本研究以空氣品質指標 AQI的預 測 結 果 ,提出商港區空氣品質惡化之緊急應變作為,依實行強度由弱至強共分為二級預警、一級預警 (港口貢獻小於 8%)及一級預警 (港口貢 獻大於 8%)等三個級別。並評估港口船舶燃油使用低硫油時之差異,最後提出商港空氣污染 物減量之短中長期因應對策。 研究成果可供交通部航港局、港務公司或環保署在研擬港埠及沿岸地區空污對策之參考,使之符合國際海事組織與歐洲海港組織規範,以提升港口形象並確保環境永續發展,另外,研究成果已藉由舉辦 1次教育訓練進行推廣。

分類 其他詳細資訊
  • 適用對象:成人(學術性)
  • 關鍵詞:空氣品質、船舶自動辨識系統、美國第三代空氣品質模式(Model-3/CMAQ)
  • 附件:無附件
  • 頁/張/片數:560
授權資訊
  • 著作財產權管理機關或擁有者:交通部運輸研究所
  • 取得授權資訊:聯絡處室:交通部運輸研究所港灣技術研究中心 姓名: 謝瑩蓁 電話:04-26587169 地址:臺中市梧棲區中橫十路2號