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論者質疑「電動車只是將污染轉移到電廠」,這樣的推論忽略了「能源轉換效率」

論者質疑「電動車只是將污染轉移到電廠」,這樣的推論忽略了「能源轉換效率」
Photo Credit: Shutterstock / 達志影像

我們想讓你知道的是

時至今日,仍有人在「油、電車誰環保」的問題上爭議不休,有些人認為電動車只是將污染轉移到電廠去,到頭來還是火力發電的電,但即使如此,發電廠的「能源轉換效率」還是遠勝過油車的引擎。

先前已經和大家介紹過,無論是走在環保減碳倡議前端的歐洲,又或是同樣飽受空汙肆虐、機車使用量高的亞洲各國,無不在政策上採取積極促進運具電動化的措施,舉凡設定具體年度的禁售令、電動機車的購車補貼,又或是充換電站的設置獎助,全球正快速迎向運具電動化的時代,新的能源使用及環境友善的產業,也隨著快速崛起,不斷顛覆傳統運輸市場。

遺憾的是,過去機車王國的美名,如今卻面臨台灣產業轉型遲滯的困境。

行政院永續發展委員會2019年出版的《臺灣永續發展目標》中分析,台灣產業結構長期低毛利、低價競爭,在科技產業、社會、環境、健康、氣候變遷與能源等面向,均面臨嚴峻的轉型驅迫,且陷入了系統性轉型遲滯的威脅。而轉型是否順利,牽涉到社會各系統能否同步因應挑戰。過程中的障礙克服、轉型速度及社會創新能量,將決定該國家是引領全球者、後進跟隨者,或是陷入轉型困境落入中等發展陷阱者。

運具電動化改革受阻即是轉型遲滯的例子。在「油電平權」呼聲的壓力下,政府在兩年內取消原定2035年禁售燃油車的轉型計畫,如今更成為全球唯一以環保單位補助燃油機車的國家。燃油車銷售在國際市場上每況愈下,國內油電平權口號卻震天價響,以求逐漸式微的既有產業得以延續。

然而,為何國際都往「運具電動化」的路上狂奔,一去不復返?電動機車真的環保嗎?台灣燃油機車其實很環保?以上的問題,我們就從能源轉換效率出發,為各界解答電動機車何以具有發展優勢。

能源轉換效率,電動車遠勝油車

許多論者質疑,電動車只是將污染轉移到電廠去了,台灣以火力發電為主,結果可能會造成更多的污染。然而,這樣的推論其實忽略了其中「能源轉換效率」的關鍵差異。

所謂能源轉換效率,是指一裝置輸出的可利用能量相對其輸入能量的比值。在引擎及電廠的比較中,最簡單的理解就是,同樣一公升的汽油,能夠轉換成多少的動能,如果能源轉換的效率越高,動能就越大,交通載具的移動距離就能夠更遠。

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Photo Credit: Shutterstock / 達志影像

根據2018年美國能源局的研究報告顯示,電動車轉換的效率可達77%至82%,但燃油車輛的能源轉換效率卻僅有12%到30%,差距遠在數倍之上。若電動車輛搭配動能回收系統,則可額外再提供能源補償,使整體轉換效率達到80%以上。

回到台灣燃油機車與電動機車的比較上,根據經濟部能源局2020年5月及6月公告的國產機車車型耗能證明資料顯示,近來國內大廠車款最高能效測試值,為每公升汽油可行駛達57.1公里。而電動機車方面,依據車輛耗能研究網站的資料顯示,以6月份至今最新認證的29款車輛為例,平均能源效率為每度電可行駛約25.53公里,其中最高為每度電可行駛達33.3公里。

為了能確實比較二者的能源轉換效率,我們必須經過以下的計算:

根據經濟部能源局的能源產品單位熱值表,一公升車用汽油的熱值約為7800大卡,而每度電的熱值為860大卡,經過換算一公升車用汽油的熱值相當於約9.07度的電(7800大卡/860大卡)。

不過,熱值是在完全燃燒的狀態下所做的計算,真實的電廠燃燒並不完全,因此進一步參酌台電統計火力發電資料顯示,2019年全火力發電機組的熱值毛效率為45.6%,扣除廠內因為發電所耗用的週邊設備電力比率3.76%,出廠的電為理想狀態的43.89%,而出廠後的電還要經過輸配電網的耗損,根據台電資料顯示,2019年線路損失率為3.86%,扣除損失後的電力僅剩下42.2%,又電動機車電池的轉換效能約為90%,故最終可供使用的電力為完全燃燒狀態的37.98%。

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台灣智慧移動協會製圖

縱使經過上述層層關卡的遞減,一公升的汽油若經轉換仍相當於約3.44度電(9.07度*0.3798),依據前述平均每度電可行駛約25.53公里計算,仍可使電動機車行駛達88公里,比燃油機車近來最佳紀錄(57.1公里)仍高出約30公里遠。若同以最佳紀錄進行比較(每度電可行駛達33.33公里),則每公升的汽油換算下來,可讓電動機車行駛超過114公里遠,二者的差異可謂十分顯著。

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台灣智慧移動協會製圖

供電受影響?汽機車全面電動化,也不會缺電

論者的第二種質疑,來自於對台灣面臨缺電風險的恐懼。但事實上,即使所有的燃油機車全部電動化,所需的電力也僅佔台電全年度發電量的不到1%,運具電動化並不會造成台灣的供電危機。

根據交通部資料,2018年底台灣地區機車登記且使用中的數量約為1342萬輛,機車使用者平均每日的行駛里程數為13.3公里,因此可概算得出全台每日平均總里程數約17848.6萬公里(1342萬輛乘上平均每日13.3公里)。

又根據工研院機械所車輛實驗室機動車輛研究報告指出,電動機車每公里的耗電量約為0.024度,若全台1342萬輛機車全數替換為電動機車,單日耗電量為428.3萬度電(17848.6萬公里乘上0.024度),每年合計達15.6億度電。這個數字僅佔2018年淨發購電量2333億度電中的0.6%,該年度淨發電量扣除總售電量後,仍有餘電量達766.6億度,足以支應全面電動化的市場。

更甚者,即使將汽車也提上運具電動化的進程,電力依舊是充沛有餘。

台電曾於2018年受訪表示,汽機車全面電動車化後,概估每天將增加約4011萬度的電能需求,由於運具的使用時間以日間為主,電池的充蓄電則以夜間為大宗,其商轉模式正好能避開一般用電的尖峰時段。據估算,夏日夜間離峰可提供每天4000萬度,冬季夜間離峰也有6400萬度,都足以滿足電動車充電的需要。

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Photo Credit: Reuters / 達志影像