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    [Newsletter] Open Energy電動車—未來交通新趨勢

    圖文/吳玗恂 臺大風險社會與政策研究中心助理研究員

       林怡均 臺大風險社會與政策研究中心助理研究員

       趙家緯 臺大風險社會與政策研究中心博士後研究員

     

    一、輕型汽車與機車(短程運輸)的電動化對運輸部門的深度減碳尤其關鍵,須與電力部門低碳化合作並進

    • 運輸部門佔全球最終能源需求的28%、全球CO2(來自燃料燃燒)的23%。
    • 2017年,全球運輸部門的溫室氣體排放量僅增長6%(過去十年的年均增長率為1.7%),原因來自能源效率提升、交通電氣化與生物燃料使用,抑低能源需求。
    • 如欲達到巴黎協定目標,根據國際能源總署(International Energy Agency, IEA)2017年的情境模擬(B2DS,超越2℃情境),全球機車(以及載客鐵路)2040年中期需幾近完成電氣化。而2060年道路上的汽車需有90%為充電式電動車(圖1)。

     

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    圖1. B2DS情境(超越2℃情境)下,全球輕型汽車種類/數量變化趨勢
    資料來源:IEA (2017).

     

    二、燃油客車「技術-制度」的碳鎖定(Carbon-lock in)程度高於燃煤電廠

    • 根據2015年斯德哥爾摩環境研究所的分析,全球過度投資在低效率、碳密集度高的傳統燃油汽機車輛,導致其已超過巴黎協定2℃情境下所允許的(2015-2030年)二氧化碳排放量。
    • 雖然燃油汽機車輛的壽齡(使用年限)較燃煤、燃氣電廠短,但在相關基礎設施、使用行為上的依賴將帶來碳鎖定的問題(圖2)。例如:燃油汽機車的使用、加油站等設施的營運,將排擠電動汽機車、充電設施、車輛到電網系統(vehicle-to-grid, V2G)等相關低碳方案的技術研發、投資以及推廣應用。

     

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    圖2. 全球碳鎖定風險評估
    資料來源:Erickson et al, 2015.;作者自行翻譯、美編

     

    三、我國採用電動汽(機)車確實有助於溫室氣體減量,然而電動車的整體環保效益會因各國的發電結構、電池與車體的生產製程及回收處理而有差異

    • 電動車燃料效率高於燃油車:根據IEA(2018) 《Global EV Outlook 2018》的研究,從最終能源消費的角度來看,電動車的燃料效率比燃油車高出2-4倍。
    • 我國電動車溫室氣體排放量低於燃油車:根據聯合國國際資源專家小組(IRP) 2017年的報告《Green Technology Choices》,從產品生命週期進行整體評估,在中國、印度、部分中東地區等電力碳密集度高的國家推動電動車,無助於溫室氣體減量[註1]。然而根據我國工業局計算,並考量燃煤發電佔比未來將下降,使用電動車確實比傳統燃油車更有助於溫室氣體減量。
    • 電動車(含車體與電池)的再利用與末端處理須有相應之監管政策:根據IRP(2017),如以電動車取代燃油車,在金屬消耗、淡水優養化、生態毒性等面向影響較大。例如:電動車電池所使用的銅、鈷與其他金屬的開採需求增加;供應鏈中(如:金屬開採與處理)磷酸鹽的排放可能會造成優養化。IEA(2018)亦指出,電池生產、使用與末端處理的責任,以及相應之監管政策對環境永續至關重要。

    四、燃油運具全面電動化兼具減污減碳效益

    • 我國燃油小客車的能源消費約佔全國能源消費的6%,對全臺5濃度貢獻比例約為6.5%~7.4%,溫室氣體排放量佔公路運輸排放量的51.2%,全國排放量的7.1%。
    • 行政院宣布2040年禁售燃油車的政策後,車輛電動化對用電量的影響廣受重視。臺大風險中心運用臺灣2050能源供需情境模擬器中的參數估算,若將當前的燃油小客車全面汰換為電動車時,用電量需求將增加93億度/年,僅佔目前全臺用電量的5%。若機車、公車與小貨車亦全面電動化,用電量將增加154億度,約占當前用電量的6.8%。
    • 依據臺灣2016年電力排放係數估算,當大貨車以外的燃油運具全面電動化時,約可削減目前公路運輸溫室氣體排放量的18%;如我國達到2025年能源轉型目標,則約可削減目前公路運輸排放的23%。若以國際深度減碳研究的成果(2050年電力排放係數降至25克CO2e/度)計算,則約可削減目前公路運輸排放的四成(減量效益達1411萬噸)。

     

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    圖3. 2016年臺灣各車種溫室氣體排放佔公路運輸排放之比例
    資料來源:交通部(2017);能源局(2017).

     

    表1. 各國禁售燃油車目標年與電動車市佔率[註2]

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    資料來源:IEA (2018).

     

    五、因地制宜的充電設施基礎建設,是促進燃油車轉換為電動車的關鍵之一

    • 根據我國交通部(2017)《自用小客車使用狀況調查報告》,有六成以上的自用小客車駕駛人願意購置/汰換使用電動車輛,而其最優先考量因素為「健全的充電設施」。
    • 鑒於地方政府在土地利用與交通管理的掌握能力,電動車充電設備的設置需要中央與地方合作,使其符合當地交通模式與地理特徵。
    • 擴大公共採購、弭平燃油/電動車價格差距(含購買成本與使用成本)、整合電動車與車用電網(V2G)發展、監管電池再利用與回收機制,亦為電動車政策須考量的關鍵面向。

     

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    圖4. 全球各大城市為提升充電設備設置,實行之政策工具[註3]
    資料來源:IEA (2018).

     

    [1] 中國、印度、部分中東地區因高度仰賴燃煤、燃油發電(2017年,中國燃煤發電佔比約65%),因此每發一度電所排放的二氧化碳遠高於我國。我國目前燃煤發電佔比約46%,而2025年能源轉型目標為:燃煤發電佔比降至30%,燃氣佔比提升為50%,再生能源提升為20%。

    [2] 日本的目標:2030年電動車銷售佔比達20-30%,此包含小客車、商用車、公車與貨車,且包含純電動車、油電混合車與燃料電池車

    [3] 圖4中的semi-public充電柱泛指設置於量販店、百貨、餐廳等空間的充電柱,人人都可開車進來,但需要消費(或付費)方可停車。而Level 1指傳統的插座充電(Power ≤ 3.7 kW,交流電),需要花費較長時間(約一個晚上)充電。Level 2充電柱通常設於住宅或商店,(Power > 3.7 kW and ≤ 22kW,交流電),通常配有智慧型網路以管理設備使用與收費。Level 3是快速充電設施,能夠在半小時至1小時內為電動車重新充飽電,有直流電與交流電兩種版本。

     

    參考文獻:

    交通部(2017)。《能源轉型白皮書節能小組第三次工作會議簡報_20171228運輸部門節能計畫》,頁7。

    交通部(2017)。《自用小客車使用狀況調查報告》,頁6。

    經濟部能源局(2018)。《我國燃料燃燒二氧化碳排放統計與分析》,頁32。

    International Energy Agency, IEA (2017). “Energy Technology Perspectives 2017.” Retrieval Date: 2018/06/06

    International Energy Agency, IEA (2018). “Global EV Outlook 2018.” Retrieval Date: 2018/06/06

    International Resource Panel, IRP (2017). “Green Technology Choices.” Retrieval Date: 2018/06/06

    Erickson, P., Kartha, S., Lazarus, M., & Tempest, K. (2015). Assessing carbon lock-in. Environmental Research Letters, 10(8), 084023.

     

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