深思快充：高速充電站在城市運輸部門轉型的關鍵角色 JULY 22, 2020 能源萬象 關鍵字 ： ※封面圖片來源 深思快充：高速充電站在城市運輸部門轉型的關鍵角色 文／Tony Yen (媽盟特約撰述) 國際上已經公認電動車是交通部門的未來趨勢。不過，運輸部門電動化如何和能源轉型其他面向良好搭配，一直是重要的研究課題。本文說明城市內高速充電站在這過程中的關鍵腳色。 隨著電動車的技術日益成熟，其所能對電網彈性調度帶來的正面效益也更加被重視－現實中，已經有具體案例是電動車透過智慧充能（smart charging），來和再生能源的發電情況做搭配。 在之前，我們也介紹過德國運輸部門轉型智庫Agora Verkehrswende（底下簡稱Agora）的相關報告《能源轉型下配電網的建置：以電動載具為焦點》（Verteilnetzausbau für die Energiewende: Elektromobilität im Fokus），指出導入智慧充能、運輸習慣轉型等政策，可以減少能源轉型過程中配電網的投資成本。 近期Agora再度發布一份討論報告《深思快充：在城市中成功推動電動載具所需的充能設施》（Weiter denken, schneller laden: Welche Ladeinfrastruktur es für den Erfolg der Elektromobilität in Städten braucht），對城市交通載具電動化的過程提出建議。其中一個關鍵論點，就是早日規劃於公共空間設置高速充電站。而要真正了解高速充電站在能源轉型的意義，就不能不將Agora的兩份報告和國際再生能源總署（IRENA）去年5月發佈的《創新展望：電動車的智慧充能》（Innovation Outlook: Smart charging for electric vehicles）做一比較。 運輸習慣改變可能造成電力系統彈性能力下降？！城市應該如何因應？ 在前述首份Agora的研究裡面，僅討論智慧充能對於電網的影響，並沒有討論將電動車視為儲能系統的V2G（vehicle to grid）調度模式。而在IRENA的研究中，則將智慧充能（研究中稱為V1G，因和V2G相比，智慧充能過程中電動車和電網的電能傳輸方向仍是單向的）、V2G、以及運輸習慣轉型（研究中稱為MaaS，即「mobility-as-a-service」的縮寫）都做模擬。另外，相較於Agora的研究以德國電網做模擬，IRENA的研究則是以太陽能為主要綠能的小型海島當作主要模擬對象，參考效度上可能更接近台灣的狀況。 將兩份報告的研究結果相互對照時，可以看到有趣的結果：在沒有考慮V2G的時候，運輸習慣轉型相較於單純引入智慧充能（V1G）和參考情境，確實能減少電力系統的成本；但考慮V2G之後，運輸習慣轉型卻會讓電力系統成本增加。同時，電力系統的負載尖峰和碳排也都會有所增加（注）。 （注：電力系統碳排增加不代表總碳排必然增加；MaaS會減少交通載具總量，有效降低載具製造的碳排。） 運輸習慣轉型，雖較智慧充能尚能減少電力系統成本， 卻會增加電力系統的尖峰負載和碳排。圖片來源。 IRENA的報告中解釋，運輸習慣轉型後，人們將交通視為一種服務性商品，擁有私人載具不再是必要的。這樣的轉型一方面有助於減少道路上載具的數量，另一方面卻會讓仍留在道路上的載具使用頻率和使用持續時間增加，這造成它們的閒置時段下降，便較難在閒置期間做調度，以提供電力系統彈性能力。 運輸習慣轉型對電力系統彈性能力的潛在威脅，解決方式之一便是改採用具高充放能功率的高速充電站，減少電動載具閒置時段中充電的時間、進而增加載具能協助電網調度的時間長度。另一方面，建設高速充電站也能減少一般充電站的設置需求，減輕配電網的負擔。 而這也是Agora最近這份討論報告的主旨：如下兩張圖，假如柏林市未來只設置3.7kW的充電站，則整個城市和市郊都將佈滿充電站（上圖）；假如柏林市改用22kW的充電站滿足同樣的充電需求，城市和周圍的充電站佈署需求就能大幅減少（下圖）。 只設置3.7kW充電站時，柏林及近郊的充電站設置需求；圖片來源。 改設置22kW充電站時，柏林及近郊的充電站設置需求；圖片來源。 各城市中現行的規劃有整合V2G和高速充電站嗎？ 在前述IRENA的報告中，討論了許多城市為了因應更大量電動載具而制定的應對措施。以全德電動車充電站數量最多的漢堡市為例，該市已經開始要求每個具充電站的家戶將此一資訊回報給配電網業者、量測400伏特饋線即時負載、和較高功率的充電站開始做即時溝通和控制等等。西班牙的電網業者Endesa則指出，導入智慧充能、將電動載具充電站較多設置在高壓電網端，也能減少額外的電網強化工程。 西班牙的電網業者Endesa指出，導入智慧充能、 將電動載具充電站較多設置在高壓電網端， 也能減少額外的電網強化工程。圖表來源。 顯然，目前大部分城市的規劃，仍然停留在電動載具如何透過智慧充能（V1G）來減輕電網負擔，而鮮有整體性規劃V2G和高速充電站的方案。然而如前所述，能源轉型過程中，兩種常見的轉型思維（運輸習慣轉型和能源系統彈性化）如果規劃不周，可能有相衝突的部分；這是包括台灣在內的各個城市政府在規劃運輸部門轉型時，必須超前佈署考慮到的範疇。 **延伸閱讀 《能源轉型下配電網的建置：以電動載具為焦點》（Verteilnetzausbau für die Energiewende: Elektromobilität im Fokus），Agora VW，2019 《深思快充：在城市中成功推動電動載具所需的充能設施》（Weiter denken, schneller laden: Welche Ladeinfrastruktur es für den Erfolg der Elektromobilität in Städten braucht），Agora VW，2020 《創新展望：電動車的智慧充能》（Innovation Outlook: Smart charging for electric vehicles），IRENA，2019