台電月刊 - 打開電力新視野

「專設電表」 社區充電兼顧安全與便利

725期

3482
0
10

根據國發會公布2050淨零排放路徑藍圖,電動車的新車市售占比將達30%,國內電動車的市場發展,也帶動社區與家用充電樁的整體需求。

為提供電動車友善使用環境,台電對此特別推動電動車充電「專設電表」,並搭配智慧充電管理系統,得以兼顧住宅空間美觀及用電安全,促進電動車產業的正向發展。

超前布建 電動車充電示範場域一年有成

近年來,隨著對環境保護和永續發展的重視,全球各國紛紛推動電動車相關政策,加速電動車的普及和發展。即使前兩年受到新冠疫情、車用晶片、戰爭、貨運等因素影響,全球車市呈萎縮走向,唯獨電動車卻一枝獨秀,逆勢暴增,根據國際能源總署(International Energy Agency, IEA)2023年4月公布的報告,預計2023的年銷量將持續增長,屆時市場占有率將達到18%,高於2020年的4%。

臺灣也在綠能趨勢下,電動車持續成長,根據國發會公布的2050淨零排放路徑藍圖,設定2030年市售占比新車30%為電動車的目標,也就是說,幾年後每10部新車,預估將有3部是電動車。台電作為交通工具轉型的關鍵電力來源,陸續推動電動車充電相關配套研發應用與措施,及早規劃電動車用電需求。其中之一即是在台北市區營業處打造「電動車智慧充電示範場」,作為住宅用充電樁設置範例,展示專設電動車電表以整合各停車位充電設施線路,搭配電能管理系統,提供兼顧安全美觀及智慧管理的住宅充電新模式,期盼增進整體充電樁設置誘因,促使充換電設施更趨普及。

台北市區營業處「電動車充電示範場」去(111)年5月開幕,至今參觀人數統計已達2,600餘人,代表的是對2,600多個集合住宅或是業者的有效推廣。而自民國110年7月23日統計至112年3月底止,台電總計更已受理2,189件電動車充換電站用電申請案,以進度區分,1,617件已送電使用中,其餘572件尚在施工中,並無電力不足無法核供的案例;以用戶屬性區分,230件為集合住宅(每戶可供應到70個充電車位),其餘1,959件為客運及充電站業者,整體而言,成效相當不錯。

能源轉型 電動車成為國際未來趨勢

目前全球電動車市場主要集中於中國、歐洲以及美國,而臺灣也在綠能趨勢下,帶動電動車發展,電動車登記數呈現逐年上升趨勢。依據交通部統計查詢網資料顯示,電動車領牌數於民國109年底約11,194輛,至110年底約18,145輛。111年的整體汽車銷售數字受到大環境影響雖然呈現萎縮態勢,但其中電動車依然是上升走向,當年超過28,000輛,成長相當快速。而工研院在「眺望2023產業發展趨勢研討會」中,剖析全球與臺灣車市展望,更預估2035年至2040年,電動車產量將超越傳統燃油車。

汽車市場朝向電動化發展已成為不可逆的國際趨勢,各國並陸續發布禁售傳統燃油車的時間表。我國因應2050淨零排放目標的低碳能源轉型,預估未來持續快速成長的電動車也將會是影響關鍵。而作為運具電動化關鍵電力來源的台電來說,電動車雖有助降低碳排放,但用電量相對增長,對電網系統穩定來說,是一場不簡單、且必須提早因應面對的新挑戰。

大量車充對電網的挑戰 台電提早應戰

臺灣2050淨零排放路徑及策略中,將「運具電動化及無碳化」列為關鍵戰略,交通部也對此提出設定目標。預估2030年電動小客車市售比達30%,較2020年增加51萬輛;電動機車市售比達35%,較2020年增加192萬輛;並達成市區公車全面電動化。而依據減碳時程,更將在2040年完成電動小客車及機車市售率100%目標。

在此趨勢下,電力需求的評估方面,依據台電公司長期負載預測資料統計,2030年汽機車電動車數量將新增23.9億度用電量,用電量占比0.91%。現有汽機車數量全面電動化後,將新增206.2億度用電量,用電量占比7.85%。

台電總經理王耀庭對此表示:「歐洲比臺灣更提前禁售燃油車,也因為臺灣很多車主會購買進口車,意味著臺灣會比2040年更早面臨全面電動化的問題。對於電動車未來龐大的用電需求,如果不提前管理規劃,對電網當然是有壓力。」他指出,台電在多年前即積極著手推動電動車充電相關配套研發應用,其中之一就是透過策略與價格誘因,從用電端著手,調節電力供需。「未來電動車勢必逐步取代燃油車成為主流,這是趨勢,也是一定要走的路,我們就是積極提前布局、加強做好準備。」

充電樁規劃 台電積極主動串連相關公部門

電能具有即發即用與不易儲存的特性,發電與用電需要互相匹配,而相較於一般用電設備,電動車用電具有充電快慢與時間選擇的彈性,可提供電網調整負載的功能。王總經理說明:「台電一直以來都提前布局相關電源開發計畫,我們建立電動車充電專用電價,透過電價誘因及導入電能管理系統(Energy Management System, EMS)等方式來進行充電管理,拉大尖離峰用電價差,引導鼓勵用戶在離峰時間充電。」

「能源是科學的產物,但是科技也要合乎人性。」王總經理表示:「所以我們在做政策規劃時就將人性納入考量,包括時間電價就是以更符合車主利益的方式去達到有效率的能源利用。我們想要做到的是,車主回到家只要將充電樁插頭放到車子充電孔,所有排程管理系統都會自動處理好,隔天就能輕鬆滿電出門。」

此外,台電也與其他政府部門密切合作,例如參與交通部運輸研究所「電動車公共充電樁設施設置需求評估之研究」,合作研擬充電設施設置預估模型,並據以做為電網重點強化之參考。「與政府其他部門的合作,從點到線再到面的串連,我們要求台電同仁積極主動、秉持初心,不但要做到好,而且要有遠見提前規劃進行。」

電力回輸電網 電動車變身儲能大電池

隨著電動車技術的日新月異,其實電動車與電網之間的相關,也不一定只有充電壓力,還可以達到互惠共生。

目前充電樁已開發出雙向充放電的標準以及產品,電動車也可能變成區域電網的儲能裝置,發揮調節電力的作用。王總經理表示:「台電在多年前就開始進行相關研究與開發。電動車充電後,電池的可用電量,在用電尖峰時,搭配具雙向充放電功能的充電樁,能將電回送至電網,用來舒緩尖峰承載以及成為可調控的備用電力。」

也就是說,以後這些滿街跑的電動車,可以在尖峰時段用電吃緊時,如同「移動的大型行動電源」,將車上的電能回輸,成為備用電力與提升電網韌性的好幫手。這是利用電動車電能回輸電網功能(Vehicle-to-Grid, V2G),有別於現有電動車充電是從電網單向朝電動車供電的G2V模式(Grid-to-Vehicle),透過V2G技術,電動車就能將多餘的電回饋出來,搖身一變成為儲能設施。

王總經理說明為驗證電動車V2G技術及電能管理模式,台電在去年完成台北市區營業處電動車智慧充電示範場,於區處服務中心外洽公車位設置2具直流雙槍充電樁,充電功率50瓩並具備電能管理及V2G功能,除進行相關研究及蒐集使用數據外,並提供洽公民眾充電使用。未來即能鼓勵車主將多餘電力反饋給電網,如此一來車主不再只是電力使用者,更可以成為電力產銷者,成為協助強化電網韌性的一份子。

充電兼顧便利與安全 「專設電表」是最佳解

電動車是未來趨勢,但是電動車不是只有「購車」的問題,最重要的是如何「充電」,尤其過去電動車還不是那麼多人使用時,充電絕對是車主的一大困擾。

已有不少地方政府為配合低碳環境,在一些公共停車場設有充電設施。「過去大部分車子只能依賴外面公共充電樁,但是據我們的統計,如果自家車位有充電樁,超過80%的車主都會選擇在自家車位充電。」時任台電配電處副處長(現任屏東區營業處處長)饒祐禎表示,充電便利性與安全性也是台電關心並一直在研議加強的議題。

目前社區內設置充電設備的用電申設方式,可分為於用戶電表後拉設電源線路,以及按樓層「專設電表」供電兩種方式。

饒處長說明,目前在社區住宅安裝充電樁的電動車車主,多半是從自家電表後獨立拉設線路。如果社區用戶都從家戶拉獨立管線,管線紛雜凌亂,不但影響公共空間的環境美觀,也會降低未來充電的擴充性。

電動車在社區充電,最容易引來住戶的質疑就是「會不會使社區用電超載而造成跳電或停電?」、「會不會增加社區公共用電的電費?」,其實這類問題的解決方案,即是「專設電表」,也就是俗稱的「新增獨立電表」。在社區住宅另設「電動車充電樁專用電表箱」,可獨立計費、獨立供電,完全不會影響社區公共設施或住宅用電,也可充分解決用電安全的問題。

台電配電處綠能組組長劉俊男補充說明,台電提出的電動車專設電表供電,同步配置專用配電回路,就像是建立起電路統一匯流的「高速公路」,直接連接到充電樁,而非住戶自行開闢一條條的「小路」。由管委會按樓層專設電表及整體規劃電纜架、導線槽或匯流排槽,日後車主只需由停車格鄰近的設備拉設充電設施電源線,方便又美觀,最重要的是能從根本化解社區安裝充電設備的用電安全疑慮,也能因應未來社區持續增加的充電樁設置需求。

搭配EMS電能管理系統 智慧充電新模式

此外,在集合住宅的充電設置上,除了專設電表,台電建議導入後端管理的EMS(Energy Management System)電能管理系統,主要目的在於調控充電。除了車主可以排程自訂充電時間,遇到同時多台車充電時,系統還會自動分配每台車之充電量,以滿足每部車的充電需求並維持供電的穩定。

目前市面上廠商推出的EMS系統,大致具備智慧排程、監控管理及計費拆帳等主要功能。在「智慧排程」上,劉組長指出,民眾通勤上下班平均日行駛里程數約低於40公里,約使用7度電,若使用常見的7瓩充電樁僅需約1小時即可充滿,考量電動車一日約有8~10小時是停放在住家車位,可知車輛可以充電的時間相當多。

以集合住宅為例,若所有車主同時在用電尖峰時段充電,將可能導致整個住宅過載跳電,需要額外擴充住宅內外的電力線路及提升契約容量來因應,但是其實只有在下班時段才有這樣大量的充電需求,其他時段是處於輕載狀態。劉組長表示:「藉由EMS智慧排程功能,在不擴充既有電力線路及提升契約容量的前提下,在車輛較少時調控充電樁全速充電,車輛較多時則依各車輛電池可用電量及車主用車需求,排程依序充電,這樣的作法可以確保用電安全及滿足所有待充車輛充電需求。」

此外,透過EMS監控各充電樁充電情形,還可確保電動車不發生過充及負載異常,提升用電安全。而最讓管委會省事的是,EMS與各充電樁完成網路連線後,可以自動記錄各車位充電設施的充電量與充電時段,系統可以自動計算出各車主應繳納的電費,作為社區向住戶收取充電電費的依據,也能避免人工抄表及計算錯誤,確保使用者付費的公平性。

「淨零轉型」的概念成為全球顯學,而交通運具電動化無疑扮演低碳轉型的重要角色。台電負責提供穩定且高品質的電力設施與政策,「專設電表」與智慧充電管理系統的設置實施,不僅能充分解決用電安全問題,也為車主提供公平又便利的計價方式,更能成為環境減碳的重要轉型助力。

相關文章

飛鳥電廠 濕地與電廠和諧共存

永安濕地位於興達發電廠廠區東南側,一個是烏托邦裡詠頌的自然環境,另一個則是全然的工業風,兩種極端不同......

呵護物種讓生命延續 保育的事就是台電的事

台電友善環境、保育生態的工作,包括但不限於森林生態保育、河川水資源保育、海洋生態保護以及陸域生態環境......

電動車駛入電力產業 新電力市場成形

因應綠能環保趨勢,加上技術的演進,電動車成為未來趨勢。許多先進國家紛紛宣告禁售燃油車的時間表,市場預......

「專用電價」上路 家用充電樁聰明裝輕鬆省

電動車是未來趨勢,但充電問題仍是不少消費者觀望電動車的原因之一,許多人一想到需要在公共充電樁前排隊等......

停車就能充電 為「綠色出行」提供最佳保障

電動車持續普及化並取代燃油車,已經成為國際趨勢,針對政府推動電動車政策及國內電動車發展,台電多年前即......

大林模中訓練基地  打造電力精銳半世紀

半世紀前,台電以前瞻的眼光,於大林發電廠成立內部訓練機構—大林模擬操作中心,草創初期以訓練火力發電運......