電動車能成為儲能的靈魂角色嗎?

2022年07月05日
本文轉自 科技新報



在邁向「淨零碳排」的路上,有一個核心問題必須要解決:儲能。我們先釐清這個基本概念的思路,再來談電動車為何會成為其中的關鍵角色。

多數國家都同意必須要減碳,但人類社會已經無法擺脫對電力的依賴,因此發展可再生能源勢在必行,不過目前綠能的主力之中,太陽能以及風力發電,都不是你可以隨傳隨到的電力來源。

這裡我們要破解第一個常見的誤會,綠能發電的問題其實不在於效率,以歐洲發展綠能最知名的德國來說,在發電高峰時,風力和太陽能產出的電力可滿足全國 100% 電力需求,這些乾淨的綠電並沒有「不夠」,真正的問題在於「不平均」。

當風力與太陽能發電達到全國用電 100% 時,對電網來說其實非常危險,必須緊急降載火力電廠,避免電網過載,好在德國擁有歐陸其他國家的電網配合,可以分享過剩電力,但並非每個國家隨時都能夠吃下忽高忽低的額外電力,因此「儲能」就成為關鍵所在。


▲ 綠電過盛時,電價甚至會跌破 0 元,此時就是電動車充電的理想時機。(Source:ElaadNL)

如果能夠有足夠的電池系統,將發電高峰時的綠電儲存起來,留到離峰時間使用,就可以減少電網負載不平的問題,達成電力管理中最想要的「削峰填谷」效應。實際上,這件事已經很多地方在推動,上週夏威夷已經收到了特斯拉電池組 Megapack 共 156 組,透過這個龐大的電池網,足以取代一整座燃煤電廠,成為主要的備援用電。

也有一些國家將這個概念,動到了電動車身上,試想,一輛電動車上載有鋰電池平均約 80 kWh,以台灣汽車保有量 800 萬輛來算,如果全部都改成純電車,就有 6.4 億度電。幾乎快要接近台灣每天的發電量(2020 年日均發電量 7.6 億度),這麼巨大的電池,除了擺在車上等著被使用,還有什麼其他用處嗎?

荷蘭經驗:電動車成為共享大電池

從 2021 年開始,荷蘭的電動車銷售就開始扶搖直上,值得注意的是,荷蘭剛好跟一般人推薦的電動車理想使用情境相反,高達 70% 的荷蘭住宅沒有自己的停車位,當然也沒有充電樁,為什麼荷蘭人還願意購買電動車呢?

荷蘭政府認為,電動車只是「減碳」目標的其中一個環節,從整體策略構思,他們歸納出荷蘭城市的三個特性:第一是住家缺乏自有停車位、第二是住家屋頂太陽能普及,以及最後,冬天嚴寒又不想使用天然氣取暖,而開始推廣只需要用電就能取暖的「熱泵系統」(heat pump)。

這三個看似無關的特性,在一個政策主導之下,全都串聯在一起。荷蘭政府近年設立了「國家級智慧電網」架構,由政府規畫統一標準,並且帶頭建設公共充電樁,這些慢充公用充電樁,全部都配備「雙向充電」以及「智能充放電」功能,目前已經全國已經有 8.5 萬支充電樁。

▲ 荷蘭透過大量公用充電樁實現回充電網(V2G)應用。(Source:ElaadNL)

「既然家戶沒有車位跟充電樁,表示晚上大家都要把車停在公共停車格,如果他們都接上公用充電樁,就等於連上電網。」歐盟汽車電動化協會副主席  Baerte de Brey、也是荷蘭國家智慧充電基礎建設中心資訊長指出,荷蘭目前朝向「停車即充電」的方向努力,用意就在於讓電動車電池,成為全國智慧電網的一環。

在這個架構下,白天過剩的綠能發電,將會用來替電動車電池充電,而夜間供電不足時,電動車電池就可以回充電量給家戶的熱泵系統使用。而且,這將能夠活用家戶屋頂太陽能的發電,自己發電替自己的車充電,同時也替晚上的用電做準備。

目前,荷蘭銷售的新車中,有三分之一都是電動車,油電車加上純電車銷量則高達新車市占一半。全國總保有車輛之中,純電車占比也上升到 5%。他們預計在 2025 年,就能完成全國公車電動化,搭配國家帶頭擴充基礎建設,雖然路途還很遙遠,但他們已經走上全面減碳,甚至清零的道路。

他山之石,可以充電

荷蘭的經驗揭露一個重要的訊息,並非自己家有充電樁才適合電動車,每個國家都有不同的環境條件,如何順應所需才是制定政策時的關鍵。像美國的住家,幾乎都以自有停車格和充電樁為主,在去年德州暴風雪之中,能夠雙向充電的福特 F-150 油電卡車,就成為了家庭度過停電的最佳幫手。

可別小看一輛車的儲電量,台灣家戶夏季平均每日用電約 14 度,以一輛可以雙向充電的電動車約 70 kWh 電池來看,足以支撐一個家庭平均 5 天的用電。如果購買專門的儲能設備當做緊急供電,每度電的成本高達 300 美元,要達到跟一輛車相同的電量,就需要 2.1 萬美元,相當於新台幣 60 萬元。別忘了,在太平時期,你可沒辦法把這顆備用電池開出門。

同樣的概念也適用於公共機關和企業廠辦,即使工廠或辦公大樓裝設了大量的太陽能電板,但留不住的電只是浪費。這時如果能有儲能裝置調節,就可以大幅降低企業的整體碳排放。如果暫時不想花大錢購置儲能電池,或許設置支援雙向充電的公用充電樁,善加利用電動車電池,也是一個解決方案。

電動車絕對可以成為未來發展綠能時,平衡電網的重要工具,但如果政府沒有拿出一個具體的架構,這個理想也只能空談。舉例來說,在台灣最暢銷的電動車特斯拉,就不支援雙向充電功能,而荷蘭今年熱銷的電動車款式中,特斯拉還落後於 Skoda、Kia、Audi 跟 Volkswagen。當然,雙向充電或許不是影響銷量的主因,政府補助資格還有基礎建設的影響也很巨大。

▲ 台灣電力來源分布圖。(Source:台灣電力公司)

但在現階段台灣基礎充電設施還不普遍的情況下,擁有大量自建快速充電站的特斯拉,可以說是占盡優勢。弔詭的是,即使全台灣到處都是特斯拉的充電站,甚至路上所有車輛都變成特斯拉電動車,對於儲能卻是一點幫助都沒有,由於它的電力不能回充給電網,它頂多能夠做到削峰,卻不能填谷。

因此台灣政府在推動淨零碳排以及再生能源時,務必要將電動車的充電規格還有基礎建設權力掌握在手上,如此才能獲得更大的電力彈性空間,也才能建設更多綠能發電來減少碳排放,台灣企業也才能購得更多綠電,來爭取打入美國、歐洲頂尖企業供應鏈的機會。