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研究生: 陳彥廷
Chen, Yen-Ting
論文名稱: 以船舶自動辨識系統推估高雄港港區商船空氣污染物排放量及污染控制策略
Using AIS for Emissions Estimation of Air Pollutants from Merchant Ships in the Port of Kaohsiung and Control Strategy
指導教授: 劉大綱
Liu, Ta-Kang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 海洋科技與事務研究所
Institute of Ocean Technology and Marine Affairs
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 110
中文關鍵詞: 高雄港船舶活動強度二氧化硫船舶污染來源自動辨識系統(AIS)
外文關鍵詞: the Port of Kaohsiung, vessel activity intensity, sulfur dioxide, vessel-source pollution, automatic identification system (AIS)
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  • 全球貿易運輸中海運是目前最可靠的運輸方式,船舶在運輸過程中燃燒大量燃油,因而排放大量的空氣污染物質,船舶產生的空氣污染物質嚴重衝擊海洋環境及生態系統。為了防止船舶空氣汙染,國際海事組織(IMO)通過國際防止船舶污染73/78(MARPOL 73/78)附錄六(ANNEX VI)防止船舶空氣污染規則來規定船舶空氣污染的排放。
    台灣各國際商港之中無論是進出口貨物量、貨物吞吐量、進出港船舶艘次等高雄港都是最高,因此排放大量的空氣污染物。本研究中利用船舶活動強度基準法推估2013年高雄港商船的空氣污染排放量,先利用船舶裝置的自動辨識系統(AIS)進行船舶動態追蹤,獲得精準船位;再利用排放量推估公式計算推估2013年高雄港20浬範圍內的商船空氣排放量,其推估結果可運用在船舶污染的控制策略上。
    本研究在AIS資料中發現高雄港20浬範圍內共有6,561艘商船,其中有3,335艘有進入高雄港港區內停泊。這些船舶之中,貨櫃船的排放量超過散裝船及油輪的排放量,然而散裝船及油輪的船舶數量多過貨櫃船,這三種船舶類型的排放量佔整體排放量的90%。商船空氣污染排放量中,SOX排放推估量為16,530噸,NOX排放推估量為17,155噸。船舶在航行、調度及停泊三種狀態的空氣排放量統計結果,商船在停泊時排放較多的污染物,而調度時排放最少。因此建議船舶停泊時改換低硫燃料油來減少污染物的排放。
    根據空氣污染防制法,以污染者付費為原則,向污染者徵收污染費能有效降低商船空氣污染排放,因此建議利用本研究方法能推測污染者所產生的污染量,提供港口當局向污染者徵收污染費,其污染費用於推廣綠色港口政策,例如獎勵制度。

    Maritime shipping is currently the most reliable form of cargo transport for global industrial trade. Marine navigation requires a great deal of fuel oils and consequently emits large amounts of air pollutants. The Port of Kaohsiung is one of the largest ports in Taiwan, and contributing to considerable emission of air pollutants. In this study, method based on vessel activity intensity was adopted to estimate the emission of air pollutants generated by the consumption of fuel oils from merchant vessels in the Port of Kaohsiung in year 2013. The vessel activities were determined by using vessel automatic identification system (AIS) to track vessel traffic and position and to calculate the corresponding emission of air pollutants. The results were then used to explore management strategies for controlling vessel-source emissions of air pollutants. According to the Air Pollution Control Act in Taiwan, pollution abating fees can be charged to the polluters. Through the incentive system provided by economic instruments, pollutants emission of the merchant vessels can be mitigated.

    目 錄 摘 要 i 英文摘要 ii 誌謝 v 目 錄 vi 圖目錄 x 表目錄 xii 名詞縮寫 xiv 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究架構 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 國際排放量規定 5 2.2 排放量推估方法 7 2.3 各國港口減排政策 9 2.3.1 歐洲港口減排政策 9 2.3.2 亞洲港口減排政策 10 2.4 國際減排技術 14 2.4.1 使用低硫燃料油 14 2.4.2 洗滌技術 18 2.4.3 LNG技術 22 2.4.4 EEDI技術 22 第三章 研究方法 24 3.1 研究範圍、對象及資料來源 24 3.1.1 研究範圍 24 3.1.2 研究對象 25 3.1.3 船舶資料來源 26 3.2 AIS數據資料庫的建立 29 3.2.1 AIS資料庫的建立 31 3.2.2 AIS資料庫網頁操作介面 32 3.3 船舶排放量推估方法 33 3.3.1 排放量研究概論 33 3.3.2 遠洋商船排放量公式 34 3.3.3 主引擎排放推估方法 40 3.3.4 輔助引擎排放推估方法 40 3.3.5 輔助鍋爐排放推估方法 42 3.4 研究數據的實務運用 43 3.5 研究限制 43 第四章 結果與討論 46 4.1 船舶基本資料的建立 46 4.1.1 海域範圍內的船舶篩選 47 4.2 船舶數量與艘次的統計 49 4.3 船舶航行、調度及停泊時間的統計 52 4.3.1 航行、調度及停泊時間推算 53 4.3.2 航行、調度及停泊的空氣排放量推估 54 4.4 船舶空氣排放量統計 58 4.4.1 相同噸位的船舶類型排放量之差異 59 4.4.2 整體排放量統計 60 4.4.3 散裝船排放量統計 61 4.4.4 貨櫃船排放量統計 63 4.4.5 油輪排放量統計 65 4.4.6 雜貨船、客輪、冷凍船和遠洋拖船排放量統計 67 4.5 進港與未進港船舶的排放量統計 69 4.6 季節的排放量統計 69 4.7 與其他文獻的差異比較 73 4.7.1 推估方法與資料來源的差異 74 4.7.2 推估結果的差異 75 4.8 我國未來船舶空氣排放管理策略 77 4.8.1 船舶空氣污染之法規現況 77 4.8.2 空氣污染防制費 78 4.8.3 設定船舶空氣污染防制費 79 4.8.4 高雄港空氣污染現況 82 4.8.5 空氣排放管理策略 84 第五章 結論與建議 88 5.1 結論 88 5.2 對後續研究的建議 90 參考文獻 92 中文文獻 92 英文文獻 95 附錄 99

    中文文獻
    1. Catherine, S. (2014),論降低珠三角區域的海事污染珍珠能否再次閃耀光芒,海事洞察第二卷第一期,第11-14頁。
    2. 中國驗船中心(2014) ,簡介2013年生效之國際公約修正案。
    http://www.crclass.org/sv/seminar/2012.08.14.Taipei/CR1.pdf (2014.3.26造訪)
    3. 方信雄(2011),船舶發生油污染事故的刑事責任,保險大道 第六十二期,第25-28頁。
    4. 王鐘雄(2009),港埠與供應鏈發展互動之探討,海運學報,第十八卷第一期,第27-44頁。
    5. 甘在國(2006),船舶輔機,台北市教育部,第1-380頁。
    6. 交通部運輸研究所(2010a),國際港埠之創新管理研究(1/2)。
    7. 交通部運輸研究所(2010b),港灣環境資訊服務系統整合及建置(1/4)
    8. 交通部運輸研究所(2011),智慧型航行與監測系統之研究(2/4)。
    9. 交通部運輸研究所(2012),臺灣港埠節能減碳效益提升之研究(1/4)。
    10. 行政院環境保護署(2010),港區空氣污染物排放清冊建置及管制策略研擬。
    11. 呂傳增(2006),船舶柴油機,台北市教育部,第1-315頁。
    12. 底宗鴻(2008),高雄地區陸域及鄰近海域懸浮微粒物化特性分析及時空分佈探討,國立中山大學環境工程研究所碩士論文。
    13. 林海平、顧英志(2005),柴油引擎操作參數對黑煙排放影響之研究,中華民國第十屆車輛工程學術研討會,第1-8頁。
    14. 香港環境局(2013),減少船舶廢氣排放,香港清新空氣藍圖,第27-31頁。
    15. 高惠君(2013),中国LNG燃料动力船发展前景分析,長江航運雜誌,第十二期, 第33-35頁。
    16. 高雄市政府海洋局(2010),「高高屏跨域觀光發展規劃」委託技術服務案期末報告。
    17. 高雄市環境保護局(2014),101~102年空氣品質綜合管理計畫式期末報告,中興工程顧問股份有限公司。
    18. 高雄港務分公司(2014),臺灣港務公司統計年報,臺灣港務股份有限公司。
    19. 張逢隆(2006),鍋爐學,台北市教育部,第1-211頁。
    20. 張朝陽(2009),論綠色港口及航運未來契機,船舶與海運通訊第六十二期, 第23-30頁。
    21. 張瀞之、王志敏(2010),徵收碳稅對船舶減速與營運成本間之影響評估,運輸計劃季刊第三十九卷第四期,第441-460頁。
    22. 楊慶熙(2009),台灣環境污染防治費介紹。
    23. 鄒逸錚(2014),亞洲地區船用燃料LNG之發展與契機,臺灣經濟研究月刊,第80-87頁。
    24. 寧波市船舶交易市場(2013),船市觀察第六期,第7-25頁。
    25. 蔡瑞舫、邱永芳、張富東(2012),臺灣海域船舶自動識別系統(AIS)整體規劃,第34屆海洋工程研討會論文集,第643-648頁。
    26. 蔡鎮遠(2011),高雄港港區商船排放二硫氧化物之推估與管理策略,國立成功大學海洋科技與事務研究所碩士論文。
    27. 鄭春發(2008),高雄海洋城市的發展機制之研究,臺北市立教育大學學報第39卷第一期,第1-44頁。
    28. 環保署(2013),環保法規查詢系統,網站:
    http://www.epa.gov.tw/mp.asp?mp=epa (2013.12.27造訪)
    29. 環保署(2014),空氣品質監測網,網站:
    http://taqm.epa.gov.tw/taqm/tw/default.aspx (2014.9.10造訪)

    英文文獻
    1. BC Shipping News (2014) Tug Guide website:
    http://issuu.com/janemci/docs/bcsn-may-12 (2014.04.03造訪)
    2. Chaieb, T., Delannoy, L., Costentin, G., Louis, C., Casale, S., Chantry, R.L., Li, Z.Y. and Thomas, C (2014) “Insights into the influence of the Ag loading on Al2 O3 in the H2 – assisted C3 H6 –SCR of NOx” Applied Catalysis B : Environmental, Vol. 156-157, pp. 192-201.
    3. Containership Register (2014) Information of Containership website:
    http://www.containershipregister.nl/index.php (2014.3.10造訪)
    4. Ditaranto, M., Li, H and Hu, Y. (2014) “Evaluation of a Pre-combustion Capture Cycle Based on Hydrogen Fired Gas Turbine with Exhaust Gas Recirculation (EGR)” Energy Procedia, Vol. 63, pp. 1972-1975.
    5. Eelco, D.B., Jasper, F. and Dagmar, N. (2009) “Proposal for an Environmental Ship Index Air pollutants and CO2” technologic report, CE Delft
    6. Endresen, Ø., Bakke, J., Sørgard, E. and Berglen, T.F. (2005) “Improved Modelling of Ship SO2 Emissions—a Fuel-Based Approach,” Atmospheric Environment, Vol. 39, pp. 3621-3628.
    7. ESI (2014) Environmental Ship Index Information website:
    http://www.environmentalshipindex.org/Public/Home (2014.11.15造訪)
    8. Feenstra, L. and Boon, J.C. (2012) “LNG Fuelled Inland Vessels and the Port of Rotterdam” Port of Rotterdam Authority.
    9. Hamburg Port Authority (2013)“Annual report 2012” Hamburg Port Authority
    10. Hansen, J.P. (2012) “Exhaust Gas Scrubber Installed Onboard MV Ficaria Seaways,” Environmental Project, Danish Environmental Protection Agency.
    11. Hapag-Lloyd Company (2013) SOX ECA website:
    http://www.hapag-lloyd.com/en/about_us/environment_low_sulphur_fuel.html (2014.08.25造訪)
    12. Helfre J.F. and Pedro, A.C.B. (2013) “Emission Reduction in the Shipping Industry:Regulations, Exposure and Solution,” Sustainalytics.
    13. Lee, T.C., Chang, Y.C. and Lee, P.T (2013) “Economy-Wide Impact Analysis of a Carbon Tax on International Container Shipping” Transportation Research Part A: Policy and Practice, Vol. 58, pp. 87-102.
    14. Lloyd (2003) “Ports & Terminals Guide, ” Lloyd's Register Fairplay, Redhill, UK.
    15. Marine Traffic (2014) Information of Vessels website:
    http://www.marinetraffic.com/ (2014.3.20造訪)
    16. MEF (2013) About Quality of Diesel Fuel website:
    http://marineenginesandfuels.com/quality-diesel-fuelmdomgo/ (2013.12.31造訪)
    17. MPA (2013) Maritime Singapore Green Initiative website:
    http://www.mpa.gov.sg/sites/maritime_singapore/msgi/maritime-singapore-green-initiative.page (2013.7.8造訪)
    18. NYK (2014) Shoreside Electric Power website:
    http://www.nyk.com/english/release/1964/NE_121031.html (2014.09.24造訪)
    19. Port of Rotterdam Authority (2011)“Annual report 2011” Port of Rotterdam Authority.
    20. Resolution A.917(22) “Guidelines for the Onboard Operational Use of Shipborne Automatic Identification Systems (AIS),” IMO.
    21. Resolution MEPC.176(58) “Amendments to the Annex of the Protocol of 1997 to Amend Theinternational Convention for the Prevention of Pollution Fromships, 1973, as Modified by the Protocol of 1978 Relating Thereto (Revised MARPOL Annex VI) ,” IMO.
    22. Resolution MEPC.203(62) “Amendments to the Annex of the Protocol of 1997 to Amend the International Convention for the Prevention of Pollution Fromships, 1973, as Modified by the Protocol of 1978 Relating Thereto (Inclusion of Regulations on Energy Efficiency for Ships in MARPOL Annex VI) ,” IMO.
    23. Resolution MSC.99(73) “Adoption of Amendments to the International Convention for the Safety of Life at Sea, 1974, as Amended,” IMO.
    24. Schneider Electric (2014) Scrubbers information website:
    http://blog.schneider-electric.com/energy-management-energy-efficiency/2014/01/21/scrubbers-relevant-solution-shipping-industry/ (2014.01.21造訪)
    25. Schrooten, L., Vlieger, I.D., Panis, L.I., Styns, K. and Torfs, R. (2008) “Inventory and Forecasting of Maritime Emissions in the Belgian Sea Territory, an Activity-Based Emission Model,” Atmospheric Environment, Vol. 42, pp. 667-676.
    26. Starcrest Consulting Group (SCG) (2009) “Port of Long Beach Air Emissions Inventory–2011, ” Port of Long Beach–The Green Port, The Port of Long Beach.
    27. Su, Y., Li, J., Gao, Y and Qu, D (2011) “Applying Matlab/Simulink to Study Calculation of NOx Efficiency of the SCR,” Procedia Environmental Sciences, , Vol. 11, pp. 996-1000.
    28. Tasseda, E.H (2008) “A Study on Dynamic Traffic Management System Based on Virtual and Synthetic AtoN AIS System,” Dorctoral Dissertation, Tokyo University of Marine Science and Technology.
    29. Torbjorn Henriksson (2014) SOx Scrubbers information website:
    http://www.finnports.com/document.php/1/1457/henriksson/b980c2af83365fa74fde30b08736254f (2014.11.11造訪)
    30. U.S.EPA (2010) “Designation of North American Emission Control Area to Reduce Emissions from Ships,” Regulatory Announcement, Office of Transportation and Air Quality.
    31. Whall, C., Cooper, D., Archer, K., Twigger, L., Thurston, N., Ockwell, D., McIntyre, A. and Ritchie, A. (2002) “Quantification of Emissions from Ships Associated with Ship Movements Between Ports in the European Community,” European Commission, Entec UK Limited

    下載圖示 校內:2018-02-24公開
    校外:2020-02-24公開
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