在迈向「净零碳排」的路上,有一个核心问题必须要解决:储能。 我们先厘清这个基本概念的思路,再来谈电动车为何会成为其中的关键角色。
多数国家都同意必须要减碳,但人类社会已经无法摆脱对电力的依赖,因此发展可再生能源势在必行,不过目前绿能的主力之中,太阳能以及风力发电,都不是你可以随传随到的电力来源。
这里我们要破解第一个常见的误会,绿能发电的问题并不在于效率,以欧洲发展绿能最知名的德国来说,在发电高峰时,风力和太阳能产出的电力可满足全国100%电力需求,这些干净的绿电并没有「不够」,真正的问题在于「不平均」。
当风力与太阳能发电达到全国用电100%时,对电网来说其实非常危险,必须紧急降载火力电厂,避免电网过载,好在德国拥有欧陆其他国家的电网配合,可以分享过剩电力,但并非每个国家随时都能够吃下忽高忽低的额外电力,因此「储能」就成为关键所在。
▲ 绿电过盛时,电价甚至会跌破 0 元,此时就是电动车充电的理想时机。 (Source:ElaadNL)
如果能够有足够的电池系统,将发电高峰时的绿电储存起来,留到离峰时间使用,就可以减少电网负载不平的问题,达成电力管理中最想要的削峰填谷效应。 实际上,这件事已经很多地方在推动,上周夏威夷已经收到了特斯拉电池组Megapack共156组,通过这个庞大的电池网,足以取代一整座燃煤电厂,成为主要的备援用电。
也有一些国家将这个概念,动到了电动车身上,试想,一辆电动车上载有锂电池平均约80 kWh,以台湾汽车保有量800万辆来算,如果全部都改成纯电车,就有6.4亿度电。 几乎快要接近台湾每天的发电量(2020年日均发电量7.6亿度),这么巨大的电池,除了摆在车上等着被使用,还有什么其他用处吗?
荷兰经验:电动车成为共享大电池从2021年开始,荷兰的电动车销售就开始扶摇直上,值得注意的是,荷兰刚好跟一般人推荐的电动车理想使用情境相反,高达70%的荷兰住宅没有自己的停车位,当然也没有充电桩,为什么荷兰人还愿意购买电动车呢?
荷兰政府认为,电动车只是「减碳」目标的其中一个环节,从整体策略构思,他们归纳出荷兰城市的三个特性:第一是住家缺乏自有停车位、第二是住家屋顶太阳能普及,以及最后,冬天严寒又不想使用天然气取暖,而开始推广只需要用电就能取暖的「热泵系统」(heat pump)。
这三个看似无关的特性,在一个政策主导之下,全都串联在一起。 荷兰政府近年设立了「国家级智慧电网」架构,由政府规划统一标准,并且带头建设公共充电桩,这些慢充公用充电桩,全部都配备「双向充电」以及「智能充放电」功能,目前已经全国已经有8.5万支充电桩。
▲ 荷兰透过大量公用充电桩实现回充电网(V2G)应用。 (Source:ElaadNL)
「既然家户没有车位跟充电桩,表示晚上大家都要把车停在公共停车格,如果他们都接上公用充电桩,就等于连上电网。」 欧盟汽车电动化协会副主席Baerte de Brey、也是荷兰国家智能充电基础建设中心信息长指出,荷兰目前朝向停车即充电的方向努力,用意就在于让电动车电池,成为全国智能电网的一环。
在这个架构下,白天过剩的绿能发电,将会用来替电动车电池充电,而夜间供电不足时,电动车电池就可以回充电量给家户的热泵系统使用。 而且,这将能够活用家户屋顶太阳能的发电,自己发电替自己的车充电,同时也替晚上的用电做准备。
目前,荷兰销售的新车中,有三分之一都是电动车,油电车加上纯电车销量则高达新车市占一半。 全国总保有车辆之中,纯电车占比也上升到5%。 他们预计在2025年,就能完成全台公车电动化,搭配国家带头扩充基础建设,虽然路途还很遥远,但他们已经走上全面减碳,甚至清零的道路。
他山之石,可以充电荷兰的经验揭露一个重要的讯息,并非自己家有充电桩才适合电动车,每个国家都有不同的环境条件,如何顺应所需才是制定政策时的关键。 像美国的住家,几乎都以自有停车格和充电桩为主,在去年德州暴风雪之中,能够双向充电的福特 F-150 油电卡车,就成为了家庭度过停电的最佳帮手。
可别小看一辆车的储电量,台湾家户夏季平均每日用电约14度,以一辆可以双向充电的电动车约70 kWh电池来看,足以支撑一个家庭平均5天的用电。 如果购买专门的储能设备当做紧急供电,每度电的成本高达300美元,要达到跟一辆车相同的电量,就需要2.1万美元,相当于新台币60万元。 别忘了,在太平时期,你可没办法把这颗备用电池开出门。
同样的概念也适用于公共机关和企业厂办,即使工厂或办公大楼装设了大量的太阳能电板,但留不住的电只是浪费。 这时如果能有储能装置调节,就可以大幅降低企业的整体碳排放。 如果暂时不想花大钱购置储能电池,或许设置支持双向充电的公用充电桩,善加利用电动车电池,也是一个解决方案。
电动车绝对可以成为未来发展绿能时,平衡电网的重要工具,但如果政府没有拿出一个具体的架构,这个理想也只能空谈。 举例来说,在台湾最畅销的电动车特斯拉,就不支持双向充电功能,而荷兰今年热销的电动车款式中,特斯拉还落后于Skoda、Kia、Audi跟Volkswagen。 当然,双向充电或许不是影响销量的主因,政府补助资格还有基础建设的影响也很巨大。
▲ 台湾电力来源分布图。 (Source:台湾电力公司)
但在现阶段台湾基础充电设施还不普遍的情况下,拥有大量自建快速充电站的特斯拉,可以说是占尽优势。 吊诡的是,即使全台湾到处都是特斯拉的充电站,甚至路上所有车辆都变成特斯拉电动车,对于储能却是一点帮助都没有,由于它的电力不能回充给电网,它顶多能够做到削峰,却不能填谷。
因此台湾政府在推动净零碳排以及再生能源时,务必要将电动车的充电规格还有基础建设权力掌握在手上,如此才能获得更大的电力弹性空间,也才能建设更多绿能发电来减少碳排放,台湾企业也才能购得更多绿电,来争取打入美国、欧洲顶尖企业供应链的机会。