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電動車 V2G 市場的價值與展望 (上)

出處 國立中興大學智慧運輸發展中心 作者 許志義、賴慶明、陳宗薊 年份 2022/07
報告類型 能源簡析 分類 |能源經濟及策略 資料時間 2022年7月

 

壹、   前言

       電動車產業顯然已成為下一個黃金時代的國家級關鍵戰略,其市場商機可從交通工具/儲能設備/資料載具三個面向來觀察:(1)搭載車聯網的交通工具,能落實智慧運輸系統的完整性,為智慧城市奠定人流與物流移動效率的基礎建設;(2)電動車電池在 V2G 技術與商業模式普及下,能落實能源轉型,推動綠能極大化,達成台灣電力永續性與供需強韌性;(3)車聯網的多元應用,可使電動車成為一台移動的大電腦與基地台,實現資料經濟的軟實力,並帶動數位經濟發展創新營運模式的商機。

    本文探討V2G市場的價值與展望,從先進國家的電動車多元商業模式,論及台灣如何急起直追,藉由政府公部門作為電動車市場最大的需求者,布建V2G雙向充電樁及台電公司推出的現行優惠時間電價方案,以及中油公司加油站的順勢轉型,發展出台灣藉由電動車 V2G 市場之生態系,創造智慧城市與智慧生活的願景與價值。

 

貳、   智慧運輸系統促進城市發展及新興產業商機

    大眾捷運法第 28 條規定:「以提供安全、快速、舒適之服務,以及便於身心障礙者行動與使用之無障礙運輸服務」,作為服務指標,過去被誤解只有捷運系統需要遵守此一營運準則。然而,在當前 5G/6G通訊、自動控制設備、遙感監測科技、物聯網、Al大數據分析演算法之科技浪潮下,有更多公共運輸與私人載具等不同系統,都必須被鏈結整合,透過交通行動服務(Mobility as a Service; MaaS)的即時資訊系統,不但可降低交通壅塞、提升運輸效率、增進行車安全; 更可提高能源使用效率、降低環境影響衝擊。換言之,全球智慧運輸系統(Intelligent Transportation System; ITS)的加速發展,不但要規範公共運輸載具遵守「安全、 快速、舒適」的服務品質,也會將私人載具的標準規格逐步納入法遵。

      美國智慧運輸系統組織ITS-America2021年發表「致安、至綠、智治(A Safer, Greener, Smarter Future)」的建言,提出七個發展:智能基礎設施(Smart Infrastructure)、車聯網 (V2X) 和交通資訊互聯技術 (V2X and Connected Transportation)、自動駕駛汽車(Automated Vehicles)、依交通運輸能力靈活滿足行動需求(Mobility on Demand)、新興技術(Emerging Technology)、兼顧環境永續和電網強韌性(Sustainability and Resiliency)設施等。ITS-America 認為自駕車與電力網路及資訊網路是智慧運輸系統必要的基礎設施,進一步掌握交通領域的新興技術包括:超快速高鐵、城市空中交通和貨物交付、自動化貨物交付、以及區塊鏈整合技術平台;藉由電動車和替代燃料技術、充電基礎設施、清潔發電、電網韌性、基礎設施彈性、路邊管理和先進材料技術的進步,智慧運輸系統不但能落實環境正義,更能減輕對低收入和少數族裔社區的負面衝擊,實踐行動平權 (ITS-America, 2021)

    ITS America 堅持永續發展,並主張:繼續且擴大購買或租賃輕型零排放汽 車(ZEVZero-Emissions Vehicle) 的現有稅收抵免(包括可退還和轉讓),並追溯以往的 ZEV 稅收抵免;以銷售點退稅或稅收抵免措施獎勵購買中型和重型商用 ZEV、公交車輛、校車和其他公共部門車輛;繼續投資於 ZEV 充電基礎設施;持續投資公共和 私人相關勞動力發展計畫;投資電網基礎設施的永續改善和韌性提升;擴大ZEV 和相關電池、充電及燃料技術的持續研發預算。

       對照台灣智慧運輸系統發展建設計畫(106-109) 建置運輸資料流通平台TDX、成立地方智慧運輸中心、已補助10縣市以上推動智慧路口安全系統。其他亮點政策如:智慧機車車聯網、自駕車車聯網、偏鄉共享交通平台等(尚未全面普及)

       未來在電動車浪潮下,高鐵、台鐵、捷運系統有多座主變電站負責電動列車與車站服務所需電源,占地甚廣,能建置與太陽能光電設備與分散式能源資源儲能系統,利用尖離峰價差充放電能,藉由「電動車至電網(V2GVehicle-to-Grid)」參與台電「電力交易中心」電力輔助服務市場提供需量反應,活化資產利用率,節省高額營運電費;沿線車站亦可作為聚合周邊電網設施的能源管理中心,充分布建及利用再生能源替代化石燃料發電。除了為浄零排放(Net-Zero Emission)做出貢獻,也能拓展業外收益。

 此中最關鍵的是:利用捷運周邊聯合開發大樓及自身管理的停車場,轉型為電動機車電池交換站與電動小客()V2G雙向充放電停車場。進而言之,未來不再只有台電獨賣電力給各種交通運具,各種交通運具都可以參與分散式能源資源的聚合(DER Aggregator)賣電給台電,甚至運具之間可以相互買賣剩餘電源,將大幅提高我國能源利用效率,以及相關電池、充電與燃料技術的持續研發預算,持續投資公共和私人相關勞動力發展計畫;投資電網基礎設施的永續改善和韌性提升;擴大ZEV 和偏鄉共享交通平台等(迄今尚未全面普及)

 在 2020 年通過第二期計畫(110 113 ),主要發展智慧交通數據資料技術與服務、其差異在缺乏對基礎設施的完善規劃與建置,尤其是在自駕車與電網支援及獎勵措施等方面,難以孕育自駕商機與創新營運模式。當此淨零排碳關鍵時刻,應利用既有資源補強相關策略,藉由前瞻計畫中的公共運輸計畫為基礎,擴大淨零效益,完備電網支援與充電設備之普及性。

 要發展電動車經濟,需先有適用於電動車充電的時間電價,同時廣設 V2G 雙向充放電停車場()。準此而論,台電公司530日推出「低基本費、高價差、離峰長」的電動車專用電價電表超級優惠方案。就時間電價而言,離峰時間從9小時加長到18小時(22時至隔日16),以夏季電價算,離峰時段優惠價一度電2.05(尖、離峰電價差達每度6元以上),而基本電價也減少約80%;既能提高電動車業者參與市場的誘因,也能引導車主用戶改在非尖峰時段充電,適合用電需求高且訂有契約容量的充換電設施用戶,包含集合住宅停車場、電動汽車充電站及電動機車電池交換站等地點,提升減碳效果(黃政杰,2022)就充電樁而言,每兩台電動車就有一座充電樁的需求,而電動車從0充電至80%的電量,快充約20分鐘,慢充至少花六小時,充飽電大概需要60(1度電特斯拉充電站收費約 9.8)(顧上鈞,2022),快速充電樁能提高設備周轉率,加速滿足電動車充電需求,降低旅程焦慮,引導車輛消費與投資從燃油車流向電動車。

       以英國為例,荷蘭皇家殼牌併購 New Motion後,將所有在社區聯外交通要道旁的旗下加油站轉型為「複合式充電站」,並結盟最大連鎖咖啡業者 Costa Coffee、有英國皇家認證供應商的貴婦級超市Waitrose & Partners,以及名人主廚餐飲品牌 Jamie Oliver deli 進駐;不僅提供充電,也提供飲食、洗車、取包裹服務,滿足電動車會員民生需求外,更替充電商機開拓新戰場。過去英國人習慣假日到社區附近的超市或購物中心吃飯,順便採購日用品。但現在,他們更喜歡在假日開著電動車,載著家人與寵物,去殼牌充電、取包裹、喝咖啡、吃飯,並採買日用品(林鳳琪,2021)

       中油公司汲取先進國家經驗,除了加油站租給電動機車業者放置充換電站,提供電動機車進行換電。20211227日啟用首座電動車複合快充站,提供「一站式服務」複合服務,包括洗車、簡易保養,並經營中油自有品牌咖啡,目前已導入61座加油站,實為台灣能源轉型的重要里程碑。截至2021年底全台加油站共有2,487站,Gogoro2015年開始佈建換電站GoStation2,215站,其中擁有120個電池交換槽的Super GoStation123座、佔比5.6%;其中採用21700電芯規格的第三代電池數占比54.9%。目前六都的換電站數量(1630)比加油站(1404)還要多;眼看全台換電站即將要超越加油站。中油公司全台1,900多座加油站未來將轉型智慧綠能加油站,配合太陽光電、儲能系統的應用,提供加油、加氫、能源管理等服務(陳映璇,2022),確實已為台灣能源轉型立下里程碑。惟面對數以萬計電動車之充電需求,全台灣 V2G 營運模式及其量能的擴充,實屬必要!

       有鑒於此,本文提出台灣刻正需要的一個嶄新的營運藍圖:由地方政府籌備,配合公股行庫政策利率,成立能源轉型基金,利用中油公司以城市精華地段與鄰近捷運系統500公尺範圍(大約步行五分鐘之距離)的大量加油站為聯合開發大樓案場。因為精華區的大樓能聚集豐富的通勤、商務、停車與消費需求,限定電動車進場充放電,能促使更多職場菁英換購電動車,並快速接觸V2G充放電交易模式的主要潛在客層。電動車充放電停車場、共享電動車停車場、電動巴士停車場都可併聯於聯合開發大樓再生能源、儲能設備與能源管理中心,組成V2G充放電交易的商業生態圈。提供大樓進駐的商場旅館、鄰近夜市或社區住商的使用,亦可聚合後參與電力輔助服務市場交易,電能交易所得就是參與聯合開發各方利害關係人的投資利潤,達成市府、中油、商圈、社區、台電、捷運的多贏。

       前揭藍圖並非天馬行空,尤其是V2G商業模式,歐美已有實際應用的案例,像是美國加州車聯網綠能技術公司 Nuvve Corporation 的聯合企業 Dreeve,已成為 V2G 技術解決方案的產業領導商。另外,智慧充電業界領袖 EDF(法國電力公用事業公司)也在法國、英國、丹麥等歐洲國家,致力於讓 V2G 科技應用更加普及化。至於德國新創品牌 Sono Motors,則將綠能目標訂得更長遠,其電動車不僅具備 V2G 功能,還搭載了太陽能發電板,集發電、儲電、配電效能於一身,擁有自給自足的動力系統。一切的發展方向都契合Jeremy Rifkin 五大支柱的預測路徑:將建築物轉化為以採集再生能源微型發電廠、在建築物以及整體基礎設施中儲存再生能源、以插電式(plug-in)及燃料電池(fuel cell)為動力的運輸工具、串聯各個電力網(power grid)為可回售多餘電能的能源共用網路(energy-sharing grid)與可買賣電源的智慧電網平臺(Rifkin2014)。美國白宮今年6月宣佈投注75 億美元於電動車基礎建設,先由交通部與能源部共同立法制定一個適用於各州、各家充電供應商、所有車廠與車款的全新充電標準,包括:付款方式,計費標準和充電速率,再由州政府受理「合規」廠商建設「更多」充電站的補助申請;藉由建立一個可靠、普及、易用的國家充電網路,以加速電動車普及率的提升 (Chen, 2022)

       在此建議中央及地方政府,重新檢視各加油站的利用價值,並妥慎評估財務規劃,適時納入設置V2G雙向充放電停車場之可行性。台灣大部分的加油站皆位於都市精華地段,其中鄰近捷運場站的更不在少數,同時具有商機潛力與人潮吸力,而且缺乏停車面積,若能適時將加油站轉型為整合智能、綠電、V2G、微電網、複合商場服務等多元減碳技術的聯合開發大樓,從鄰避(Not In MY Backyard, NIMBY)設施轉型為迎臂(YesIn MY Backyard, YIMBY)設施,合乎中油公司的公司治理目標與ESG企業社會責任,兼顧地方創生與淨零碳排目標,更能發揮「多元運具,無縫轉乘」的便捷交通效益。

 

 (接續下篇,內容含V2G助攻電網強韌性、車聯網實現資料經濟、結論及參考文獻)

 

 

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