當地球愈來愈「任性」電動車不僅改變汽車產業 更有望顛覆能源現狀

電動車不僅改變汽車產業,更有望顛覆能源現狀

2020 年夏末,美國加州被極端熱浪高壓壟罩,號稱「地球表面上最熱的地方」的「死亡谷國家公園」(Death Valley National Park) 甚至在 8 月 16 日測到攝氏 54.4°C 的極端高溫。而人口稠密的加州也因為熱浪面臨自 2001 年電力危機後最大規模的分區限電措施。我們不禁反思,當氣候變遷現象日益「任性」的同時,現代城市該如何保持穩定的能源「韌性」(resilence) 以維持民生需求呢?

打造具「容受力」及「恢復力」的韌性城市

相較於傳統都市規劃以「物理加強」改善城市的「氣候防禦」以面對未來不可預測的衝擊,現代「韌性城市」(resilence cities) 概念則反其道而行,以調適 (adaptation) 為基礎,強調將城市面臨衝擊影響最小化的「容受力」、及面臨衝擊後迅速復原的「恢復力」。

同時,為緩和因氣候暖化帶來的極端氣候,各國對於能源使用均朝著綠能、減碳化 (decarbonization) 的目標行進,舉凡綠建築、電氣化交通的創能與耗能,皆成為城市政策及規劃的重點。但風能、太陽光電等再生能源受天候、季節、白天或黑夜的影響,發電廠無法 24 小時持續運作,其間歇性的特質成為城市供電的隱憂,所以政府積極發展儲能系統與設備,希望藉此強化再生能源的調度性與穩定性。

以上所提的儲能設備並不限於儲能電站與家用蓄電池,隨著電動車的普及化,其內建的蓄電池將突破空間限制,並穿梭於區域性電網,將有可能成為數量可觀的「移動式電力蓄洪池」。

「移動式電力蓄洪池」將成為容受力與恢復力不可或缺的載體

當減碳化思維吹進汽車產業,傳統車廠積極用「C.A.S.E」,即車聯網 (Connected)、自動化 (Autonomous)、共享化 (Shared)、電動化 (Electric) 的四大領域翻轉過往熟悉的產業樣貌,彭博財經 (BloombergNEF) 於《2020 年電動車汽車市場長期展望》預估 2040 年電動車將佔新車總市場 58%,亦預見了未來電動車將成為韌性城市的大規模能源儲存資源之一。

透過電動車的雙向電力轉換器,建築便可經由通訊系統與需量反應 (Demand Response) 對電動車形成「車輛到電網」(Vehicle-to-grid, V2G) 供電模式。讓電動車在城市電網緊繃時進行電力供給。

目前因 V2G 連結電網的技術及基礎設施還沒到位,一般車廠便將目光轉移至較單純的「車輛到家庭的供電」 (Vehicle-to-home, V2H)。經歷東日本大地震後多次限電政策後,日本車商便將 V2H 概念商品化,如日產 (Nissan) 的 Leaf 系列的電池容量可供家戶多日的電力需求,讓房屋從災難中的孤島,成為具有容受力與恢復力的韌性碉堡。

而具有「能源可視」、「用電診斷」、「智慧調控」、「數據加值」的能源物聯網便可在緊急時,扮演調度電動車蓄電池與房屋電力的角色。另外,平時能源物聯網也可即時蒐集與分析用電數據,對家庭的未來電力需求進行推估預測,並聰明地分配家庭尖峰與離峰的用電,以實現「削峰填谷」 (Peak cut) 的需求。

未來能源「調整力」的新因子

如前述,再生能源的間歇性發電特質將影響電網的穩定,因此發展「虛擬電廠」 (Virtual Power Plant, VPP) 整合再生能源與儲能設備,以提高能源「調整力」是目前能源業者積極發展方案之一。

未來在面對極端狀態時,虛擬電廠可透過城市級的能源物聯網,迅速調度分散各處的儲能設備與電動車蓄電池,以強化城市的容受力與恢復力。或許當「車聯網」、「自動化」、「共享化」完善電動車產業後,擁有「自駕功能的共享電動車」能成為更名副其實的「移動式電力蓄洪池」。當能源物聯網傳遞調度訊號時,電動車可自行從電力滿載的儲電場域到缺電的場域供電,不僅能維持電網平衡,也成為韌性城市中,容受力與恢復力的能源調度載體。從此「乘載人與物」的傳統交通工具定義將重新詮釋,衍伸出新的使用模式 。

另外,透過與 GPS 系統的整合,能源物聯網平台可即時獲得車輛電力資訊及動態位置,建構出具備導航及用電監測功能的「電動車監控系統」,藉此即時監控車況與續航力等要素,規劃未來調度車輛的最佳化路徑。

在低碳化的時代,再生能源發電與能源調整力是韌性城市的基本要素。除了積極發展再生能源,透過建築與電動車提高能源調整力也格外重要。下回,我們將深入探討「淨零耗能住宅」(Zero Energy House, ZEH) 如何深化韌性城市的容受力與恢復力。

本文轉載自BuzzOrange