電動車Q & A問答大蒐羅Part I

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關於電動車,讀者好奇的問題都在這裡!

整理/詹詒絜、曾緯哲、王振益、李倫

  2020年全球電動車銷售量不畏疫情逆勢成長逾40%,甫上台的美國拜登政府更就宣佈65萬輛公務車未來將全數汱換成電動車,讓電動車的話題在2021年一開年就吸引大眾注意。但是一般民眾對於電動車仍存有許多疑問,台達基金會《低碳生活部落格》蒐集了截至2020年底常見的電動車提問,希望能解答多數人的疑問。

Q:電動車真的比較環保、低碳嗎?

  電動車在行駛過程中不會排放二氧化碳、懸浮微粒和其他造成空氣汙染的物質,從這個角度來看,的確比燃油車還環保。根據2020年國際能源總署(IEA)發布的《全球電動車展望》(Global EV Outlook)報告,以「油井到車輪」(well to wheel)的基礎來計算,2018年傳統內燃式引擎車輛(ICE)平均溫室氣體排放量一公里便高於200克二氧化碳當量(gCO2e/km),而純電動車(BEV)大約才95克,排放量比燃油車和插電式動力混合車(PHEV)各自少60%和40%。

各款車「油井到車輪」的排放量(圖:IEA)

  而歸納目前大多數人質疑電動車並不環保、低碳的原因,主要還是集中於電動車如果用的是化石燃料所產生的電力,排碳量便不見得比燃油車還低。確實在電動車的整個生命週期裡,最大的碳排放源來自於行駛上的用電,而發電結構是仰賴化石燃料、還是以再生能源為主,會決定電動車是否比燃油車還低碳,不同地區會得到不一樣的結果,排碳量也不一樣。

  上面所提的IEA報告做過分析,在電力排碳係數是0.518公斤CO2e/度(kgCO2e/kWh)時,傳統內燃式引擎車輛(ICE)的排放量是近35噸二氧化碳,電池容量分別為40度電和80度電的電動車(BEV),在整個生命周期的總排放大約是24噸和28噸二氧化碳(包含電池的製造和生命週期),比燃油車還低。

  而2018年IEA所發布的同一份報告(一樣也是《全球電動車展望》Global EV Outlook)裡曾揭露過歐洲、北美、中國和印度的排碳係數,歐美大多控制在0.25-0.4 kgCO2e/kWh之間,中國和印度的係數則是在0.55-0.8kgCO2e/kWh之間。比較過後,IEA認為在歐洲上路的電動車,因為低碳再生能源已在發電結構裡佔有高比例,讓該部車整個生命週期的碳排,比內燃機汽車明顯較低。以燃煤發電為主的區域,像中國和印度,電動車的減碳效益就不若歐洲明顯,生命週期的碳排會與一般高效率傳統汽車或油電混合車相近。台灣在2019年的排碳係數是0.509kgCO2e/kWh,如果以IEA採取的方法學來看,電動車的排碳量會比燃油車還低。

 

各款車生命週期的溫室氣體排放量比較(圖:IEA)

  總體來說,現階段電動車在部分國家裡,排碳未必比燃油車少,但當各國在電力生產上的調整,愈來愈符合國際氣候目標,讓排碳係數更低,電動車就更環保。

資料來源:Global EV Outlook 2020Global EV Outlook 2018

Q:什麼是、「油井到油箱」(well-to-tank , WTT)、「油箱到車輪」(tank-to-wheel, TTW)、「油井到車輪」(well to wheel, WTW)、「生命週期」(life-cycle)排放量?

  WTT排放計算範圍,以燃油車來看,就是上游因開採石油和處理而產生的排放量;以電動車來看,即發電和傳輸所造成的排碳。而TTW計算的是排氣管排放,也就是汽車油箱中碳氫化合物的洩漏和燃料燃燒,由於電動車沒有這方面的燃燒,它的TTW排放是零。而WTW排放計算範圍則是WTT和TTW的總和,把車輛上游排放和行駛排放都考量進去。

  根據IEA的報告,在一些排碳係數非常低的國家,像是挪威和冰島,因為大量採取再生能源,使得電動車的WTW計算上甚至可以達到接近「零」排放。

  另外生命週期排放的計算範圍比WTW排放還來得廣,這個評估方法將採購、材料整合、使用以及報廢階段等,全都考量進去,因此排放量的數字會比較大。

資料來源:Global EV Outlook 2020

Q:電動車帶來的減碳效果如何?

  IEA的《全球電動車展望》統計2019年全球在路上跑的電動車,一天讓世界避免使用60萬桶石油產品;從溫室氣體排放來看,淨排放量大約減少5千3百萬噸二氧化碳,比同樣里程的汽油車少排一半的溫室氣體。

資料來源:Global EV Outlook 2020

Q:電動車電池生產過程中所造成的碳排是否很高?

  根據IEA報告,電池生產的排放量大約占電動車生命週期排放量的10-30%,而產地在哪裡,會決定電池碳排放量。瑞典環境研究機構統整2010-2016年的研究,推估電動車每度電的電池製造排碳量,大概在150-200公斤(150-200 kg CO2e/kWh)。但知名氣候傳播媒體Carbon Brief額外找近幾年17項不同研究資料,發現2017年之後,整體平均計算每度電的排放量可漸漸壓至100公斤左右。如果把電池產地考量進去,在歐美製造的電池排碳通常會低於亞洲,生命週期的排放量甚至會相對少20%。

  以Tesla的Giga工廠為例,該廠位於美國內華達州,是Model 3電動車電池的主要產房。由於過去二十年裡,內華達州幾乎淘汰了所有以煤炭為基礎的發電廠,平均電力碳排係數本就比美國其他區域還低30%,再加上Tesla之前規劃於該廠建造世界上最大的屋頂太陽能系統,並與儲能系統相結合,算下來,裡面的供電幾乎可以達到自給自足。如此情況下,一度電的電池排放量能被降低至62公斤。

  而電池製造過程中排放溫室氣體的主要來源,是組裝所需要的電力,如果電力結構能夠被去碳化,便能降低電池的碳足跡。以中國所產的電池為例,組裝過程中有超過80%的排放來自用於天然氣;如果這些電力來源是再生能源,電池的溫室氣體足跡可以再減少29%。

資料來源:Global EV Outlook 2020Carbon Brief

Q:電動車的電池可以回收嗎?

  根據台灣電池協會的資料指出,芬蘭再生能源公司Fortum已透過全新回收技術,透過二氧化碳濕法冶金技術從電池中回收鈷、鋰、錳和鎳等電池重要金屬,讓其他電池製造商可重新使用這些二次金屬。其開發的新技術也將電動車電池材料回收率從50%提高到80%。

  車廠Audi也與材料技術專家合作,研究鈷、鎳和銅等電池原料的回收率及回收方式,結果顯示95%以上的電池元件可以回收再利用。因此,Audi針對旗下Audi e-tron、A3 e-tron及Q7 e-tron電動車電池啟動了回收再利用計畫,首先將回收的電池檢視整理後運用在自家工廠內的作業車上,達到資源重新使用的目的。除此之外,Audi也進一步與比利時材料技術及回收集團Umicore合作,嘗試在電池生命週期結束時,將廢舊電池中的貴重金屬加以回收,進一步回到新電池製造循環中重複使用。

  至於其他車廠,像Tesla會把廢棄的電池送到比利時做回收;Nissan會依照電池損壞程度來判定,如果損壞程度不高那就會維修再被拿去二次利用。被二次利用的電池,可以重新做成一顆新的電池,或是把一些電池拿去點亮路燈。如果損壞程度太嚴重,則會被送去提煉來把一些電池裡面的可再次利用化學物(如:鋰)取出來。

  從政策面來看,2019年中國制定了生產者責任,要求車廠負責回收已利用的鋰電池。目前歐洲聯盟正在審查其電池指令(Batter Directive),並成立了一個電池聯盟,與主要利益關係人進一步討論電池處理。而美國加州也根據《加利福尼亞州第2832號議會法案》要求組建電動車鋰電池回收諮詢小組,並向立法機構提供建議。

參考資料:天下雜誌TeslaNissanSelectScienceExtremeTechInstitute for Energy Research

Q:電動汽車電磁輻射高嗎?

  曾有媒體做過的調查顯示,超過73%的人認為純電動車存在電磁輻射,而這些人裡面又有超過半數的人認為這種電磁輻射可能會對身體健康造成影響。不過有人以輻射檢測儀實測發現,電動車產生的輻射程度和日常生活中的普通家電類似,甚至比某些家電的輻射值還低。

  國際非電離輻射委員會(ICNIRP)和世界衛生組織(WHO)有針對輻射制定國際權威標準,ICNIRP的標準限值在1998年被定為100μT,只要低於這個強度都是安全的。

參考資料:kknews

Q:電動車數量一旦起來,是否進一步擴大缺電危機?

  2018年台電曾經預估,以全台機車總數1376萬台,汽車總數793萬台,若汽、機車一夕之間全面電動化後,總用量將再增加146億度,約增6%用電(2017年度的售電量約2172億度),以夏日和冬季離峰時間能提供的電量,是可以滿足的。因此,電動車充電管理要恰當,利用足夠的價格誘因,推動離峰或是利用太陽光電過多的時段進行充電,電力系統會更穩定。台達基金會2019年亦曾委託工研院製作《108年度電動車導入V2G對電力供需影響評估》報告,考量未來車輛需求隨大眾運輸與人口而有遞減趨勢,以及技術效率的演進,用模型所推估出來汽、機車全面電動車化後所需要的電力約為91億度電。

參考資料:【2040電動車化】供電受影響? 台電估:全部電動車化也不怕《108年度電動車導入V2G對電力供需影響評估》

Q:電動車充電會不會容易使住宅跳電?

  大部分的車主是都在家充電,可設定時間、從幾點到幾點充電。台灣前不久開始的「時間電價」制度,可以對此好好運用。美國很早就有這樣的概念,車主可向電力公司申請所謂的「EV Rate」(電動車優惠費率),誘導使用者避開尖峰時段,利用離峰時段的閒置電力對電動車充電。

  當然,不少人也質疑電動車太吃電力,會造成住家或社區的跳電,因此充電設備在安裝前必須評估,先了解住戶的電力使用狀況,再看適合裝哪種規格。事實上,充電器有分高安培跟低安培(電流大小不同),如果原本的社區住戶電量就不太夠,會建議車主裝低安培的充電器。一般家庭用的電流大概是68~80安培,平常使用最高20~40安培,冷氣全開大概就是這數字。廠商會利用住戶閒置的備載電力規劃充電器,社區住宅也會根據他們的最大用量去評估,只要有經過專人規畫,使用都在安全範圍內,不容易造成跳電。

  以Tesla 最平價的Model3而言,即使只有32安培的充電器,每充一小時大約就可以跑近50公里(以每度電跑6公里計算)

參考資料:「電動車流言終結者」趴兔! 掃除使用痛點,電動車才能普及

Q:未來電動車一旦普及,夜間大家都在充電的時候,會不會變成「第二個用電高峰」?如此一來,電網設施是不是也要跟著升級?

  未來電動車的電力來源可以有很多種,從太陽能、風力、水力或地熱都有可能,在這麼多發電選項下,只要可預期、可控制,在電力調配來講是做得到的。台達基金會2019年與工研院合作產出的《108年度電動車導入V2G對電力供需影響評估》報告,未來台灣再生能源和電動車都發展起來,充電尖峰時刻會在中午和傍晚。而正午剛好是再生能源發威時段,這時候不怕電力供應不足,但日落之後便有缺電的可能性,這時若導入「車輛到電網」(vehicle to grid, V2G)技術,車主們幫忙讓電動車電池裡的電灌回電網或家戶,便可穩定電網運作。

參考資料:跑不遠、又賣太貴?電動車流言一次說清楚《108年度電動車導入V2G對電力供需影響評估》

Q:過去不少標榜環保的車種,常被以為是「有錢人的玩意」,電動車顧客群來看,有些什麼樣的特徵呢?

  2020年全台賣出六千多輛電動車,許多車主想要買電動車的原因,經常是跟「科技感」有關。「環保」也是部份車主會選擇電動車的原因之一,,因在意環境議題,希望給後代子孫較好的空氣,所以選擇購買電動車,另外也有以「經濟」考量換電動車的車主,雖然初始投入金額較高,但若把電動車當作每天代步工具,或是用作營業車,省下的油錢也相當驚人。

參考資料:跑不遠、又賣太貴?電動車流言一次說清楚

Q:電動車的能源效率是多少?

  相對於燃油車引擎效率只有35%左右,電動車可達77-82%(60-65%+17%回收電能)。IEA的報告也指出,電動車的能源效率是傳統內燃機車輛的三到五倍

參考資料:美國能源部ETtodayGlobal EV Outlook 2020

Q:電動車平均多久需要進廠保養?

  以目前全球電動車賣最多的Tesla品牌為例,由於車輛不需要更換機油、燃油濾清器、火星塞,或進行排放檢查、甚至很少更換煞車片(因為電能再生煞車已取代傳統煞車),因此與傳統內燃機車輛半年或5000公里就建議安排保養頻率相較,幾乎不太需要回廠。根據該公司的車主手冊建議,用戶每10,000公里要記得調胎、每兩年檢測煞車油是否有被污染、視不同車型每2-6年進行空調系統保養維修。

參考資料:Tesla

Q:電動車的電池壽命大概多長?

  要看車輛使用度和保養度。Tesla宣稱他們的電池壽命大概在50萬到80萬公里,最平價的車款車主有8年16萬公里的保固(電池容量不衰減超過30%)

參考資料:Forbes

Q:電動車被撞擊時,受到的傷害會比汽油車高嗎?

  要看各公司的安全措施,還有車體的材質與堅固程度。目前電動車內還未安裝任何汽油車沒有的安全措施,所以大致上來說,耐撞度應該是沒有差別的。

參考資料:LV= General Insurance

Q:開車途中沒電時要怎麼辦?

  就像傳統內燃機汽車也可能在鄉間開到沒油,必須要叫道路救援;電動車沒電時,也會需要請拖吊車將車子移到充電站。不過電動車車主另可採購旅行充電器,就可以接上家用220V或110V的插頭,每小時約可充3-5公里(以每度電跑6公里計算)。但也有一些車子,像是 Nissan Leaf,會有一個 “Turtle Mode”, 專門為電池用完時的緊急狀況設置的,這個系統可以提供車子慢速再多跑幾公里,讓車主可以撐到充電站。

參考資料:RES-EVNPR

Q:車身被閃電擊中的話會發生什麼事?

電動車被閃電擊中的機率極低,但就算被閃電擊中,人也不會被傷害到,因為仍有所謂的集膚效應,電流只在電動車表面流動。

參考資料:Quora

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