空品調查學堂 (2021年全台十至十二月)

2021年全台十至十二月空氣品質分析

近年國人意識逐年提升，中央部會及地方政府皆極為注重空氣品質變化等環境議題，持續投入相當資源及建立多項污染防制措施及積極作為，為了解目前污染物於全臺各地之現況及近年變化之趨勢，希望做為未來改善或制定空污計畫的依據。
本計畫將以行政院環保署全臺空品測站監測資料為主要依據，探討2021年十月到十二月全臺各地空氣品質變化趨勢，其中細懸浮微粒之結果係採用校正前之數據，同時佐以氣象局觀測資料了解近年氣象條件之變化以確實探討管制策略之效應。

我國於109年09月公告最新空氣品質標準，新制針對一般空氣污染物不同時間尺度平均之濃度加嚴其標準，如PM10的二十四小時值從125 μg/m³降低至100 μg/m³，但是PM2.5的二十四小時值仍維持為35 μg/m³。近日世界衛生組織在其最新公告之全球空氣品質指引(WHO global air quality guidelines, 2021)中，建議PM2.5的年平均標準為5 μg/m³及二十四小時值為15 μg/m³(如表1-1)。在世界地球日的今日，於各國呼籲共同對抗全球暖化及維護人類生存環境之時，為能喚起大家的關注並提供我國空氣品質現況與國際組織標準之比對，本報告部分內容將以世界衛生組織之標準來進行研析。

各污染物濃度時空分布特性｜近年全臺PM2.5濃度變化趨勢

2016年-2021年10月至12月臺灣地區平均PM2.5非降雨小時濃度值及分布圖，其全臺平均值從2016年的26.0 μg/m³逐年遞減至2021年14.0 μg/m³。其濃度遞減的原因主要為排放至大氣環境之原生性PM2.5及其前驅物減少所致，例如燃油、燃煤鍋爐改燒天然氣、多項污染源之污染物加嚴排放標準、補助汰換老舊車輛、固定污染源加裝或更新污染防制設備等相關措施皆正面降低大氣環境中PM2.5及其前驅物之濃度降低。

2020年較2019年減少之幅度明顯，推估除了上述因素持續減少國內污染源之貢獻外，因新冠肺炎疫情造成境外影響及本土排放減少及電廠的污染減量排放也有關係。此外2019年9月環保署開始全面汰換更新各署轄空氣品質測站中PM2.5儀器，因此圖中2019年以前的資料是舊儀器原始的量測值，2020後之資料為新儀器的數值。依環保署說明初期儀器可能尚不穩定，至2020年12月後逐漸穩定，手動與自動測值誤差在4 μg/m³之比率提升至96%，故2019年之測值與其前、後年之差異部分原因可能源於新設儀器尚未穩定之過渡期。

在空間分布上，2016年全臺PM2.5濃度以南部地區較高、中部地區次之、北部及東部地區較低，南部地區PM2.5濃度大都在25 μg/m³以上，部分較高區域可達35 μg/m³，而中部地區則大都在25 μg/m³以上，北部及東部地區則相對最為乾淨，PM2.5濃度大多在20 μg/m³以下。

因為相對較多固定污染源及為數眾多之移動污染源，加上不同季節環境風場和地形之影響，因此中、南部地區較臺灣其他地區PM2.5濃度為高，而北部地區雖然有較少之固定污染源，但部分地區盆地地形加上移動污染源及臺灣境內其他區域污染源受西南風之影響，仍有一定程度之污染濃度，而東部地區因為相對較少污染源之影響，空氣品質相對為佳。進入2017年後整體PM2.5濃度分布趨勢及水準與2016年相近但整體濃度呈現減少。2018年整體PM2.5濃度較2017年減少，分布趨勢與水準也接近前二年之情況，以南部地區PM2.5濃度較高，北部及東部地區較低。2019年整體PM2.5濃度下降趨勢明顯，臺灣西半部濃度皆較2018年呈現減少之情況，花東地區因濃度原本即不高，故變化情形不明顯。2020年亦有明顯之減少情況，全臺各地之濃度分布都較2019年為進步，整季各測站平均值大都在25 μg/m³以下。2021年整體則仍持續呈現減少之情況，西半部各地濃度皆較2020年呈現減少之情況。

表2.1-1為2016年至2020年我國工業部門能源消費、運輸部門能源消費、發電燃料及國道1號及3號百萬車公里統計資料：

• 工業部門能源消費
  煤及煤產品減少約24%、石油產品減少約35%、生質能及廢棄物減少6%，而天然氣的使用量則增加約32%，相較於其他能源燃料，天然氣是屬於比較乾淨的選擇，除較少氮氧化物之排放外，也排放相對少量之粒狀物和及硫氧化物。
  
  
• 發電燃料
  「煤」在2018年達較大量後逐年降低但仍較2016年稍高。
  「燃油」則是逐年降低，2020年約少於2016年的1/2。
  「燃氣」則為逐年增加，符合國家能源政策走向。
  「發電用生質能」及「廢棄物」2020年則較2016年增量約55.5%，雖然整體用量仍遠小於其他燃料，但因其污染量會較大而需要留意。
  
  
• 運輸部門能源消費
  「液化石油氣」自2016年至今呈現逐年下降之趨勢，不過此種油在運輸部門的使用相對少量。
  「車用汽油」自2016年至今呈現每年約減少8萬公秉、0.9%的程度。
  「柴油」則為每年增加1.5萬公秉、0.3%的情況，在國道1號及3號之車流量來看，2016 ~ 2020年的車流量變化可知國道1號和3號皆呈現逐年些微增加之情況。
  

表2.1-2為2021年與2020年10月至12月我國工業部門能源消費、運輸部門能源消費、發電燃料及國道1號及3號百萬車公里統計資料：

• 工業部門能源消費
  分別調整比例：「煤及煤產品」增加約2.1%、「天然氣」增加約13.4%、「石油產品」減少約6.9%、「生質能及廢棄物」減少約0.6%，以相同熱值單位(公秉油當量)來比較2021年10月至12月整體用油量是較2020年為些微增加，但工業部門能源消費中增量比例最多為天然氣，相較於煤及煤產品、石油產品和生質能及廢棄物等能源燃料，天然氣是屬於比較乾淨的選擇，除較少氮氧化物之排放外，也排放相對少量之粒狀物和及硫氧化物，因此2021年工業部門能源消費之污染物排放量與2020年相比之變化仍未明確。
  
  
• 發電燃料
  分別調整比例：「煤及煤產品」減少約2.9%、「生質能及廢棄物」減少約4.9%、「石油產品」增加約8%、「天然氣」增加約0.6%，因煤及煤產品的使用減量明顯大於其他燃料，且煤及煤產品相較天然氣等燃料理論上排放較多之污染物，因此在發電燃料的使用來看，2021年之污染物排放量應較2020年為減少。
  
  
• 運輸部門能源消費
  皆呈現減量，「液化石油氣」減量約18.4%、「車用汽油」減量約3.4%、「柴油」減量約0.1%。由國道1號之百萬車公里數來看2021年皆較2020年上升，增量約0.7%，但國道3號卻為下降，減量約0.6%，變化幅度並不明顯。在通行輛次部分，國道1號及3號小型車通行輛次分別增加0.5%和1.7%、聯結車通行輛次分別增加4.7%和7.0%，但大型車通行輛次分別減少3.7%和1.8%，整體來說在國道交通量及國道通行輛次今年皆較去年增加，推論國道移動源排放之污染物今年應較去年增加

各污染物濃度時空分布特性｜氣象條件對空氣品質之影響

• 「風速差值圖」比較
        ．2021年在全臺靠海區域皆較2020年風速為低、近山區域變化則較不明顯。
        ．較低之風速不利污染物在平面及垂直方向擴散進故較易有較高濃度發生。
          ※ 風速較高有利污染物擴散、濃度降低。
  
  
• 「降雨量差值圖」比較
        ．全臺以北部及東部地區較去年同期明顯增加外，其他各地區降雨量亦為增加之情況。
          ※ 降雨過程能帶走降雨過程能帶走大氣環境中之污染物而降低濃度。
  
  
• 「太陽輻射差值圖」與「雲量差值圖」比較
        ．在臺南市及中部山區之太陽輻射較為減少外，其他地區都為增加之情況，雲量差值圖議呈現類似之情況。
         ※ 較強之太陽輻射雖可讓近地表之混合層發展較高而易於污染物擴散，但較強之太陽輻射亦會促使光化反應增強，導致具光化反應之物種，如衍生性細懸浮微粒及臭氧，反而更容易生成導致高濃度之污染事件發生。
  
  

PM2.5及相關污染物濃度之時空分布｜以下以PM2.5為主，如需完整污染物分析，請點選文章右上方連結

PM2.5｜

綜合上述討論，與2020年之氣象條件比較，2021年全臺各地區之降雨量明顯較多、對污染物之洗除作用較高，因此2021年10月至12月氣象條件對於大氣環境污染物之影響整體而言是有利擴散之情況，但地面風速較為微弱之部份在污染物不易擴散之區域可能造成較明顯增量情況。

相較之下2020年雖然分布趨勢相近2021年，但西半部各地整體之濃度大都較高，如南部高屏地區、中部地區雲嘉地區。由差值圖來看除了臺中地區為增加之外，全臺大部分區域濃度值變化2021年為較2020年稍微減少，幅度約為1 μg/m³ - 6 μg/m³，其中在南部高雄、屏東地區減幅較為明顯，減幅可達6 μg/m³以上，在北北基區域也呈現減量之情況，而在中部地區則呈現增量之情況，在臺中市部份區域增幅則較為明顯，增量可達3 μg/m³以上。

南部地區PM2.5減量原因之一應為中鋼公司之汽電共生鍋爐停用燃煤發電所至。依據中鋼公司指出(http://search.csc.com.tw/mis/cscweb/search_new/search-
V2.asp)，為響應高雄市政府號召加入脫煤減碳行列，中鋼公司規劃汽電共生鍋爐停止使用燃煤，以強化空污防制與溫室氣體減排力道，經評估及採行鍋爐燃燒器改造、發電機組調度及終止燃煤採購等方案後，於今年3月先將一部可使用燃煤的鍋爐停用燃煤，並於9月另二部鍋爐也不再使用燃煤，評估可減少燃煤量30.6萬公噸。另全臺老舊柴油大貨車持續減少中也是PM2.5改善的原因之一，環保署為改善空氣品質，從2017年制定「大型柴油車汰舊換新補助辦法」後開始執行，依噸數差異進行報廢或新購進行補助，且為鼓勵業者及早更換，補助辦法之規定分為三階段逐年遞減補助金額。此外環保署考量新冠肺炎疫情影響經濟，延長第二期補助到2021年12月，評估將有4000輛的大型柴油車車主受益。依據交通部統計查詢網 (https://stat.motc.gov.tw/mocdb/stmain.jsp?sys=100) 資料顯示，2021年12月底全臺車齡10年以上大貨車較2020年減少2.8%，約2千8百餘輛，其中高雄市連續五年汰舊數皆為全國第一，2021年淘汰大型老舊柴油車淘汰1891輛(https://ctee.com.tw/livenews/ch/chinatimes/20220213001548-260-
405)。

北部地區PM2.5減量原因之一應為新北市公告臺北港為空氣品質維護區所致。冬季時中部地區因位於中央山脈西側、易因東北季風時來臨時形成微弱風場或渦旋環流，不易污染物擴散，因此2021年地面風速較2020年微弱將更易導致污染物擴散不易致使監測值升高。依據台灣電力公司發布資料，在通霄電廠燃氣機組及對外輸電線容量擴充後，台中電廠用煤量自106年1773萬噸減少至109年的1229萬噸，而近來似乎減煤停滯，除中央、地方政府各有想法堅持外，仍希望以人民福祉為依歸、盡快達成增氣減煤之情境以利空氣品質持續更好。此外各項有利污染減量之措施，如經濟部推行火力發電混燒氫氣、氨氣、中油大林煉油廠建置實驗級的碳捕捉設備、中鋼分離一氧化碳及二氧化碳以生產甲醇、甲烷等措施，期能持續推動以有效減少污染排放、增進空氣品質。

為2017年至2021年10月至12月全臺各縣市環保署測站PM2.5非降雨小時濃度、序位及差值，由表中可得知2021年全臺各縣市以臺東縣濃度最低(6.2 μg/m³)序位第1，其次2-4分別為花蓮縣、宜蘭縣、新北市和臺北市，這些縣市特點皆為境內較少污染源排放且此季節無明顯上風處污染物傳輸貢獻，因此大氣環境中PM2.5濃度較低。接續濃度較低者主要分布在上風處無明顯污染源之之縣市，如基隆市、桃園市及新竹縣，之後為苗栗縣、新竹市及臺中市等，最後三名為臺南市、嘉義市及高雄市。因10月至12月為臺灣秋季初冬時分，盛行風向以東北風為主，上風處除可能有境外污染之影響，因臺灣地形特性，常於下風處的中部、南部地區形成微弱環流導致污染物不易擴散。另此季節季因日照輻射較弱，混合層發展較低而不易於污染物之擴散，故於對比於其他季節，臺灣中部、南部地區之空氣品質通常較為不佳。

由2021年與2020年差值結果來看，全臺各測站PM2.5濃度測值以減量居多。以污染量差異變化來看增量幅度最大者為新竹市，增量達2.3 μg/m³ (佔2020年監測值22.6%)，其次為臺中市和新竹縣增量達2.0 (14.5%) 和1.9 μg/m³ (19.9%)。而減量幅度最大者為屏東縣的2.7 μg/m³ (13.3%)，其次為嘉義市的2.7 μg/m³ (11.0%)，第三為高雄市的2.4 μg/m³ (9.2%)。由表中可知減量較多之區域為嘉義縣(含)以南及北北桃區域，而新竹縣市至彰化縣則為增量之區域。