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電動車之發展概況

林姿伶/ 發布日期:2020/01/30/ 瀏覽次數:48

一、    前言

隨著車輛技術的進步與各國政府積極推動電動車的使用,車輛設計將由汽油或柴油燃料的內燃引擎車輛,轉為插電式混合動力車(Plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)、純電動車(Battery electric vehicle, BEV)形式之車輛(發展進程如圖1所示),期望能降低能源使用、減少污染,打造永續環境。

二、關鍵技術

(一)車體技術:包含儲能系統、車輛電池的製造、動力總成、車輛自動化之技術,目的在於提升能源效率,以減少能源的消耗。
(二)傳輸技術:包含網路安全、中介軟體與服務平台、業務與客戶服務模式與商品定價、數據資料系統之技術,目的在於防止外部威脅入侵,提供安全的服務、增加收入與使用率。
(三)車輛到電網(V2G)技術:包含電力的供需管理、再生能源的供應、電力傳送與售回的雙向流程、緊急備用電源之技術,目的在於透過管理的方式來提供電力,讓車輛獲得穩定的輸出能量。
(四)充電站技術:包含交流、直流、無線充電模式,以及充電業務的收費模式之技術,目的在於透過擴展充電站的數量、提供更便利的充電方式,促進電動車的成長。

三、電力需求影響與電動車市場預測

近年來,隨著電力需求的增加,將進一步推動電動車的成長。依據Frost & Sullivan的研究報告,預測至2040年,全球電力需求將增加為19,756.8 TWh,而全球電動車與油電混合汽車的銷售量將達到6.37億輛,下列將依各國來進行說明(如圖2):

 

(一)中國:隨著再生能源的成本降低,以及滿足未來的電力需求,中國將在2020年加速風能與太陽光電能源的投資,並期望在2030年透過政策推動,提升電動車普及率,分別訂定2020年與2030年碳排放量目標為減少15%與20%;預測至2040年,中國電力需求將達到13,336.85 TWh,電動汽車與油電混合汽車將達到4億輛。
(二)美國:該國將透過電網管理、能源投資、獎勵制度,預計在2030年提升能源利用率;預測至2040年,美國電力需求將達到4,507 TWh,電動汽車與油電混合汽車將達到1.501億輛。
(三)日本:該國自然資源匱乏,對化石燃料的依賴度大,將在2023年前完成智慧電表的部署,並在2030年前增加能源投資,以提升能源利用率,又因為人口呈現負成長趨勢,因此,在2037年前,該國的能源發電可滿足其電力需求;預測至2040年,日本電力需求將達到937.1 TWh,電動汽車與油電混合汽車將達到3.3千萬輛。
(四)德國:該國在2020年至2030年著重於再生能源的投資,並且關閉燃煤廠與核電廠,該國目前的再生能源比例占27%,目標在2050年占比達到80%,並將再生能源與電網整合,以替代化石燃料;預測至2040年,德國電力需求將由524.8 TWh增加至608.1 TWh,電動汽車與油電混合汽車將達到3.21千萬輛。
(五)英國:該國2018年在太陽光電能源、風力發電、天然氣市場穩定成長,但隨著人口增長,電力需求亦增加,因此,需要在電網管理上投入大量資金,升級基礎設施,以緩解電力需求,亦訂定2040年車輛零排放量之目標;預測至2040年,英國電力需求將由311 TWh增加至380 TWh,電動汽車與油電混合汽車將達到2.07千萬輛。

四、    未來發展策略

為了滿足電力需求與電動車市場的成長,在未來幾年,美國、日本將致力於電網管理與能源效率提升的技術開發,中國、德國、英國則是著重於再生能源的投資,規劃如下:
(一)升級電網與電力輸配電系統(Transmission and Distribution),提高輸電容量、減少輸電損失,進而達到電力的生產與輸配的最佳化,以增進電動車的使用率。
(二)採用動態電費計量方式,依其用電量需求來訂定費率,且購電價透明化,藉以提高電力供應效率,緩解供電壓力。
(三)加速城市交通電氣化,將智能充電、雙向充電、無線充電等新興技術應用於大眾運輸工具,搭配動態電費計量方式,自動調整車輛的充電時間,亦或使用再生能源,以減少碳足跡。
(四)藉由太陽光電能源、風力發電、海上風力的再生能源投資,增加發電場裝機容量,以提供更多電力。

 

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