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1 1 電動車發展趨勢與營運模式探討 台灣經濟研究院研一所 陳彥豪 盧思穎 2016 年 4 月 7 日

2 2 內容大綱 一. 電動車發展背景二. 國際間電動車推廣措施與示範三. 國際電動車技術產業發展趨勢四. 國內電動車產業現況五. 國內電動車推廣措施六. 電動車充電設備營運模式七. 電動車營運模式探討八. 都會私人低碳交通運輸新概念九. 總結

3 一 電動車發展背景 3

4 4 電動車發展歷史 1800 年 Alessandro Volta 發明伏特電池 1801 年 Philippe le Bon 發明煤氣氫氣內燃機 1886 年 Karl Friedrich Benz 發明汽車引擎動力車輛 1903 年 Thomas A. Edison 發明電池動力車輛 1903 ~ 1910 年汽油引擎缺乏可靠度, 由於電動車沒有震動與噪音, 也無需排檔受到女性的歡迎 當時因為電池重量因每次充電可行駛 65 公里, 時速約每小時 24 公里, 被設定在特定軌道上, 短距離運行使用 1908 年 Henry Ford 開發價格為電動車一半的汽油車 1920 年電動車生產逐漸減少, 退出一般市場, 轉換為室內空間與特殊用途車輛 1997 年京都議定書制定後, 電動車再次受到重視 1997 年 TOYOTA 自動車發表電油電混合車 Prius 低燃料費與廢氣排放, 保持車輛之性能並同時減少對還境影響 2009 年 i-miev, Leaf 等多款量産型電動車問世 2014 年 TOYOTA 自動車發表燃料電池車 (FCV)MIRAI 資料來源 : ロハスな生活の情報サイト, 電気自動車 (EV)

5 5 智慧電動車技術競合比較 油電混合車 純電動車 增程電動近年來價格持續下降, 相較於傳統內燃機車輛已逐漸具有市場競爭力 市場也開始販售燃料電池車 內燃機車輛 IEC 汽油 變速箱 引擎 油箱 馬達 電子控制裝置變流器 油電混合車 HEV 增程式電動車 EVRE 純電動車 BEV 電池 變速箱 油箱 引擎 汽油 電池 馬達 電子控制裝置變流器 引擎 ( 發電機 ) 油箱 汽油 馬達 電子控制裝置變流器 電池 電力 燃料電池車 FCEV 電池 馬達 電子控制裝置變流器 燃料電池 儲氫設備 氫 內燃機車輛 ICEV 油電混合車 HEV 增程電動車 EVRE 純電動車 BEV 燃料電池車 FCEV 二氧化碳排放量 基準 低燃料 低燃料 低燃料 低燃料 綜合效率 降低石油依存 節省石油 節省石油 不需石油 不需石油 價格 ( 日幣 ) 250 萬 300 萬 (Toyota Prius) 資料來源 : 風間智英, Nomura Research Institute, 2005 ( 台經院價格數據修改 2015) 380 萬 (GM volt) 365 萬 (Nissan Leaf) 723 萬 (Toyota MIRAI)

6 6 電動車驅動技術概述 電動車研究以系統性 市場導向 技術開放性為核心, 例如輕型電動車輛 城市短距行駛的 BEV PHEV REEV 等, 其共同性驅動概念是都可以與電網聯或能源網絡連結進行電能補充或電能 ( 能源 ) 整合運用 一般車輛範疇電動車型態 內燃機 (motor) 油電混合車 (HEV) 充電式油電混合車 (PHEV) 增程式系統電動車輛 (REEV) 電池驅動式電動車輛 (BEV) 燃料電池式電動車輛 (FCEV) 柴油發電機存在進步的空間, 依然會在市場佔有相當的地位 混合動力汽車整合了電力驅動系統與內燃機, 其電池不僅可儲存電力另外在行駛過程中還可進行電池充電 整合電力驅動系統 允許充電設備及內燃機, 其電池可存儲電力還可另外經由電網進行充電 當需要長距離行駛時, 可使用內燃機供給電力作為動力來源 因此, 可增加電動車行駛距離 驅動器的能量完全來自電池供給, 且必須經由電網充電 車上的燃料電池是將化學能源 - 氫轉化為電力能源 動能補充是由充氫站完成 資料來源 :Dritter Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität, Nationalen Plattform Elektromobilität(NPE),May 2012

7 資料來源 :Zweiter Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität, Nationalen Plattform Elektromobilität(NPE),May 各種電動車輛適用範疇 純電動車 (BEV) 行駛距離較短, 適合在城市中短距離交通, 充電式油電混合車 (PHEV) 與增程式電動車 (EREV) 巡航距離較長, 適合家用跨區域之行駛 電動車輛整體推動策略 利用各種電動車之特色, 於適當地區同時推動城市與家用 / 商用的電動車輛, 隨著市場的擴大, 逐漸同步完善都市 郊區電動車基礎建設 參考汽車 -NPE 商用汽車 家用車 城市車 微工程 微混和變速箱 混合動力式 ( 充電式油電混合車 ) ( 增程式系統電動車 ) ( 電池驅動式電動車 ) ( 燃料電池式電動車 ) 內燃機電汽行駛發電機電持續電力回復額外動力增壓 部分 部分 部分 部分 電力來源

8 8 電動車推廣數量統計 從 2012 年以後全球電動汽車市場急速成長, 每年銷售增加至少 50%,2015 年底全球共有 110 萬輛, 約是整體客數數量的 0.18%,2015 年全球電動車銷售數量為 55 萬台 汽車電氣化呈現多元化發展, 截至 2014 年共有 4.6 萬輛電動客車和 2.35 億輛兩輪電動車上路 電動車占整體車輛銷售比例超過 1% 之國家包括挪威 荷蘭 瑞典 美國 2014 年充電設施非住宅 一般 共有 9.4 萬座, 快速 共有 1.5 萬座 % 2014 電動車占整體車輛銷售比例 千輛 純電動車 (BEV) 年銷售量 插電混合車 (PHEV) 快速充電站 一般充電站 加拿大 中國 丹麥 法國 德國 義大利 日本 荷蘭 挪威 葡萄牙 西班牙 瑞典 英國 美國 資料來源 : GLOBAL EV OUTLOOK 2015, EVI; 台經院彙整,

9 年各國電動車推廣數量統計 電動車數量以美國最多, 依序為日本 法國 中國大陸 2014 年全球電動車占乘用車銷售市場比率最高的國家為挪威, 約 12.5%, 其次為荷蘭 3.9% 美國 1.5% 法國 日本等 除挪威外多數市場未有大幅成長 加拿大 中國 丹麥 法國 德國 義大利 日本 荷蘭 挪威 葡萄牙 2014 插電混合車 (PHEV) 2014 純電動車 (BEV) 2013 插電混合車 (PHEV) 2013 純電動車 (BEV) *EV Stock 為電動車 EVSE Stock 為充電設施 西班牙瑞典英國美國 純電動車占乘用車比率以挪威最高, 插電式油電混合車占乘用車比率則以荷蘭最高 資料來源 : GLOBAL EV OUTLOOK 2015, EVI; 台經院彙整,

10 二 國際間電動車推廣措施與示範 10

11 11 主要國家電動車推廣目標及措施 世界各國為減緩氣候變遷 減少對石油依賴, 皆訂下電動車長期推廣目標 各國政府透過直接補貼購車 財稅補助 基礎充電設施布建 示範計畫等政策進行推動, 以下為各國電動車推廣目標及措施 : 美國 2015 年 100 萬輛電動車 日本 2020 年電動車市占率 20% 財政 : 依據電池容量每輛車最高有 7,500 美元之稅額抵免, 補助數量達 20 萬輛後逐漸停止補助基礎建設 : 商業充電設施成本的 30% 可稅額抵免, 以不超過 30,000 美元為限 ; 購買住宅充電設施最高可抵免 1,000 美元之稅額 另外,3.6 億美元用於基礎設施示範計畫研發及示範 :2012 年電池 燃料電池 車載系統和基礎設施的研發預算達 2.68 億美元 財政 : 補助電動車與相應內燃機汽車的價差一半, 每輛以 100 萬日圓為限 ; 插電式電動車免汽車重量稅和購置稅 汽車稅減半基礎建設 : 補助充電設施一半價格, 每台設備最多補助 150 萬日圓研發及示範 : 著重於充電基礎設備之研發 中國大陸 2020 年 500 萬輛電動車 法國 2020 年 220 萬輛電動車 財政 : 新能源車輛免消費稅 購置稅 一次性特種貨物稅 ; 對排氣量在 1,600cc 以下 滿足第三級油耗量標準以上的車輛給予約獎勵 ; 新能源車視純電池行駛里程給予補助基礎建設 :2012 年全面部署電動汽車充換電服務網絡建設, 加強重點城市 區域充換電設施和運營管理系統建設, 推進長三角和環渤海區域電動汽車充換電服務網絡研發及示範 : 投入 6.95 億人民幣進行示範計畫 財政 : 油電混合車與電動車皆免登記稅 ; 碳排量低於 110g/km 的車輛可獲補助, 金額為 200 歐元至 7,000 歐元不等, 以該車輛含消費稅率後的 30% 車價為上限 ; 對於自用之企業車輛額外開徵所得稅, 純電動車和部分插電式油電混合車也因此免除此稅基礎建設 : 政府提供 5,000 萬歐元支付建設充電基礎設施之成本研發及示範 : 編列 1.4 億歐元預算於電動車輛研發 資料來源 : 台經院彙整,

12 12 主要國家電動車推廣目標及措施 ( 續 ) 英國 2015 年 24 萬輛電動車保有輛 德國 2020 年 100 萬輛電動車 財政 : 以碳排量課徵特種貨物稅, 純電動車之特種貨物稅為零或近乎零 ; 碳排量低於 75g/km 的純電動車和插電式油電混合車可享有一次性的獎勵金 ; 針對自用之企業車輛設定特別稅率, 以碳排量為基準並計入駕駛的個人所得稅基礎中, 純電動車免徵特別稅率基礎建設 : 至 2015 年止補助 3,700 萬英鎊於住宅 街道 鐵路和公共部門設置等處充電站研發及示範 : 英國科技策略委員會已確定 60 個低碳車輛合作研發計畫 財政 : 電動車免道路稅 免流通稅 10 年 ; 各式能源車輛根據電池容量, 於購車時享有減價優惠 ; 針對自用之企業車輛, 將車價的 1% 計入每月所得稅基礎中 ;2015 年開始執行新法案, 包括給予電動車優惠停車 公車專用道使用權以及特別通道許可等措施基礎建設 : 指定的四個區域作為純電動車和插電式油電混合車之展示區域研發及示範 : 於電動傳動系統研發 創造及優化價值鏈, 資通訊技術及電池研究等方面給予財政支持 挪威 2020 年 20 萬輛電動車 荷蘭 2020 年 20 萬輛電動車 財政 : 純電動車免課徵消費稅和登記稅 ; 插電式油電混合車不符合免稅資格, 但可因電池之額外重量享有 15% 的車重稅減免基礎建設 : 至 2014 年 8 月止, 全國共有 5,611 座充電站, 其中以奧斯陸 1,399 座為最多研發及示範 : 專注於電池性能研發與充電站建設 財政 : 碳排量低於 110g/km( 汽油 ) 以下或 95g/km( 柴油 ) 以下的車輛可免除道路稅 ; 碳排量低於 50g/km 的車主須被課徵部分所得稅 ; 純電動車以及目前所有型號的插電式油電混合車, 均可免繳登記稅和流通稅基礎建設 : 透過獎勵措施建置 400 處充電站研發及示範 : 專注於電池研發, 占研發資金 30% 資料來源 : 台經院彙整,

13 年各國電動車與充電站示範計畫 德國( ) 法國( ) 巴黎市鎮廳 Autolib聯盟和營運商 Bolloré在2011年底推出全球最大規 模的Autolib電動車自助租車服務 整個計畫將提供3,000輛純電動車 此外也在巴黎與其衛星都市建1,000 座充電站 當中700座設在巴黎 2011年聯邦政府將挹注5億歐元 資金 其中1億1500萬歐元將做 為全德國8個電動車示範區規劃 之用 另在布萊梅 柏林 慕尼 黑三個城市規畫試驗道路 資料來源 台經院彙整( ) 充電再出發試驗計畫 Charge and Go Vancouver Trial 由三級政府聯合撥款80萬 元 預計將在2013年底前 在溫哥華市最 多設置67個據點 提供第一層級110伏特 Level 1 110V 以及第二層級240伏特 Level 2 240V 的電動車充電站 中國大陸( ) 上海嘉定區被指定為電動汽車國際示 範區 到2012年已經完成了1萬輛以上 電動車的推廣應用 建成充電樁1.3萬 個 充/換電站15座 加氫站2座以上 新加坡( ) 新加坡電動車測試平台由新加坡能源市場 管理局和陸路交通管理局聯合推動 總計 畫投入 2,000萬 新加坡幣 (折合台幣約 4億 4000萬元) 針對電動車的示範運行 基礎 建設 商業模式 以及技術發展進行研究 加拿大( ) 日本( ) 大阪府於2011年底推出全年無休24小營業Autolib自 助式電動車租賃服務 日本充電網(股)(簡稱JCN)目 前已架構會員制充電服務 並於2012年10月起開始 關東地區50個據點提供充電服務 JCN推估2020年 將拓展到4,000個據點 40~50萬名會員 美國( ) 美國能源局(DOE)設立20億美元政府資助 項目 同時政府投入4億美元支持國內數 十個地區的電動車能源計畫 Charge Point America與The EV Project為其中兩大示範 運行計畫 The EV Project總計電東車項目 投資金額約2.45億美元 規畫於6州18城 市8,300輛電動車 以及14,960座充電站

14 14 法國電動車與充電站示範計畫 法國電力公司配合法國電動車發展政策, 與不同公司合作提出數個電動車示範計畫, 並將成立專責充電設施建置公司, 為有意購置電動車的客戶提供電力設備的安裝安全以及充電的規範與設備方面的資訊與建議 SAVE(Seine Aval Véhicules Electriques) 計畫 : 雷諾日產聯盟提供電動車, 並研究客戶的使用行為以及相關服務 ; 法國電力公司則負責開發充電的基礎設施 參與充電設施的部署 研究使用者充電的實際操作行為, 並試驗經濟的運作模式 MINI-E 電動車示範計畫 : 法國電力公司以充電系統方面的專業技術參與計畫, 威立雅環境則提供其在不同運具聯合轉乘方面的專長, 而整體試驗計畫的技術基地將設在 BMW 法國分公司 史特拉斯堡插電混合車示範計畫 (VHR à Strasbourg) : 由法國電力公司與豐田 (TOYOTA) 於 2010 年 4 月起的三年內在史特拉斯堡市與亞爾薩斯地方配置一百多輛 Prius 插電混合車與超過 150 個充電站 ; 豐田負責車輛租用, 而法國電力公司則負責設置充電基礎設施 巴黎電動租賃車示範運行計畫 : 巴黎市鎮廳 Autolib 聯盟和營運商 Bolloré 在 2011 年底推出 Autolib 電動車自助租車服務 整個計畫將提供 3,000 輛純電動車 在巴黎與其衛星都市建 1,000 座充電站

15 15 美國電動車與充電站示範計畫 美國能源局 (DOE) 設立 20 億美元政府資助項目 同時政府投入 4 億美元支持國內數十個地區的電動車能源計畫 Charge Point America 與 The EV Project 即為其中兩大示範運行計畫, 相關規劃如下表 計畫 The EV Project Charge Point America 參與廠商 ECOtality Nissan GM 等 50 個單位 Coulomb Ford GM Smart USA 等 計畫時程 金額 試行地點 硬體佈建 獲得 DOE 等政府補助 11,480 萬美元, 目前資金共達 2.45 億美元 Arizona California Oregon Tennessee Texas Washington Washington DC 等 6 州共 18 城市 電動車 :Nissan Leaf` GM Volt 共 8300 台 充電站 : 計畫目標為 AC Level 2(200V) 充電設備 14,650 座,DC 快充設備 310 座, 當中約含 8,400 座家用充電設備 投資總額共 3,700 萬美元, 其中獲得 DOE 補助 1,500 萬美元 Austin Detroit Los Angeles New York Orlando Sacramento Bay Area Bellevue/Redmond 與 Washington DC 等 9 大地區 電動車 :GM Volt Ford Transit Connect Electric Ford Focus Electric 及 Smart Fortwo 等共 2,600 台 充電站 : 全部 4,600 座充電站將在 2011 年 9 月前建設完成, 當中約含 2,000 座家用充電設備 資料來源 : 台經院彙整 ( )

16 16 日本電動車與充電站示範計畫 日本於推動電動車的過程中, 先透過公務車或是公共運輸車輛來進行推廣, 進而再推行到計程車, 最後才是一般的民眾 日本電動車先期示範計畫整合車廠 地方政府在神奈川縣等超過 7 座城市, 並藉由東京電力 關西電力 北海道電力 九州電力等電力公司共同參與興建充電站 大阪府於 2011 年底推出全年無休 24 小時營業的 Autolib 自助式電動車租賃服務, 在市區內的各個角落設置電動車專用的停車站, 使用者可以上網預約車輛, 系統也會計算消費者這趟旅程所節省的二氧化碳排放量, 並給予使用者 環保行動點數 計畫目的充電站建設計劃對象實施地區計畫期程參與企業預算及來源 2019 年建置大阪府成為電動車推動領先城市,2020 年大阪府內所運行之車輛皆為環保電動車 2011 年 5 月已設置 137 個普通充電站, 當中 55 個可享有免費充電優惠, 其餘充電站一小時收費約在 200 至 210 日圓間 2011 年 6 月已設置 23 個快速充電站 大阪府設置 OSNEC 基金於 2010 年 ~2012 年間補助民間導入充電站之設置, 針對設置充電站之費用補助 1/2, 最高補助 15 萬日圓 大阪府計程車業者及一般市民 大阪府 年, 目標為電動車普及的初步推動及充電設備的建置 年, 目標為大量普及電動車於社會交通系統中運行, 以及將大阪府建置為新能源產業的生產據點 2017 年, 目標為大量普及電動車於公共交通運輸工具以及個人用車 產 官 學界包括各家學術單位 汽車製造商 電力公司 政府行政機關及其關聯企業共 14 個合作夥伴, 其中較重要者為 : 關西電力公司 豐田自動車株式会社 日産自動車株式会社 三菱自動車工業株式会社 京都大學研究所能源科学研究科 大阪商工會議所經濟産業部 大阪市環境局 經產省 國土交通省 總務省 環境省 資料來源 : 金屬研究中心 ; 大阪府 EV P H V のまちマスタープラン 大阪版 EV ロードマップ

17 17 日本長崎縣 EV&ITS 計畫 長崎縣府於 2009 年制定了 EV 及 PHV 的實驗計畫 原因在於腹地內的五島列島與日本本島之間有電力用地下纜線相連, 可以藉由導入 EV 達到低碳效果 另期望 EV 車可以做為觀光時的交通工具選項之一 計畫由汽車製造商 電機 導航製造商 資訊 設備相關企業 大學 關係業界團體 中央政府 各地方縣市 當地企業 團體共組 長崎 EV&ITS 協會 ( 長崎 EVITS) 2010 年 8 月 ~2011 年 2 月各地的急速充電器每日平均使用次數 資料來源 : 台經院彙整 包含 EV&PHV 的離島型智慧電網

18 阿姆斯特丹電動計程車營運模式 荷蘭阿姆斯特丹電動計程車提供往返史基浦機場 (Schiphol Airport) 之接送服務, 配合電動車特性採事先預約, 往返機場旅程之計費皆按行駛區域計價, 但計費表會持續開啟, 若計費表所顯示之價格較低, 則按表收費 電動計程車提供商務接機 渡假接機 會面點服務三種方式來安排機場接機服務, 另外最後一刻電話叫車 ( 非事先預約 ) 可享 75 折 起點終點價格阿姆斯特丹各區收費價格 Schiphol Schiphol Schiphol Schiphol Amsterdam Sloten; Badhoevedorp Amsterdam Osdorp; Amsterdam Geuzenveld; Amsterdam Bos en Lommer; Amsterdam Baarsjes; Amsterdam Old West; Amsterdam Sout; Amsterdam de Pijp; Amstelveen Amsterdam Center; Amsterdam East; Amsterdam ; Watergraafsmeer Amsterdam South-East; Amsterdam Ijbur; Amsterdam North; Duivendrecht; Dieme 資料來源 : Taxi Electric,2013

19 19 各國電動車示範計畫彙整 為暸解電動車於實際使用條件下之性能表現, 各國政府與電動車廠 相關企業合作以公務用車 大眾運輸車輛 特定商業車隊進行電動車示範運行 1. 電動車於都市地區短距離運輸主要採整車與充電基礎建設租賃模式, 例如義大利 E- Mobility 計畫採月租模式, 參與者每月支付固定金額作為電動車輛使用與利用都會區充電設備充電之費用 ; 而法國巴黎與日本大阪則推出電動汽車點對點租借服務 2. 於具潛力轉化成為無碳區域推動電動車輛, 可藉由電動車輛整合當地再生能源 觀光資源以提供高品質觀光服務並達到區域的低碳與能源自給自足效果 日本於長崎縣五島列島提供電動車租賃服務, 以電動車作為島內觀光交通工具與觀光資訊平台 國內電動車推廣主要是配合觀光產業發展, 在日月潭與台北市推廣以風景區或都會區低碳旅遊為主軸, 在觀光景點設立充電設施, 並於交通樞紐設立電動車租賃據點, 提供民眾短期租賃服務 資料來源 : 台經院彙整,

20 20 各國電動車示範計畫彙整 ( 續 ) 3. 引進電動公務車及引導企業活動整合電動車輛至營運模式, 可有效展現電動載具節能減碳效果 日本電動車輛推動, 初期多是透過公務單位車輛進行推廣, 再推行到商業應用與一般的民眾 各國商業營業電動車示範計畫初期多以計程車隊為主 中國大陸則於深圳及杭州分別以快充與換電模式進行電動計程車隊示範運行, 探討不同電動車電能補充模式對商業服務車隊的經濟性 國內目前有台中與台南市政府公務車輛參與智慧電動車先導示範運行, 商業應用為國內電動車推廣下階段重要工作 4. 充足的電能補充設施將有助於電動車之推廣, 故各國政府多鼓勵電能補充設施之設置 中國大陸國家電網與南方電網電動車推動採 換電為主, 充換結合 策略, 在電網設備有限度的投資下提供電動車充電服務, 並消除電動車大規模充電帶給電網的高度供電壓力, 以確保電網運行安全, 同時提高電網設備利用率 資料來源 : 台經院彙整,

21 21 各國電動車推廣趨勢 電動車經幾年發展, 全球插電式電動車數量仍持續成長, 惟以往各國以推動純電動車為主, 現今則以純電動車及插電式油電混合車並行發展, 例如中國大陸 年電動汽車市場以純電動為主, 約占總銷售量 9 成 ; 但 2014 上半年純電動車銷售量, 占電動汽車產銷總數已略低於 6 成 有賴各國政府的積極推動, 電動車的銷售量節節攀升, 其中, 日本 英國 法國首重電動車充電站的完善擴充 ; 美國與中國積極提升電動車的市場占有率 各國針對各自的地理位置與特性, 以不同的策略成功的持續推廣電動車 電動車的推廣強調在電動計程車於區域運行的利基市場, 例如 : 荷蘭阿姆斯特丹的電動計程車 日本大阪地區電動計程車 台灣比亞迪提出之按里程收費計程車租賃方案 根據 2014 年國際清潔運輸委員會 (The International Council on Clean Transportation, ICCT) 研究, 財政政策為強而有力的機制之一, 各國針對不同類型電動車之獎勵政策為造成電動車市場差異的原因之一

22 三 國際電動車技術產業發展趨勢 22

23 23 內燃引擎汽車與電動車產業結構比較 品牌車廠除了紛紛投入資源在電動車研發之外, 次級系統與零組件亦成為相關業者的開拓目標 日本野村總合研究所 (Nomura Research Institute) 於 2010 年 11 月所做的報告分析, 預計 2015 年電子零組件在電動車輛總成本的比重將提升至 70%, 而電機零組件比重將萎縮至 30%, 這將改變傳統汽車以整車廠為頂點的金字塔型產業結構, 如下圖所示 ICEV 自主整車 Automotive OEMs 汽車模組供應商 Automotive components supplier 汽車零組件供應商 Automotive parts supplier EV 自主整車 鋰電池芯 / 模組商 Li-ion battery cell/pack players 電池模組與電子 Cell components and electronics 材料 materials 汽車模組暨零組件供應商 資料來源 :Japan Industrial Location Center (2010) 內燃引擎汽車 (ICEV) 和電動汽車 (EV) 產業結構之比較

24 24 國際電動車供應鏈結構 全球電動車供應鏈體系依據產品整合程度, 大致可區分為三個層級 : 一階零組件廠 (Tier 1): 即系統整合供應商 負責關鍵零組件之研發與檢測, 並將組裝後的系統提供給整車製造商, 與跨國車商形成直接且密切的合作夥伴關係 主要扮演一個整合性系統平台的角色 二階零組件廠 (Tier 2): 即一般零組件供應商 負責提供 Tier 1 所需要的零件及模組 三階零組件商 (Tier 3): 即原料供應商 負責鋼片 銅箔 磁鐵等原料的初步切割與加工 北美 歐洲 日本 整車廠商 GM Ford Daimler- Chrysler BMW Volkswagen Toyota Nissan Honda 具合作關係之 Tier1 零組件供應商 Bosch, Delphi, Dana, Denso, Federal -Mogul, Meridian, Siemens VDO, Tower Automotive Alpine, Bosch, Dura Automotive, Panasonic, Tower Automotive, Visteon Alpine, Bosch, Clarion, Collins & Aikman, Federal - Mogul, Meridian, Aisin AW, Bosch, Denso, Siemens VDO, Tenneco, Aisin AW, Bosch, Hella, Siemens VDO, Thyssen Krupp, TRW, Valeo, ZF, Aisan, Aisin AW, Denso, Fujitsu, Toyota Boshoku, JTEKT, Fuji-seiko, Clarion, Ichikoh, Xanavi, Alpine, Clarion, Stanley Electric 資料來源 : 台經院 ( )

25 25 全球主要電池製造商股權結構 面對此一市場結構之轉變, 國際車廠除了積極與電池 馬達 控制器 充電設備等廠商策略結盟之外, 部分業者亦自行成立零組件供應體系, 以掌握關鍵零組件之生產技術並降低成本 由於電池的成本最高, 約占整車成本的 40%-50%, 故全球車廠無不與電池廠商進行合資或聯盟關係 資料來源 :Research China (2009.5) 電池製造商 持股比例 AESC Nissan Motors 51% ; NEC Co. 42% ; NEC-Tokin 7% Blue Energy GS-YUASA 51% ; HONDA 49% BYD MidAmerican Energy 39.6% EnerDel Ener1 100% Hitachi Vehicle Energy Hitachi 64.9% ; Hitachi Maxell 10% Johnson Controls-Saft Advanced Power Solutions Cont. 51% ; Saft 49% LG Chemical LG Holdings 30.1% Lithium Energy Japan GS Yuasa 51% ; Mitsubishi 34% ; Mitsubishi Motors 15% Panasonic EV Energy (PEVE) Toyota 60% ; Panasonic 40% SB Li Motive Samsung SDI 50% ; BOSCH 50%

26 26 日本電動車整車技術發展趨勢與各車廠電動車開發計畫 日本未來電動車發展三大方向 : (1) 純電動車 (BEV) 將作為近距離的小型家庭車輛 ;(2) 油電混合車 (HEV) 將作為一般家庭用汽車 ;(3) 燃料電池汽車 (Fuel Cell Electric Vehicles, FCEV) 將作為長途運輸的商用車 類型 車廠名稱 2013 年電動車開發動向 以 FIT EV 為平台在中國大陸廣州進行 Honda 電動車的驗證實驗 Honda 2013 年 FIT EV 與美國進行 Honda Electric Vehicle Demonstration 純電動車示範計畫 2013 年在熊本縣和沖繩縣宮古島市, 使用近距離移動用途超小型純電動汽車實 施社會實驗 傳統車廠 Nissan Toyota Nissan ABB 4R Energy 及住友商事美國子公司宣布進行一項全球策略聯盟, 計畫將 Leaf 的電動車電池用來當做未來智慧電網的備用電力 調整市場佈局策略, 投入研發與生產油電混合車 Toyota 推出 RAV4 電動車 (BEV),2012 年於美國上市 小型電動車 iq-ev(bev) 因市場所趨改採少量生產 限定發售策略 與 BMW 一同開發新世代鋰電池以及將開始研發新世代環保交通工具與技術的合作計畫 資料來源 : 台經院彙整 (2013, 06)

27 27 歐洲電動車整車技術發展趨勢與各車廠電動車開發計畫 2013 年德國 BMW Daimler 及 VW 集團, 開始積極拓展替代能源市場 在充電標準方面, 歐系和美系車廠, 像是 Audi BMW Daimler Ford General Motors Porsche 以及 Volkswagen 已同意, 未來將採用統一的電動車快充充電介面, 此標準將與日系車廠產生不小分歧 類型 車廠名稱 2013 年電動車開發動向 Audi( 德國 ) 取消電動跑車 R8 e-tron 計畫, 改推出 A8 Hybrid (HEV) 與插電式混合車 Audi A3 e-tron (PHEV) BMW( 德國 ) 推出純電動車 BMW i3 (BEV), 並推出增程式電動車 (EVRE) 版本 Citroen( 法國 ) 於 2011 年底推出 EGGO concept 與 BOSCH 合作開發電動車電子設備 Diamler 與比亞迪合資電動車品牌 - DENZA 騰勢 ( 德國 ) Mercedes-Benz 規劃 2014 年於美國市場導入電動車版 B-Class 傳統車廠 Fiat( 義大利 ) 量產 FIAT 500e Volvo( 瑞典 ) 於比利時的 Ghent 工廠開始進行生產 C30 Electric 電動車量產版本, 預計要在 2012 年底之前全部製造完畢, 且在 2013 年導入大量生產計畫 目前該車款已在瑞士進行測試, 最新技術為 22kW 之快充技術, 使充電時間縮短為 1.5 小時 已宣布將將生產 100 台, 並於 2013 夏季在歐洲推出限量訂購 Volkswagen ( 德國 ) 2013 年發表第一款純電動車 e-up!, 開始量產 規劃 2015 年推出 PHEV 新興車廠 Opel( 德國 ) 與 CHEVROLET 共同開發的 Ampera 增程電動車款 (EVRE) Volpe( 義大利 ) 將在 2013 年問世的時尚設計迷你車 資料來源 : 台經院彙整 (2013, 06)

28 28 美國電動車整車技術發展趨勢與各車廠電動車開發計畫 美國車廠於 2013 年持續開發新車種,Chrysler 將於美國推出 Fiat 500L Ford 也將推出五人座 C-MAX Energi (PHEV) 等 Coulomb Technologies 則在北美持續推動電動車充電站市場 IBM 與化工巨子 Asahi Kasei 及 Central Glass 合作研製鋰空氣電池 類型 車廠名稱 2013 年電動車開發動向 Ford 2012 年五人座 C-MAX Energi (PHEV) 上市,C-MAX Hybrid (HEV) 以及 Focus Electric 將上市, 發表 Focus ST Fusion Hybrid SE 以及 Fusion Energi SE 傳統車廠 GM 2012 年至少生產 6 萬台 Volt Chrysler 在 2012 年於美國推出 Fiat 500e, 目前僅於美國加州地區販售, 將會逐漸擴展至全美 已於 2013 年發表 Fiat 500L Coda 2013 年宣告破產, 退出了電動車市場, 轉為能源儲存研究開發 在 4 月舉行的 2012 紐約車展中, 推出尺碼較小且入手門檻較 Karma 還低的全新 Nina 車 型 Fisker 資金短缺由中國萬向與 VL Automotive 收購 新興車廠 預計於今年生產 Sunset, 為世界第一輛油電混合敞篷車 2012 年生產 5,000 部 Model S, 已開始陸續上市 ; 希望在 2013 年底前把產量擴大至 2 萬 Tesla 部 於 2013 年發表 Model X 資料來源 : 台經院彙整 (2013, 06)

29 29 中國電動車整車技術發展趨勢與各車廠電動車開發計畫 根據 2011 年各國統計數字, 油電混合車已逐漸成為國際電動車市場主流, 這些成功經驗促使中國大陸車廠將目標投入油電混合車, 包括上汽 吉利 奇瑞於 2012 年都有推出 HEV 計畫 地區 車廠名稱 2013 年電動車開發動向 上海市 上汽集團 2013 年發表新能源戰略加快推進混合動力和純電動汽車發展, 在驅動電氣化和燃料電池方面保持適當推動 純電動轎車推出榮威 E50 賽歐 SPRINGO 朗逸; 混合動力車方面推出榮威 550 榮威新 750Hybrid 申沃城市客車; 燃料電池車輛方面, 推出輕量化燃料電池轎車 2013 年宣布跨入電動車領域, 並斥資 10 億元人民幣開發新能源車, 預估明年旗下電吉利汽車浙江杭州動車的銷售量將達到 3,000 輛 萬向集團 2013 年收購電動馬達與電池模組大廠 A123 Systems 安徽合肥 奇瑞汽車 奇瑞和捷豹路虎計畫以股比對等的形式建立合資公司 協議內容包括 : 生產捷豹路虎品牌車型以及合資自主品牌車型, 生產配套的發動機, 銷售合資公司生產的汽車產品, 建立研發中心等 河北保定 長城汽車 在 2015 年之前, 長城將實現純電動平臺與混合動力平臺的批量化生產 前者側重新能源轎車的開發, 後續會陸續推出純電動轎車 四川重慶 長安汽車 純電動車 E30 將在北京的房山地區進行試點, 主要用於計程車行業, 提供 100 輛長安純電動車 E30 資料來源 : 台經院彙整 (2013, 06)

30 主要車廠電動車 資料來源 : 台經院彙整,2012/9

31 ~2015 主要車廠電動車於美國銷售狀況 在美國市場銷售最價的電動車分別為 Tesla Model S Nissan LEAF Chevrolet Volt BMW i3 Toyota Prius PHV Ford Fusion Energi Ford C-Max Energi Fit500e 資料來源 : insideevs.com

32 國際主要車廠推出電動車 Tesla Model 3 自 3 月 31 日開售以來, 合共接獲 27.6 萬架訂單, 是該公司推出新車銷售以來, 銷量最高的紀錄 Tesla base Model 3 電池容量約 65kWh, 最大行駛距離 345 公里, 加速到時速 97 公里約需要 6 秒 Tesla 目前已建設 613 超級充電站 ( 共有 3,628 個超級充電座 ) 及目的充電座,2017 年底 Tesla 會在全球分別建立 7200 超級充電座及 個目的地充電座 Chevrolet Bolt EV 裝配鋰電池 60kWh, 利用一般充電 9 小時可充滿, 最大行駛距離超過 320 公里 加速到時速 97 公里約需要 7 秒 Bolt EV 利用直流快充充電 30 分鐘可行駛 144 公里 保固 8 年 100,000 英里 ( 公里 ) 32

33 33 電動汽車車體輕量化技術說明 不同的複合材料在車體之應用 按照車體結構物的功能性去佈置不同材料, 以達到整體車身的輕量化 熱固性 - 碳纖維複合材料壓版 (CFK) Faserverstarkter- 熱塑性材料 CFK/ 純介質混合動力 CFK/ 鋼 - 混合動力鋁合金材料鋼材料 金屬框架 - 鋼金屬材料 外殼 - 鋼混合動力 硬殼 - 碳纖維複合材料 車體 - 增強纖維塑料 前部結構 - 鋁金屬 鋁黏合劑 資料來源 :Dritter Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität, Nationalen Plattform Elektromobilität(NPE),May 2012

34 34 碳纖維複材應用於汽車工業 以 BMW 為例, 為了導入複合材料先進行車頂的製作, 很多車廠會從車頂或引擎蓋開始做, 做出來後會判斷沒什麼效益而停止 ; 但 BMW 一開始在開發時很清楚他們的目標在車體, 車體才是複合材料最適合被應用的地方, 所以在開發完車頂之後馬上進行車體的開發並追求製程時間與成本的減少, 因為複合材料最適合運用在車體, 車體結構不但面積大而且受力平均, 完全運用到複合材料的優勢 資料來源 : 精緻碳材跨領域交流會 BMW 碳纖策略簡介, 華創車電,2013/9/4

35 碳纖維複材應用於汽車工業 ( 續 ) 35 對汽車業來說為了追求原料上的共用跟模組化還有設計上的考量, 需要的是更低成本的碳纖維, 因此 BMW 公司投資 SGL 集團, 為的就是確保不受工廠價格波動, 說明複合材料對於國際大車廠來說不是試水溫, 而是確定了是未來的趨勢 台灣的優勢是從石油到碳纖維都是在目視的範圍內可取得, 過去幾十年台灣在發展複合材料的產業相對應比較成熟, 從樹酯到設備, 在台灣都可以拿到, 有很強的競爭優勢可以在台灣發展複合材料技術 資料來源 : 精緻碳材跨領域交流會 BMW 碳纖策略簡介, 華創車電,2013/9/4

36 36 碳纖維複材應用於汽車工業 ( 續 ) 透過漸趨成熟的複材技術, 碳纖維應用於電動汽車車體之製造可有效的達成減重 250 公斤的目標, 且未來仍有成本與重量減低空間 車廠需主導製程技術的建立, 僅靠傳統複材商將無法建立此技術, 顯示出供應鏈垂直整合之重要性, 展現異業結合之發展潛力 資料來源 : 精緻碳材跨領域交流會 BMW 碳纖策略簡介, 華創車電,2013/9/4

37 37 碳纖維複材與傳統鋼鐵車輛實車數據比較 資料來源 : 精緻碳材跨領域交流會 BMW 碳纖策略簡介, 華創車電,2013/9/4

38 38 車用電池技術發展藍圖 能源密度的提高可增加續航的距離, 而高效電池功率密度可在加速的過程快速的輸出功率或快速回充煞車能源, 這些也都將成為車載用電池未來的研發走向 車用電池未來技術突破重點大概可分為以下五點 : 材料發展, 電池芯技術 ( 電池芯封裝概念, 材料最佳化 ) 第四代電池創新電池概念 ( 後鋰電池技術材料 電池芯 ) 安全性及測試方法 ( 電池系統安全性功能 碰撞反應 運輸安全 ) 耐久性, 模組化及分析 ( 耐久度測試 電池模組電化學反應 ) 量產製程技術 ( 製程概念 創新技術工法 品質管理 ) 德國車用電池技術發展藍圖 資料來源 : Zweiter Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität, 2010

39 39 未來電動車用電池容量與成本推估 不論採用鎳氫電池或鋰鐵電池, 電池成本都高達總成本的 40~50% 以鋰鐵電池來說, 正極材料為主要材料, 占了電池成本的 50% 以上 由於電池材料成本隨著電容量增加而成正比上升, 並估計未來將持續由寡占廠商所壟斷, 故未來各公司降低電池成本的策略將著重在擴大鋰電池經濟規模 提升電池組裝效率等面向 2016 年商品化電動車單一車輛電池容量已達到 30~60kWh 未來電池將在 2020 年達到每 kwh 270 美元的價格水準 ; 而在美國市場電池則可望在 2030 年到達每 kwh 125~ 140 美元的價格 ( 電池價格每 5 年減少 50%, 電池容量呈線性增加 ) 電池容量 (kwh) 10 30~60 40~ 電池成本 ( 美元 / kwh) ~ 140 電池價格 ( 美元 ) ,900~ 25,800 10,800~21, ,00~14,000 資料來源 : 台經院彙整 ( ) 電池成本 ($/kwh) 資料來源 : GLOBAL EV OUTLOOK 2015, EVI 能量密度 (Wh/L) 目標

40 40 充電機設施發展現況 充電式充電站設施需有足夠安全性, 並且充電站設施應具有智慧管理功能, 使得車輛得到適當的充電量由於此智慧管理功能是可以雙向溝通的, 使用者可以藉由 PC 或手機取得車輛即時資訊, 得知是否已完成充電 在充電技術方面, 目前主要分為直流與交流兩種充電座, 直流為 50kW 交流有 32 安培 (7kW) 及 80 安培 (17.6kW) 兩種充電容量 國內目前已有 32 款充電機通過 CNS 標準, 其中 6 款為交流型式 2A 26 款為交流型式 2B 直流快速充設備照片與規格 一般充電設備照片與家庭能源管理 項目 規格 交流輸入 額定輸入 380 V, 三相,100A,60Hz 轉換效率 94% 直流輸出 輸出電壓 V,125A,50kW 使用者介面 顯示功能 12 吋 LCD 觸控面板 按鍵 開始 停止 緊急停止 充電介面 CHAdeMO 相容 使用者認證 ISO14443 相容 RFID 讀卡機 使用環境 工作溫度 -10 o C 至 +50 o C 工作溼度 < 95% 相對濕度, 不凝結 工作高度 0 至 2000 公尺 機構 防水防塵保護 IP55 冷卻方式 強制冷卻 外觀尺寸 ( 寬 x 高 x 深 ) 900 x 1700 x 600 mm, 不含充電槍及電纜 重量 645 kg, 不含包裝 交流型式 2A 交流型式 2B 落地型壁掛型落地型壁掛型 資料來源 : 台達電, 本研究整理 ; 本研究拍攝

41 41 急速充電設備價格分析 2010 年急速充電設備的價格降為新台幣 45 萬至 75 萬元之間,2012 年價格再降為新台幣 38 萬至 57 萬元之間, 加上裝置費用約新台幣 60 萬, 估計充電設備的設置成本總計為新台幣 100 萬至 120 萬元 部分急速充電設備內含大量蓄電池 (12 kwh 或 24 kwh), 價格較一般急速充電設備高出一倍以上 2012 年急速充電設備價格 ( 單位 : 新台幣 ) 公司型號電壓電流功率價格 EVC-50KA DC50~500V 125 A 50 kw 100 萬 GSユアサ HASETEC JFEエンジニアリング NTTファシリティーズ EVC-30KA DC50~500V 75 A 30 kw 80 萬 EVC-20KA DC50~500V 47.5 A 19 kw 68 萬 LJ06-3P3W DC50~500V 125 A 50 kw 57 萬 LJ06-3P3W40 DC50~500V 100 A 40 kw 53 萬 LJ03-3P3W DC50~500V 66 A 25 kw 38 萬 RAPIDAS-24E DC50~500V 125 A 50 kw 232 萬 RAPIDAS-12E DC50~500V 125 A 50 kw 200 萬 FSQC-50-1-S DC50~500V 125 A 10 kw 56 萬 FSQC-30-1-S DC50~500V 75 A 30 kw 48 萬 FSQC-10-1-S DC50~500V 25 A 10 kw 44 萬 資料來源 :EV Charger JP

42 42 電池交換站機制發展現況 電池交換站的技術主要是為解決電動車長途續航力不足的問題 相較於充電式充電站的設置容易與成本較低, 在電動汽車的發展初期不利於電池交換站的發展 2007 年創辦以換電模式為基礎 提供整體電力補給方案的 Better Place 於 2013 年 06 月在虧損達 5 億美元後宣告破產 中國大陸利用國家電網之資金優勢 供電能力和有關電力設備的生產研發能力, 發展電池交換站機制, 加強風險應對能力 資料來源 :Better Place

43 43 中國智慧充換電服務網路 環渤海 長三角 中國大陸在環渤海和長三角兩個區域建設跨城市的智慧充 換電服務網路 電動汽車與充電站之發展應同步 國家電網模式打算建立此體系, 同時考慮如何提高效益, 來集中在相對較發達的地區提供充電的網絡, 並透過此模式促進產業的發展 資料來源 : 中國大陸智慧電網相關標準之制定與展望, 中國電力科學研究院, 王力科,2013

44 44 充電設施形式之比較分析 慢充式充電快充式充電電池交換式 1. 設備價格低 1. 較省時, 可應付突發狀況 1. 較迅速, 為三種方式中最為省 2. 規格較易統一 2. 可結合其他衍生服務, 相 時的方式 優點 3. 供電穩定且充足 關商機豐富 2. 交換下來的電池可利用夜間充 4. 操作簡單 3. 設備較易統一 電, 增加夜間發電效益 4. 操作簡單 3. 回收電池可做其他應用 1. 充電耗時過久 1. 設備價格較高 1. 需準備與各車廠 車型對應的 2. 充電安全問題 2. 對電網要求較高, 需有較 電池與設備 缺點 大投資, 此部份成本也可能轉嫁到充電站廠商 2. 每座造價最高達 100 萬美元 3. 恐有換不到電池的風險 3. 充電安全問題 4. 電池新舊 安全性問題 4. 電池損耗問題 資料來源 : 台經院彙整 (2012, 09)

45 45 電動車無線充電方式 無線充電系統是對於佈置在地面上的一次側線圈施加電壓, 再經由裝置在車上的二次側線圈, 感應電壓進行電能轉換 Vehicle to Wireless Power Transmission (WPT) communications RFID localizer for positioning. 電力儲存系統 內燃機 Use existing on-board charger, or dedicated fast-charge and energy management strategy. 資料來源 :ORNL 充電器 無線充電器 Active zone field meets international standards (ICNIRP) Smart grid compliant utility feed and modern power electronics

46 46 電動車無線充電技術發展 電動車無線充電技術的崛起, 關鍵在於 磁共振 傳送方式的研發成功 磁共振在 2007 年由美國麻省理工學院 (MIT) 研製成功, 它主要由電源 電力輸出 電力接收 整流器等主要部分組成, 基本原理與電磁感應方式基本相同 磁共振無線充電最重要的特點為可供電範圍距離廣 ( 數 cm- 數 m), 可滿足充電站遠距離直接對車輛底盤的電池充電 ; 可供電電力達數 kw, 效能可比擬接觸式充電, 由於磁共振的無線充電有以上特點, 因此最適合電動車使用 各種無線充電方式比較表 無線充電類型電磁感應磁共振電場耦合電波接收 可供電距離數 mm~10 cm 數 mm~ 數 m 數 mm~ 數 cm 數十 mm~ 數 m 可供電電力數 W~ 數 kw 數 W~ 數 kw 數 W~ 數百 kw 低於 1 W 電力傳輸效率高高高低 投入企業 三洋電機 Evatran, Qualcomm, WirTricity 村田製作所 Intel 資料來源 : 無線充電技術上身電動車使用更加便利, 車輛研究測試中心國際合作部產業發展課黃樑傑,2012; 技術在線 車測中心

47 47 Plugless Power 電動車無線充電示範 美國 Evatran 於 2012 年成立 Plugless Power 的測試計畫, 免費提供 500 位 Nissan Leaf 或是 GM Volt 使用者無線充電機構, 免費使用 6 個月以進行實證測試 Evatran 的無線充電系統可供電電力為 3.3kW, 充電效率最高可達 97%, 且無線充電盤若未完全對應電池充電感應位置, 充電效率仍有 90%, 預計定價為 2,000 ~3,000 美元 資料來源 :Evatran 網站

48 48 充電站分類方式 本研究參考 EPRI 分法, 探討之非住宅型充電站包含路邊公用充電站 商場附設停車場 車隊 工作場所充電站 BAAQMD SCE 中將集合式住宅與工作場所充電合併討論, 根據 AeroVironment 研究, 比起單一家庭住宅充電站, 工作場所充電站之經濟性更能與集合式住宅充電站相比, 且集合式住宅與工作場所充電站施工方式類似, 傾向將充電站分為住宅型 集合式住宅與工作場所 公用充電站三種類型 Public Workplace Residential 路邊公用開放式 EPRI 分法 商場附設停車場 ( 屬附加服務 ) 車隊 工作場所 ( 私有 半公開 ) 集合式住宅 (multi-family dwelling) 單一家庭住宅 (single-family unit) BAAQMD SCE 分法 Publicly-Accessible EVSE MDU and Workplace EVSE Residential EVSE 2012 第 2 季 ECOtality 利用電動車 GPS 統計車主至不同地點之充電頻率, 發現 72% 充電行為在家進行 23% 不在家中 剩餘 5% 因 GPS 數據異常, 無法得知充電地點 資料來源 :Bay Area PEV Readiness Plan Background and Analysis, ; ECOtality

49 49 都會充電站設置架構圖 快速充電站充電時間 :15-30 分鐘 ; 需緊急充電的快速 可靠的方法 購物中心停車場 2 小時最少可充滿 25% 電力 ; 可靠的防止破壞防鎖系統方法 ; 監控服務 收費水準指標即可收費系統 住宅車庫充電時間 :6-8 小時 ; 專業級的保護裝置, 保證客戶使用上人車皆更安全 車隊停車場充電時間 :3-8 小時 ; 電動能源儲蓄 車隊管理 監測管理系統 住宅停車場充電時間 :6-8 小時 ; 有效率的能源消 耗管理私人企業停車場充電時間 :3-8 小時 ; 員工跟訪客可以免費或是付費使用, 可使用系統包含監測及影像監控系統 路邊停車場 2 小時最少可充滿 25% 電力 ; 可選擇的付費系統 ; 防止天氣干擾及受撞擊系統 資料來源 : 施耐德

50 50 常見電動車充電站建置方案 在某些商業情況下, 企業 建築物管理公司或大樓管委會可能決定提供電動車充電站給員工 房客 居民, 以下介紹 6 種建置方案, 各方案裝表 佈線 充電費率皆不盡相同 方案一 : 全屋共用電表 方案二 : 電動車充電站獨立電表 ( 充電站裝置容量 20 kw) 方案三 : 電動車充電站獨立電表 (20 kw< 充電站裝置容量 500 kw) 方案四 : 電動車用戶專用充電站 (Charging EVs on Dedicated Tenant/Resident Meters) 方案五 :120 伏 Level I 充電站 方案六 : 新設線路之 120 伏 Level I 或 240 伏 Level II 充電站 * 在某些情況下, 居民 / 租戶之商業設施 (commercial facility) 及集合式住宅可能適用單一家庭住宅電動車費率 (single family residential EV rates) 資料來源 :The Electrician s Guide, SCE

51 51 電動車充電站建置模式 考量因素 區域內駕駛者每日平均行駛距離 駕駛對充電站數量非理性的不安 區域內電動車數量的規模大小 區域內充電設施建置的難易度 神奈川縣縣內駕駛者一日行駛距離低於 40 公里的車輛佔 88% 以上, 但由於縣府欲消弭民眾可能對充電站數量不足感到不安, 故將充電站設置的密度設定為每 10km*10km 區塊為單位, 每單位中至少有一座以上的充電設施 資料來源 : 神奈川縣政府

52 52 充電技術瓶頸與突破作為 充電式充電站 充電時間與成本是充電式充電站所面臨最重要的挑戰 快充雖方便但可能影響電池壽命, 且短期在技術上尚無法突破, 因此如何設計充電營運機制, 引導用車者對不同型態設備的使用習慣, 降低充電成本成為推廣電動車的重要工作 電池交換站機制 發展電池更換站目前急須克服的問題在於各家車廠推出的電池並不相容, 此部份的發展仍有待相關單位的整合與標定制式規格 換電模式對資本市場過大的需求和依賴, 在電動車行業起步時期很難具備發展換電模式的條件, 因此國外採由政府委由國營或具公信力的民營單位負責電池交換站營運 無線充電系統技術 優點為操作簡單且不具危險性, 但缺點為電力傳輸功率僅有數 kw 插電式混合動力車對電池依賴低, 有機會採用無線感應式充電技術 資料來源 : 台經院彙整 (2012, 09)

53 四 國內電動車產業現況 53

54 54 原料 零件 / 模組 次級系統 / 系統 系統整合 自主整車 汽車電子 電力 / 基礎建設 國內電動車及關鍵零組件產業鏈 電池材料 -- 正極電池電池材料 -- 負極電池電池材料 -- 電池隔離膜 1. 宏瀨 2. 尚志精密 3. 台塑長園 4. 立凱 5. 鋰科 6. 鐵研 7. 冠碩 8. 康普 9. 台達電 10. 美琪瑪 11. 群順綠能 12. 能元 電池芯 1. 能元 2. 有量 3. 昇陽 4. 長利 5. 金山 6 威力 7. 長園 8. 動能 9. 蘭陽 10. 瑞能 11. 賸宜 12. 必翔 13. 長泓 1. 中鋼碳素 2. 義芳 3. 榮炭 4. 誌陽 電池模組 1. 明基材料 2. 前瞻科技 (PET 膜 )3. 南亞 - 台塑 4. 高銀化學 1. 新普 2. 順達 3. 蘭陽 4. 達振 5. 喬信 6. 新盛力 7. 皆盈綠 8. 必翔 9. 長泓 10. 台達電 11. 能元 12. 中電 13. 瑞德 14. 統量 15. 帝馬動力 16. 統振 17. 有量 18. 偉馳 19. 強德 20. 福桑 21. 正崴精密 22. 瑞能 23. 動能 24. 昇陽 25. 長園科技 電池材料 -- 電池電解液 1. 南亞 - 台塑 2. 聚和國際 電流轉換模組 ( 變頻裝置 ) 1. 利佳 2. 東元 3. 致茂 4. 寧茂 5. 台達電 電池材料 -- 銅箔 1. 金居開發 ( 光寶 )2. 南亞 - 台塑 3. 古河電氣 ( 日 ) 電動馬達與馬達控制器 馬達材料 -- 永久磁鐵 1. 台全金屬 2. 東元 1. 富田電機 2. 大同 3. 東元 4. 六逸 5. 致茂 6. 鑫鼎電機 7. 士林 8. 碩陽 9. 野力 10. 環隆 11. 台達電 12. 易維特 13. 群真 14. 台全 15. 瑞智 16. 銓陽 電池系統 電池管理系統 電源控制器 / 系統 ( 動力管理系統 ) 1. 必翔 2. 宇泉 3. 有量 4. 能元 5. 喬信 6. 順達 7. 新普 8. 銓陽 9. 達振 10. 瑞德 1. 台達電 2. 致茂 3. 強德 4. 瑞薩 5. 光寶 ( 敦陽 )6. 高達能源 7. 華德 8 宇泉 9. 帝馬動力 10. 博永 11. 見智 12. 創揚 13. 瑞德 14. 達振 15. 承德 16. 銓陽 整合開發技術 1. 工研院 2. 台達電 3. 車測中心 4. 華創車電 5. 台灣車輛研發聯盟 大客車 / 中客車 小客車 機車 / 代步車 自行車 1. 華德動能 2. 立凱 3. 唐榮 4. 寶捷 5. 成運汽車 6. 皆盈綠 7. 大吉 8. 馨勝 9. 必翔 10. 協達 11. 金牌 12. 益通動能 13. 東元 (2014 年量產 ) 1. 必翔 2. 裕隆集團 3. 皆盈綠 1. 中華 2. 光陽 3. 三陽 4. 摩特動力 5. 益通動能 6. 泰勝 7. 易維特 8. 捷豹 9. 捷安特 ( 巨大 )10. 飛寶科技 11. 宏龍 12. 東庚 13. 金牌 14. 見發 15. 美達 16. 迪吉亞 ( 永繹 )17. 綠鑽 18. 來克 19. 金牌 20. 瑞利寶 21. 美達 22. 力武 23. 錡明 24. 山葉 25. 偉馳 26. 摩力美 27. 山王 28. 政亮 29. 協達 30. 宇泉 車用安全系統 車載資通訊系統 底盤系統 1. 徽昌 2. 同致電子 1. 環隆 2. 怡利電子 3. 工研院 4. 資策會 5. 車輛研究測試中心 1. 金屬工業研究發展中心 2. 華德動能 充電站 / 柱 車用端子 / 連接器 充電系統整合 1. 台灣電力 2. 立德 3. 鎰福 4. 台達電 5. 光寶科 6. 裕隆電能 7. 奇美 8. 賸宜 9. 華城電機 10. 永仁 11. 兆曜綠能 12. 車王電子 13. 艾波比 14. 施耐德 15. 華美 16. 協達 17. 維興 18. 麻 1. 胡連精密 2. 維熹 3. 兆曜綠能 4. 健和興 5. 頻譜電子 6. 車王電子 新電子 19. 承德 20. 新普 資料來源 : 台灣電動車產業聚落交流平台 ; 台經院彙整, 馬達材料 -- 矽鋼片 1. 中鋼 2. 大亞鋼鐵 3. 晶達矽鋼 直流馬達驅動器 1. 東元 2. 微鋒 1. 致茂 2. 敦陽 3. 達振 4. 台達電 5. 利佳 6. 車王電 7. 維熹 8. 致茂 9. 台灣動能 1. 中華 2. 必翔 3. 美利達 4. 捷安特 ( 巨大 )5. 愛地雅 6. 寅可 7. 六逸 8. 尹連 9. 永仁 10. 見發 11. 泰勝 12. 可愛馬 13. 聯程 14. 台純 15. 台灣三野 16. 立旺精密 17. 合騏 18. 同喬 19. 地球村 20. 見誠 21. 貝斯特 22. 步步通 23. 東允 24. 東庚 25. 泳亮 26 美輪 27. 泰癸 28. 勝法 29. 南錩 30. 勝一 31. 圓匯 32. 澤橋動能 33. 鉦尚 34. 隴億 35. 潤格美 36. 穩正 37. 巨鳴 38 迪吉亞 39. 展益光電 40. 名輪 41. 政亮 42. 祥田 43. 梧村 44. 山王 45. 錡明 46. 金牌 47. 來克 48. 慶優 49. 安可 50. 光陽 51. 捷豹 52. 大忠 53. 佶典動力 54. 三陽 55. 宏龍 56. 美博士 57. 綠鎛 58. 鑛達 59. 綠鑽 60. 協達 61. 愛爾發 62. 連欣 63. 迪吉亞 1. 華城 2. 台達電 3. 裕隆電 4. 鎰福電 5. 光寶動能 6. 新普 7. 富田

55 55 國內電動車產業鏈發展現況 原料 Raw Materials 零件 / 模組 Parts/ Modules 次級系統 / 系統 Subsystem/System 系統整合 System Integration 自主整車 Vehicle Manu-facture 汽車電子 GPS/ GSM 電力 / 基礎建設 Power/ Infrastructures 範圍 正極材料負極材料隔離膜電解液銅箔永久磁鐵矽鋼片 電池芯電池模組電流轉換模組馬達控制器 電池系統電池管理系統電源控制系統 整合開發技術 大客車小客車機車 / 代步車自行車 車用安全系統車載資通訊系統底盤系統 充電站車用端子連接器 代表廠商 電池材料 : 台塑 宏瀨 立凱 鋰科 尚志馬達材料 : 中鋼公司 電池 : 能元 有量 必翔 台達電馬達 : 東元 大同 富田電機 新普 能元 有量 台達電 華創車台達電 光寶 致電 工研院 車茂 必翔輛測試中心 裕隆 必翔 華德 宏達電怡利電子 裕隆電能 奇美 台達電 鎰福 華城電機 維熹 光寶 備註 台塑集團是唯一擁有電池材料完整生產線的業者, 極具垂直整合能力 富田電機是台灣最大伺服馬達製造商, 已接受許多海內外車商訂單, 例如 BMW Mini E Tesla Roadster Tesla Model S Tesla Model X 以及 Luxgen 新普是全球最大的相較於美國 西筆記型電腦製造商, 歐 日本等傳統投入鋰鐵與鋰錳電汽車市場, 台灣池研發多年, 具備系統整合的能力跨足電動車市場的與品牌大廠仍有優勢 段差距 裕隆與國外 AC Propulsion 技術合作, 並與國內零組件業者能元 新普 東元 致茂等建立合作關係, 具備拓銷海外市場之潛力 裕隆電能 奇美 台達電 鎰福及華城電機生產之充電設備已通過國家 CNS 充電系統檢測, 其中裕隆電能與鎰福供應國內先導運行計畫充電設備, 台達電及光寶則已將充電設備外銷至歐洲市場 資料來源 : 台經院,

56 56 國內電動車整車佈局重點 台灣廠商電動車佈局重點合作廠商 裕隆集團 必翔集團 小客車 自行車 機車 代步車 小客車 東風汽車 ( 中國大陸 ) ACP 技術合作 ( 美國 ) 德爾威汽車 ( 俄羅斯 ) 菲律賓日產汽車 Micro Car( 法國 ) 上海汽車 ( 中國大陸 ) 荷蘭廠商 德國廠商 皆盈綠 7 人座公務車香港 成運汽車 油電混合巴士 ( 進口 ) 福田汽車 ( 中國大陸 ) EATON 車輛集團 ( 美國 ) ZF 低底盤輪軸 ( 德國 ) 華德動能電動巴士 RacEV 雷天新能源技術 ( 中國大陸 ) 立凱電能低地板電動巴士 Siemens 發電機 ( 德國 ) ZF 轉向系統 ( 德國 ) 寶捷汽車電動巴士 ( 大型 ) 雷天新能源鋰電池組 ( 中國大陸 ) 一汽客車底盤 ( 中國大陸 ) 唐榮汽車電動巴士 ( 大型 ) 大吉汽車電動巴士 ( 中型 ) 車輛研究測試中心 ( 台灣 ) 明新科技大學 ( 台灣 ) 國內某一電池廠 ( 台灣 ) Volvo 技術合作 ( 瑞典 ) 金屬工業研究發展中心 ( 台灣 ) 工業技術研究院 ( 台灣 ) 東元電機 ( 台灣 ) 富田電機 ( 台灣 ) 美國某家混合動力系統 馨盛汽車電動巴士 ( 中型 ) N/A 赤崁科技電動巴士 ( 中型 ) N/A 資料來源 : 台經院自行彙整 ( )

57 57 國內現有電動巴士規格 立凱電能華德動能唐榮台灣比亞迪必翔 電池型態 磷酸鐵鋰 稀土鋰釔 磷酸鐵鋰 BYD 鐵電池 磷酸鐵鋰 充電時間 小時 6-7 小時 2-3 小時 4-5 小時 5-7 小時 ( 隨車式充電機 ) 2 小時 ( 直流快速充電機 ) 大巴續航力 km 320 km 180 km 250 km - 中巴續航力 km 250 km km 電池容量 25 kwh *6 大巴 :250 kwh 中巴 :110 kwh 210 kwh 324 kwh 80 kwh 輸出電壓 : 三相大巴 : 快充 120 kw 隨車式充電機 : 380V/400VAC 充電設施慢充 60 kw V/30A kw* 60-90kW 輸出電流 輸出功率中巴 : 快充 60 kw 直流快速充電機 : 126A(63A*2) 慢充 30 kw 378V/96A 輸出功率 80 kw 電能補充方式 電池交換 充電式 充換兩用 充電式 充電式 * 每個充電櫃內含 8 個充電機可充 8 顆電池 ; 若以 0.5C 充電, 每個充電櫃輸出功率為 12 kw 若以 1C 充電, 每個充電櫃輸出功率為 24 kw 資料來源 : 立凱電能 華德動能 唐榮 必翔 台灣比亞迪訪談紀要, ; 經濟部智慧電動車先導運行資訊網

58 58 台灣智慧電動車關鍵零組件廠商供應全球 雖然台灣電動車整車規模小, 但電動車關鍵零組件廠商在台灣淬鍊競爭力, 對外開拓國際市場, 具有供應全球重要車廠之實力 ( 蘋果模式 => 特斯拉模式?) 富田 ( 馬達定子與轉子 ):Tesla BMW 宸鴻 群創 ( 觸碰面板 ):Tesla 貿聯 ( 電池動力線束 ):Tesla 台達電 ( 充電站 充電馬達 車載充電系統 ):Tesla VW 正崴 ( 電源控制系統 ):Tesla 和大 ( 減速齒輪箱 ):Tesla 維熹 ( 電源系統電源線 ):Tesla 58

59 五 國內電動車推廣措施 59

60 60 國內電動車產業推廣政策 行政院 六大新興產業再創榮景, 其中綠色能源列為其中推動項目之一, 期創造台灣產業兆元產值 97 年 8 月行政院院會通過推動 搭橋專案 政策, 其中包含車輛項目, 期達到兩岸產業互補與共同發展, 以突破國際大廠, 進軍全球市場 98 年 10 月 16 日經建會協商訂定電動車輛相關法規會議紀錄 98 年 11 月 05 日行政院 綠色能源產業旭升方案 行動計畫, 推動綠色能源產業旭升方案, 投入綠色新政, 電動車輛為其中推動工作項目之一 經濟部 2010 年提出 智慧電動車發展策略與行動方案 資料來源 : 台經院彙整 (2011)

61 年經濟部 智慧電動車發展策略與行動方案 發展規劃 資料來源 : 精緻碳材跨領域交流會 電動車發展現況與納智捷電動車產品介紹, 納智捷,102/9/4

62 62 經濟部 智慧電動車輛發展策略與行動方案 配合推動 六大新興產業, 四大智慧產業, 產業榮景再現, 行政院於 99 年核定 智慧電動車發展策略與行動方案 因應國際趨緩電動車之發展, 延緩國內智慧電動車之推廣, 並於 103 年 5 月核定 智慧電動車輛發展策略與行動方案, 整合 智慧電動車發展策略與行動方案 與 電動機車產業發展推動計畫 五大發展策略修改為 跨部會推動電動大客車 創新營運模式 提供購車誘因 提鼓勵業者投入 及 建構產業價值鏈 第一階段 智慧電動車第一 二階段推動策略 第二階段 1. 訂定環保節能標準 1. 跨部會推動電動大客車 2. 推動先導運行 2. 創新營運模式 3. 提高購車誘因 3. 提供購車誘因 4. 建全使用環境 4. 提鼓勵業者投入 5. 輔導產業發展 5. 建構產業價值鏈 資料來源 : 智慧電動車推動辦公室訪談紀要, ; 智慧電動車先導運行資訊網

63 經濟部 智慧電動車輛發展策略與行動方案 推動計畫修正 63 智慧電動車輛發展策略與行動方案 電動車推廣策略大致可分為電動巴士與電動汽車兩部份, 主要修正內容如下 : 結合跨部會資源推動電動巴士, 交通部及環保署自 2013 年起 10 年內汰舊換新 6,200 輛電動巴士 根據國際電動車發展趨緩, 延續先導運行計畫至 105 年, 電動車推動目標自原先 3 年推動 10 案 3,000 輛改為 6 年推動 12 案 2,600 當輛電動車 註 :1 輛大巴載客量相當於 8 輛小客車 ;1 輛中巴載客量相當於 5 輛小客車 由先前推動之純電動車 (BEV), 延伸納入各式插電之電氣化車型 (PHEV EREV) 參與先導運行計畫 鼓勵產業開發新款電動車, 例如增程式 插電式油電混合 電動商用車 電動蔬果運輸車等 鼓勵產業發展創新電動車營運模式, 如車電分離營運模式 電池回收機制 推動電池 馬達及控制器等關鍵零組件國產化, 逐年提升原產地附加價值比例, 例如電動巴士 103 年原產地附加價值率達 30% 104 年 40% 105 年 50%; 電動汽車於 105 年達 50% 以上 延續購置電動車貨物稅全免及免徵電動汽車牌照稅之政策 國營事業公務車持續帶頭使用電動車 資料來源 : 智慧電動車推動辦公室訪談紀要,

64 64 智慧電動車輛發展策略與行動方案 推動計畫第一 二階段比較 第一階段 第二階段 期程 99 年至 102 年 103 年至 105 年 推動目標 3 年推動 3,000 輛純電動車 電動巴士 :10 年跨部會推動 10,390 輛 電動汽車 :6 年推動 2,600 當輛 * ( 先導運行 ) 推動策略 訂定環保節能標準, 例如二氧化碳排放標準與油耗標準 推動 10 案先導運行, 每案目標為 300 輛 放寬公有地設置充電站標準以健全電動車使用環境 輔導產商改良產品, 推動整車開發與關鍵零組件外銷 行政機關與國營事業優先使用智慧電動公務車示範運行 電動巴士 : 結合跨部會資源共同推動 電動汽車 : (1) 鼓勵產業開發新款電動車, 例如增程式 插電式油電混合 電動商用車 電動蔬果運輸車等 (2) 鼓勵產業發展創新電動車營運模式, 如車電分離營運模式 電池回收機制 (3) 整合上下游產業建構完整產業價值鏈, 提升外銷競爭力 (4) 國營事業與政府機關持續帶頭使用電動車 國產化推動策略 財政措施 經濟部技術處協助電動車技術發展, 應用於國產電動商用車型 自 100 年起購置電動車 3 年內免徵貨物稅與牌照稅 * 1 輛大巴載客量相當於 8 輛小客車 ;1 輛中巴載客量相當於 5 輛小客車 資料來源 : 智慧電動車推動辦公室訪談紀要, ; 智慧電動車先導運行資訊網 ; 智慧電動車輛發展策略與行動方案核定版, 電動大客車 : 逐年提升原產地附加價值率,103 年需達 30% 104 年達 40% 105 年達 50% 電動汽車 :105 年達 50% 以上 電動巴士 : 由交通部 環保署與經濟部提供補助 電動汽車 : 延長智慧電動車輛免徵貨物稅與牌照稅

65 65 國內電動巴士推廣策略與目標 各部會電動巴士推廣目標 補助政策 推動部門 交通部 環保署 經濟部 農委會 推動目標 自 2013 年起 10 年內起汰舊換新 10,000 輛電動巴士 先導運行 390 輛電動巴士 交通部於 公路公共運輸發展計畫 中制定 公路 主要補助項目為電池及電池交換站, 為支持交 智慧電動車先導運行計畫 主要補 推動森林遊樂區或風景 補助政策 公共運輸補助電動大客車通部額外加碼車體補助助對象為以電池為區電動巴士作業要點, 僅補助車體 ( 動力來源之電動車, 接駁 不含電池及充電設施 ) 價格 亦將電動巴士納入 補助範圍 補助項目及金額 補助對象 一般型大巴 : 最高 一般型中巴 : 最高 250 競爭型大巴 : 最高 375 ( 單位 : 萬 / 輛 ) 既有或新增公車路線 ( 固定路線市區公車 ) 車體 : 最高 50 萬 / 輛 電池 : 最高 100 萬 換電站 : 最高 120 萬 補助範圍包括車輛 電池 充換電站及營運管理等, 補助比例低於 50% 以接駁 具研究價值或特定場域具實驗性營運模式為主, 即為非固定路線市區公車 資料來源 : 智慧電動車輛發展策略與行動方案核定版,

66 66 國內電動巴士推廣現況 電動巴士具低噪音 低污染特性, 藉由實際體驗可提高民眾對電動車認同度, 故交通部 環保署 經濟部與各地方政府皆積極推動 國內可掛牌上路之電動巴士共計 14 款 ( 大巴 10 款 中巴 4 款 ) 國內電動巴士推廣現況 縣市電動大巴數量電動中巴數量巴士商補助單位 新北市 2 輛 - 華德交通部 桃園縣 新竹縣市 21 輛 - 立凱 交通部 6 輛 - 唐榮 桃園縣環保局 10 輛 28 輛華德交通部 7 輛 11 輛立凱交通部 苗栗縣 3 輛 - 台灣比亞迪 交通部 台中市 10 輛 - 唐榮 正申請交通部補助中, 但已運行 高雄市 / 屏東縣 23 輛 11 輛 華德 交通部 經濟部 宜蘭縣 - 32 輛 必翔 正申請先導運行 金門縣 2 輛 - 立凱 環保署 總計 84 輛大巴 82 輛中巴 資料來源 : 啟程! 電動巴士台灣上路, 車輛研究測試中心產業發展處黃樑傑,2013; 各巴士業者訪談紀錄

67 67 國內電動巴士推廣情境 輛 年 電動大巴 電動中巴 縣市 100 年 101 年 ( 累計 ) 102 年 ( 累計 ) 103 年 ( 累計 ) 新北市 2 大巴 2 大巴 2 大巴 2 大巴 台北市 2 大巴 2 大巴 2 大巴 桃園縣 4 大巴 22 大巴 22 大巴 新竹縣市 6 大巴 15 大巴,14 中巴 15 大巴,14 中巴 苗栗縣 3 大巴 台中市 10 大巴 10 大巴 高雄市 / 屏東縣 11 大巴 11 大巴 11 大巴 20 大巴,2 中巴 金門縣 2 大巴 2 大巴 2 大巴 資料來源 : 行政院低碳永續家園網

68 國內 智慧電動車先導運行 推動現況 68 目前已有 7 案先導運行通過經濟部審議, 電動汽車由北至南分別為新北市案 格上租車 臺中市政府 日月潭 臺南市政府, 另外兩案為電動巴士分別為科技之星與綠色高屏, 全台已累積有 289 輛電動汽車以及 11 輛電動巴士上路運行 電動汽車先導運行案 執行中計畫名稱 計畫提案車輛數 營運模式 充電座建置數 新北市智慧電動車先導運行計畫 公務用車 :28 企業用車 :50 坪林低碳旅遊用車 :12 運行規模 :90 坪林區內提供遊客接駁服務 ; 其餘為市府公務及企業用車 電動巴士先導運行案 執行中計畫名稱計畫提案車輛數 營運模式 充電座建置數 電動車短租營運模式台北都會區低碳旅遊計畫 納智捷 38 TOBE62 運行規模 :100 於大台北地區之車站 轉運站等地提供民眾租賃服務 資料來源 : 納智捷提供, ; 經濟部智慧電動車先導運行計畫資訊網,2013 世界的大臺中夢想生態城綠色交通計畫 公務用車 :64 企業用車 :36 運行規模 :100 市府公務接駁 警務巡邏 稽查用車以及企業用車 日月潭風景區智慧電動車先導運行計畫 iq EV:19 Prius PHV:16 電動巴士 :3 運行規模 :38 提供民眾租賃服務及並提供各景點之接駁服務 大台南低碳綠能智慧電動車先導運行計畫 公務用車 :26 企業用車 :2 運行規模 :28 除於觀光區內提供遊客接駁服務, 尚有公務用車 44 座 102 座 161 座 32 座 63 座 科技之星案綠色高屏電動巴士推動計畫總計 電動大巴 :2; 電動中巴 :19; 運行規模 :21 電動大巴 :20; 電動中巴 :2; 運行規模 :22 平日為科學園區接駁 假日為偏鄉接駁, 另配合全國性活動做為接駁用途 ( 例燈會接駁 ) 由三家客運業者分別負責市區接駁 觀光接駁與國道接駁 總運行規模 : 電動汽車 :353; 電動巴士 :46 21 座直流充電座 22 座總建置數 :445 座 -

69 69 國內電動車市場發展情境設定 依據現行已通過經濟部審議之國內智慧電動車先導運行案, 全台已累積 289 輛電動汽車以及 11 輛電動巴士上路運行, 現階段我國電動車市場發展尚屬初期萌芽階段, 國內電動車市場的發展不如預期 經濟部 智慧電動車發展策略與行動方案 將啟動期程延緩, 由原先規劃的 99 年 ~ 102 年延續至 105 年, 並將先導運行的車輛推動目標從原先 3 年推動 3,000 輛下修為 6 年 2600 輛 ( 含 76 輛電動大巴,16 輛電動中巴 ), 及整合跨部會資源新增 10 年內推動 10,000 輛電動巴士 整體情境之設定, 主要參酌不同種類之電動汽車推動現況 相關技術進步狀況及相關補助與環保規範等, 以電動汽車數量的變動推估悲觀 中立 樂觀三種發展情境 : 電動汽車 電動巴士 輛 現在 104 年 76 輛大巴 16 輛中巴 589 約 1300 輛 1 輛大巴載客量相當於 8 輛小客車 1 輛中巴載客量相當於 5 輛小客車 1789 約 2600 輛 約 5200 輛 悲觀中立樂觀 105 年 悲觀 成本高 使用環境無大幅改善 車輛技術尚未有重大突破 中立 國際油價仍維持高檔水準 車廠積極開發 PHEV EREV 有成 延長免徵貨物稅與牌照稅, 擴大補助對象 樂觀 景氣復甦, 車市活絡 車輛技術提升, 成本降低 充電站設置普及, 國人使用意願提高

70 70 電動車推動現況整理 電動車推廣初期以城市 郊區短距行駛為主, 隨著充電基礎建設普及與電動車輛技術提升, 電動車輛航行範圍可拓展至城市周邊地區或跨城市運輸 現階段各國電動車推廣應用主要著重在 (1) 公部門公務車輛 ;(2) 都會區短距離城市商業運輸 ;(3) 改善特定地區空氣汙染物與二氧化碳排放, 發展無碳區域 未來電動車的應用對象將更進一步延伸至國家公園管理處 宗教團體 計程車 機場地勤 物流業者

71 71 國內充電站佈建現況 資料來源 : 精緻碳材跨領域交流會 電動車發展現況與納智捷電動車產品介紹, 納智捷,102/9/4

72 資料來源 : 智慧電動車輛發展策略與行動方案, 國內電動機車推廣政策 行政院於 98 年 8 月 26 日院核定 電動機車產業發展推動計畫, 因受全球金融海嘯影響延長第一階段期程至 102 年 103 年經濟部為提升推動效能與 智慧電動車發展策略與行動方案 整合為 智慧電動車輛發展策略與行動方案 第二階段期程為 年, 分為五大推動策略 擴大示範運行 提供購車誘因 推動創新營運模式 開發高性能電動機車 以及 建構產業價值鏈提升關鍵零組件 擴大示範運行 : 規劃離島旅遊使用, 再於本島全面推廣, 亦建立物流與校園等商業示範應用 提供購車誘因 : 延續過去補助政策, 小型輕型電動機車補助金額每輛 7,200 元 輕型電動機車每輛 10,000 元 ; 另延長免徵電動機車貨物稅期限 推動創新營運模式 : 鼓勵車商投入車電分離營運模式營運, 同時發展電池回收機制 開發高性能電動機車 : 目前所生產的電動機車相當於 80 cc 的機車, 而國人習慣騎乘 100 cc 至 125 cc 的普通重型機車, 輔導業者開發 4.3 至 7.9 kw( 相當於 100 至 125 cc) 之電動車款 建構產業價值鏈提升關鍵零組件 : 輔導國產關鍵零組件電動機車通過 TES(Taiwam E-Scooter Standard) 測試

73 資料來源 : 電動機車產業網 ; 電動二輪車電池交換系統資訊網 ; 台經院彙整, 國內電動機車電能補充設施推廣政策 經濟部工業局訂定 設置電動機車能源補充設施 補助認定基準 能源補充設施建置可向經濟部申請設置能源設施補助, 補助金額不得超過設置經費 50%, 每座上限 3 萬元 能源補充設施所有權歸充電站建置者所有, 且所有人負有保養 保管責任 能源補充設施提供給使用者應急使用而非充滿電量, 並鼓勵民眾於家中進行完整充電 申請工業局補助所設置之能源補充設施, 單次收費不可高於 20 元 環保署推動建置電動二輪車電池交換系統訂定 電動機車電池交換系統補助辦法 與 電動機車電池交換費用補助辦法 電池交換站補助金額每站上限 150 萬, 補助款不得超過設備成本 50%, 最高補助 30 站 電池交換系統建置完成開始營運第一年電動機車使用者電池交換費用全額補助 ; 滿一年之次日至第二年內補助電動機車使用者一半電池交換費用

74 74 國內電動機車推廣現況 208 站 全國一致性的購車補助除可向經濟部申請外, 各地方政府另有加碼補助, 補助金額不盡相同 各縣市電動機車推動成果與地方政府加碼補助金額相關, 電動機車推廣數量最多的為桃園, 其次為新北 台東 台中 47 站 40 站 69 站 109 站 12 站 48 站 2014 年電動機車新增數量前 4 名縣市 桃園新北台東台中 1, 站 154 站 40 站 37 站 52 站 年電動機車銷售現況 銷售量 ( 輛 ) 49 站 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000-14,153 12,670 11,299 12,122 7,060 7,563 5,175 10,177 5,148 3,999 5,107 2,854 1, , 年 2010 年 2011 年 2012 年 2013 年 124 站 154 站 286 站 24 站 資料來源 : 電動機車推動辦公室 ; 台經院彙整, 內銷外銷年度銷量總計 各縣市電動機車充電站設置數量

75 75 離島電動機車推廣現況 離島電動機車推動, 配合低碳島計畫電動機車部分由不同部會分別負責營運, 各部會推動主軸也有所不同 : 推動主軸 經濟部工業局環保署交通部觀光局 推動電動機車, 扶植國內電動機車產業, 無限制車款為交換式或充電式 推動電池交換式電動車 推動以電動機車作為綠色載具, 故無限制電動車款 負責離島地區澎湖金門綠島 小琉球 計畫名稱 電動機車計畫執行方式 電動機車使用模式 推動現況 建置澎湖低碳島計畫 ( 年 ) 由法人購買電動機車後租賃給遊客, 能源補充設施之建置亦由法人依據營運情形進行配置, 能源補充費用每次低於 20 元 低碳旅遊 公務使用 年累計銷售 3,430 輛 已設置 612 座能源補充設施 建置金門低碳島計畫 ( 年 ) 低碳旅遊以示範運行方式進行, 委託金門縣政府以招標方式讓業者參與, 由法人 ( 艾上綠能 ) 負責營運 低碳旅遊 校園租賃 公務機關採購 年 5 月累計推動 192 輛電動機車, 其中租賃 120 輛 個人 42 輛 已建置 47 座充電站 6 處換電站 綠島 小琉球電動機車試營運計畫 ( 年 ) 交通部委託台東縣 屏東縣政府以營運計畫方式進行推動, 由易維特負責營運, 服務對象以遊客為主, 營運商提供 1-2 次免費能源補充服務後酌收費用 低碳旅遊 居民 法人租賃服務 租賃業者試營運 300 輛電動機車 已建置充電站 133 座 換電站 4 處 資料來源 : 台經院訪談智慧電動車輛推動辦公室之訪談紀錄,

76 資料來源 : 台經院訪談智慧電動車輛推動辦公室之訪談紀錄, 國內現行電動機車充 / 換電站種類 過去國內發展出一般充電站 快速充電站 智慧型充電站以及電池交換服務四種電動機車能源補充模式 新一期補助要點已取消一般與快速充電設施區隔, 僅有充電式與換電式兩種 充電式電能補充之收費方式有投幣式與感應式兩種, 感應式充電設施又稱為智慧型充電設施, 具備後台管理系統可回報充電時間 充電次數 充電電流等使用資訊, 但其建置成本高 電池交換能源補充方式, 發展出租購模式及車電分離 電池租賃模式 : 租購模式 : 使用者與租賃業者簽兩年期租賃契約, 每月支付租金可享有換電服務, 更可於租賃期滿後擁有電動機車所有權 車電分離 電池租賃模式 : 使用者僅購買電動機車, 與營運商簽訂兩年期電池租用合約

77 77 國內現行電動機車電能補充計價方式 充電式電能補充的收費方式有三種 : 免費 感應式 投幣式 ; 而交換式計價方式有免費 以次計價及以量計價三種 充電式電能補充 交換式電能補充 1) 免費提供電能補充 於推廣第一階段充電服務免費提供, 於第二階段部分經銷商仍提供免費電能補充服務 2) 感應式以次計價 工業局及能源局補助澎湖設置智慧型充電站, 整合悠遊卡付費與監控管理 ; 每次充電費用 10 元, 可充電 60 分鐘, 以悠遊卡付費 3) 投幣式以次計價 凡符合 設置電動機車能源補充設施 補助認定基準, 可向工業局申請補助, 或補助者每次收費以 20 元為限 以中華汽車為例, 每次充電費用 10 元可充電 30 分鐘 1) 免費提供電能補充 離島電動機車租賃費用包含換電服務費用 以澎湖為例, 使用者將使用過的電池送回至換電站時立即進行充電, 待電池充飽後移至固定區塊做為周轉電池, 使用者自行進行電池交換 2) 以次計價 以澎湖為例, 過去至便利商店進行電池交換免收費, 現階段便利商店考量上架費, 換電服務改以次計價, 每次收費 20 元 3) 以量計價 以城市動力為例, 使用者至電池交換系統進行電能補充, 每次收取前次交換費用 $2.2/Ah 現階段免交換費用

78 六 電動車充電設備營運模式 78

79 79 整合已設置之電動車充電設施提供充電網服務網絡 各國充電設施在政府補助設置推動下, 在電動車運行示範區域都已達到一定數量 然而這些充電設施分設於高速道路 便利商店 機場 家庭餐廳等, 分屬不同單位, 因此如何整合已設置之電動車充電設施與通用收費機制, 提供更方面的充電服務網絡, 乃至爭取於更多商業設施 娛樂設施 租賃及集合住宅 月租及計時停車場等地點架設充電設備, 擴展電動車運行範圍, 是電動車輛推動最關鍵的工作 租車費用 ( 含充電會員費用 ) 租賃業者 會員電動車使用者 充電會員費用 充電網路管理與運營商 充電基礎設施整體運用促進於不同企業 單位 所設置之充電設施可共通利用, 提供便利充電服務 充電設施設置場所 A 公司停車場 B 公司停車場 C 超商停車場 D 地方政府

80 80 日本充電站充電服務 日本充電網 ( 股 ) ( ジャパンチャージネットワーク, Japan Charge Network, 簡稱 JCN) 目前已架構出會員制充電服務網絡, 首先於 2012 年 10 月起, 開始於關東地區 50 個據點提供充電服務 只要進行會員登錄, 便能全年無休憑會員卡在同一個據點享受服務充電 充電服務網示意圖 這套系統的核心 ( 資訊網絡 ) 由 NEC 負責, 以雲端為基礎, 透過認證收費控制系統讀取會員卡的資料後, 用無線 ( 與手機 3G 相同方式 ) 傳送到雲端資料庫, 認證無誤後便會啟動充電器 NEC 採用了一套非常嚴謹的管理系統, 以實現並維持安全 安心的資訊傳輸 基礎充電集合住宅或租停車場 一般 快速充電 充電服務 設置場所提供者 電動車車主 一般 快速充電 一般 快速充電 充電服務 目的地充電機場 娛樂設施 購物中心 途中充電 便利商店 服務站 高速公路休息站 / 停車場 汽車經銷商 資料來源 :JCN

81 81 日本現有充電服務事業參與企業 充電服務事業 硬體設備充電服務營運整合解決方案 17 家設備廠商 一般充電快速充電 UNiSYS NEC JTB EVSS JCN CHAdeMO NEXCO 日本優利系統有限公司 JTB 株式會社, 為日本旅遊服務公司 JX 日礦日石能源 昭和殼牌石油 出光興產及科斯莫石油共同配合 日產 住友 NEC 昭和殼牌石油共同出資 中部電力 東京電力 TOYOTA HONDA MITSUBISHI 出資 東日本高速道路株式会社 日本電氣公司 資料來源 :UNiSYS JCN 訪談紀要,2013/08; 台經院彙整,2013/10

82 82 EV 車主 日本充電服務營運 一般充電 JTB: 與旅遊業者配合, 發行外出卡, 充電服務以次計費, 每次 100 日圓 快速充電 EVSS: 與 JCN 提供的充電服務相互融合, 故 JCN 的會員也可利用 EVSS 的充電服務 JCN: 主要業務為廣佈充電設施並規劃收費機制 CHAdeMO: 整合現有充電設施納入本身系統提供電能補充服務 NEXCO: 以提供高速公路休息站充電服務為主, 目前充電站設置地點有東名快速道路中央道路的休息站, 充電設施使用 UNiSYS 系統 因 NEXCO 擁有充電設施的所有權, 並將充電設施提供給 JCN 及 CHAdeMO 兩家公司使用, 故 NEXCO 提供之充電服務,JTB 集團所發行之 外出卡 充電網整備推進機構發行之 CHAdeMO 卡及 JCN 公司發行之充電服務卡皆可使用 NEXCO 中日本電動車快速充電系統會員卡片 外出卡 發行卡片 JTB CORP. SELLS 發行卡片充電服務費用 經營者 NEXCO 中日本高速道路關連社會貢獻協議 會日本 UNISYS CHAdeMO 卡 JCN 充電服務卡 發行卡片 發行卡片 Japan Charge Network 充電服務使用者資料 NEXCO 中日本高速公路休息站 資料來源 :UNiSYS JCN 訪談紀要,2013/08 可使用各種公司發行的卡片

83 83 日本 UNiSYS Smart Oasis 充電站計畫 日本 UNiSYS 公司於 2005 年起開始充電站推動計畫, 最早始於青森, 之後於大阪等地發展 大阪地區以 EV TAXI 為主, 目前約有 50 座左右充電設施皆以網路連結 在充電設施中載入 3G 行動電話模組, 使用前先於資料中心進行登錄, 感應 FeliCa 卡片通過認證就可以使用充電設施 日本 UNiSYS 公司提供之充電服務 資料來源 :UNiSYS JCN 訪談紀要,2013/08

84 84 日本電動車充電站營運現況 集合式住宅設置充電站現況 目前僅新建大樓或公寓在興建時會設置 1~2 座附充電站之停車格, 必須另外拉一條電線供應電力使用 充電費用併入公用電費由所有住戶共同分擔, 如此雖對無電動車的住戶不公平, 但因設置於住宅內的充電站類型為一般充電, 花八小時充滿電僅需 200 日圓, 故多數人並不介意 舊大樓或公寓欲設立附充電站之停車格則必須先獲得管委會的同意, 但往往無法獲得管委會的同意, 因此電動車車主改使用住家附近便利商店所設置的充電站進行充電 便利商店充電站設置及營運現況 JCN 與全家便利商店合作, 租用單一個停車格設置快速充電設施, 便利商店若能提供足夠的容量, 就會併接在便利商店的用電戶下 ; 若容量不足無法併接, 則額外申請單獨電表自成一個電力用戶 目前全家便利商店於全日本 ( 包含沖繩 ) 共有 20 家店舖設置急速充電器, 今後預計將擴展至全日本 9,000 家店鋪 現階段因多數的充電服務尚屬於實驗階段, 故全家便利商店充電站的設置及收費方式並無採用統一規格, 由各家店鋪自行決定合作廠商的方式辦理 店名所在地點服務對象收費方式 全家便利商店豐玉中三丁目店 全家便利商店磯子三丁目店 資料來源 :UNiSYS JCN 訪談紀要,2013/08 練馬區住宅區內住宅區內民眾免費提供充電服務 橫濱市磯子區快速道路旁 快速道路使用者 使用 JCN 快速充電服務採計次收費, 付費金額依契約內容而有所不同, 價格約略在 320~600 日圓之間

85 七 電動車營運模式探討 85

86 86 電能補充服務營運模式 一. 會員制充電服務營運模式 二. 會員制電動車租賃營運模式 三. 車電分離 電池租賃營運模式 會員制充電服務營運模式 會員制電動車租賃車電分離 電池租賃 基礎充電集合住宅或租停車場 設置場所提供者 電動車車主 目的地充電機場 娛樂設施 購物中心 一般 快速充電 一般 快速充電 充電服務 充電服務 一般 快速充電 途中充電 便利商店 服務站 高速公路休息站 / 停車場 汽車經銷商

87 87 會員制充電服務營運模式示意圖電力公司電動車擁有者充電站電能補充服務公司電動車車廠電池廠充 / 換電設備廠資訊服務提供業者設備採購電池採購購買電動車與電池提供資訊服務資訊服務費用電能補充費用充電設備使用權利金建置 管理供電充電服務儲能服務公司需量需量獎勵金採購效能降低電池作為儲能應用金流服務流出售廢電池智慧電能需量管理電費優惠 ( 需量獎勵金 ) 基本電費 流動電費一旦電力公司參與電能補充服務, 進而導入智慧電能管理, 將可進一步把需量賣給電力公司賺取需量獎勵金

88 88 會員制電動車租賃營運模式示意圖 一旦電力公司參與電動車租賃營運服務, 會將效能較低的電池作為儲能用途以提供需量的服務, 再將需量賣給電力公司賺取需量獎勵金 電動車車廠 電池廠 購買電動車 電池採購 電池回收回售 需量獎勵金 設備採購 需量 儲能服務 效能降低電池改為儲能設備 電能補充與電動車租賃服務公司 提供資訊服務 ( 需量電獎費勵優金惠 ) 電力公司 基本電費 流動電費 資訊服務費用 建置 管理 智慧電能需量管理 供電 充 / 換電站 充 / 換電設備使用權利金 電能補充費用 電動車租賃費用 電動車租賃服務 充 / 換電服務 電動車使用者 金流 充 / 換電設備廠 資訊服務提供業者 服務流

89 資料來源 : 本研究繪製 一旦電力公司參與電池租賃營運服務, 同樣可將效能較低的電池作為儲能用途以提供需量的服務, 再將需量賣給電力公司賺取需量獎勵金 車電分離 電動車車廠 電池廠 電動車購買 電池採購 車電分離 電池租賃營運模式 ( 電力公司參與充電站 電池租賃營運服務 ) 需量獎勵金 需量 儲能服務 效能降低電池改為儲能設備 ( 電能補充與電池租賃服務公司 需量電獎費勵優金惠 ) 電力公司 基本電費 流動電費 建置 管理 智慧電能需量管理 供電 充 / 換電站 電能補充費用 電池租賃服務 電池租賃費用 充 / 換電服務 電動車擁有者 89 設備採購 充 / 換電設備廠 提供資訊服務 資訊服務提供業者 資訊服務費用 金流 服務流

90 90 可能的充電站收費模式 從量計價制度從次計價制度會員制 販售物主體只販售電力出售充電設備使用權出售充電設備使用權 收費單位 以充電量計價 除每月基本費用外, 以充電次數計價 收費體系以量計價每月基本費用及以次計價每月定額 對應使用距離量每月定額收費 商業模式 優劣分析 1 優劣分析 2 駕駛每月繳交基本費用, 每駕駛當場計算確定支付金額 次充電再依充電次數支付費用 符合使用者付費原則 車流量較少的充電站無法具經濟性, 造成充電站設置點無法擴大, 抑制電動車可用區域 符合使用者付費原則, 對租賃採用保證金制度 目前僅在沖繩試辦, 充電無法以量計價, 易有浪費電力或價格爭議的問題 駕駛每月支出固定費用, 充電站由每月會員所收月費基金定額分配 使用者可較安心, 不用擔心找不到充電設施 適用於充電站維持費用占比高的情況, 此共有制度才可使業者願意在利用率較低場所設置充電站, 以擴大電動車可用區域 資料來源 : 台經院彙整

91 91 國內電動機車電能補充模式及計價方式 能源補充模式收費方式收費方式說明設置說明 充電式 免費提供 經銷商免費提供民眾充電使用 工業局補助各縣市電動機車經銷維修據點建置壁掛式充電設備 桃園環保局輔導機車排氣定檢站 電動車經銷商及社區大樓設置緊急充電設施 從次計價制度 每次充電 10 元, 以悠遊卡付費 工業局及能源局補助澎湖設置智慧型充電站, 整合悠 遊卡付費與監控管理 從量計價制度 於飲料連鎖店充電付費 10 元可充電 30 分鐘 工業局補助外島地區便利商店及飲料連鎖店提供快速充電服務 交換式 免費提供 從次計價制度 會員制 換電服務費用包含於電動機車租金 艾上綠能於澎湖設置 25 座, 易維特於小琉球設置 4 處服務站 免費提供換電服務桃園縣與中華汽車合作,50 處汽車經銷處提供 e- moving 電池交換服務 試辦期間每次電池交換的費用為 10 元 ; 正式開辦之後為 30 元 電池交換會員需繳交入會費 29,800 元 ; 每次交換服務另由悠遊卡支付充電費用 臺中市環保局設置 19 處電動機車電池交換站 環保署分別補助新北市 ( 城市動力公司 ) 及高雄市 ( 見發易速達 ) 各設置 30 座電池交換站 資料來源 : 低碳永續家園資訊網桃園縣 / 開發型專案 ; 方便電動機車運行中市推電池交換, 電動機車資訊網 ; 台經院彙整 2013/09

92 92 八 都會私人低碳交通運輸新概念 (1) Car Sharing 的準大眾運輸工具 (2) 電動車與再生能源 節能 儲能的系統整合 (3) 電動車整合服務系統

93 93 八 都會私人低碳交通運輸新概念 (1) Car Sharing 的準大眾運輸工具

94 94 21 世紀 ~ 都市化的世紀 根據聯合國對全球都市化的推測, 全球都市化人口現今約有 35 億人, 都市化人口到 2030 年預計將成長到 50 億人,2050 年將達到全球總人口數的 70% 過去半個世紀都市化發展過程中, 城市人口與城市區面積的高速成長與擴張遠超過城市早期規劃之設計, 此為許多城市之民生基礎建設未來發展的主要挑戰 21 世紀開始溫室氣體排放所導致地球暖化與及氣候的劇烈變化課題受到前所未有的關注, 也因此都市發展規劃與自然環境的永續發展 ( 調和 ) 受到重視 都市交通系統在更多人口 衛星城市發展與大型都市交通建設受環境限制狀況下, 引發更多各種類別的個人運輸需求, 並伴隨產生交通擁塞與環境課題

95 95 智慧低碳城市 聯合國人類住宅區計劃署將人口快速都市化的 21 世紀稱為 都市化的世紀 21 世紀開始溫室氣體排放所導致地球暖化與及氣候的劇烈變化課題受到前所未有的關注 因此都市發展規劃與自然環境的永續發展 ( 調和 ) 受到重視 發展模式 智慧低碳城市 : 以環境調和為目的, 應用綠色能源 智慧電網等最新技術建設低碳與高效率的次世代都市, 設計方向由針對電力與水資源擴大到交通 物流公共服務等範圍 新都市開發 能源 交通 產業 社會福利 環保 再生能源導入 風力發電 太陽光電儲能系統電動車智慧電網 滿足成長需求 強化供應信賴 低碳能源設備 電網設備 為了處理未來城市所需面對巨大的社會與環境和經濟壓力, 有必要讓未來城市更智慧化 更新電力網路 停電監控 故障應變 資料來源 : アクセンチュア資料 街づくり としてのスマートグリッド - スマートシティによる低炭素化と経済成長の両立 - を基に三井物産戦略研究所作成

96 Growing constraints in city energy infrastructures 逐漸增長的城市能源基礎設施約束 96 Deregulation & Real-time Pricing 實時的價格管制 Difficulty to expand Grid Infrastructures 很難擴展電網結構 Smart Energy Positive Infrastructures 正能基礎設施 Virtual Energy Community Management 虛擬能源社區管理 An Eco city with generation and consumption capacity above 100MW interconnected with the global energy wholesale. Increased energy Density during peaks 尖峰時增長的能源密度 Integrated Mobility Services 一體化的機動服務 Consumers turning to Prosumers 消費者正轉變為生產消費消费一體 Emergence of new Virtual Power Plant concepts 新興虛擬電廠概念 資料來源 :Alstom SmartGrids stategy, March, 2012

97 97 通訊及基礎設施發展藍圖 德國投入資通訊基礎建設研究主要目的在最佳化電動車輛與相關的交通運輸及能源系統間互動 在電網整合研究重點, 主要是在以電網側為基礎的電動車與電網的最佳化整合, 核心的課題除了設施面操作 數量 比重 成本外, 特別是在減少複雜性和能源損失 非車載充電器研究是要驅動充電據點發展, 並開發創新之充電方式特別是在改善充電速度 安全性 方便性 降低技術成本以增加市場性 在能源與交通系統之資通訊整合界面需發展軟體解決方案, 智慧的整合電動車與電網及交通管理, 協助發展新的使用模式與商業模式 智慧型能源系統智慧型電動車智慧型交通運輸系統 資料來源 :Zweiter Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilität, Nationalen Plattform Elektromobilität(NPE),May 2010

98 98 次世代交通系統都會私人交通運輸新概念 Car2Go 私人交通運輸非以車輛本身為主體, 而是以提供從 A 點到 B 點的運輸解決方案系統為主 利用電動車租賃系統 Car2Go 建構私人運輸系統是未來個人運輸的概念 運輸工具的運行觀念應該要朝向任何時間 任何地點 自助租用汽車服務等方向轉型 上車, 開車, 停車 ( 整合式車輛資訊系統 ) IBM Smart City 資料來源 :Dieter Lindauer, Smart City - Nachhaltige Zukunft der Stadt(-werke),

99 99 智慧城市導入車輛共享 (car sharing) 概念 以智慧 APP 服務程式, 提供消費者更便利的使用方式 提供 Door to Door 的便利性 : 開放路邊停車格及建置充電設施供 car sharing 使用 據國外大型汽車共享組織研究, 每台共享汽車可取代 9.69 台私家車, 可以減少都市汽車數量 交通擁擠及空氣汙染 每台共享汽車可減少 個停車位需求, 進而減少路邊停車位占用, 提高公有停車位使用周轉率 ( 註 : 據統計, 台北市約有 40% 車主無停車位 ) 公司或公務機關可推動員工共乘, 可節約能源及減少空氣污染 資料來源 : 瑞士汽車共享組織 Mobility Car-sharing Swizerlang 99

100 100 巴黎電動租賃車示範運行計畫 巴黎市推出 Autolib 電動車共享計畫, 提供 3,000 台純電動車以及 1,400 個充電網站, 形成連結巴黎市和周圍 46 個近郊城市的網絡 停車地點 : 可 A 地借 B 地還, 以 500 公尺距離為一站的模式, 共享汽車每站供給 5 輛租賃汽車 在整個巴黎大區,Autolib 已經設置近 1000 個停車站, 分佈於 60 多個市鎮, 其中在巴黎市內有 500 多個 ( 每個停車站配 4~10 個車位 ), 在周圍近郊市鎮共有 300 多個 車隊規模達 3000 輛, 大巴黎地區已設有超過 4000 個充電樁 Autolib 也提供私人的電動車充電服務但必需付費 ( 允許每用戶每天最多兩次 ) 以下租用車輛與私人的電動車可充電兼容型式還有些充電站兩輪的電動機車也可以充電 : 日產 -LEAF, 三菱 i-miev, 標緻 -ion, 雪鐵龍 C-Zero, 豐田 -iq, 歐寶 Ampera, 雷諾 ZE 全系列 地方政府提撥專屬車格 自助充電與充電樁 100

101 101 巴黎電動租賃車示範運行計畫 需求者多數租用電動車者主要以商務 家庭主婦為主 使用方法 :Autolib 會員申請費用 : 1. 計日型會員 : 每日 10 歐元, 使用半小時以內收費 7 歐元, 第二個半小時 6 歐元, 第三個半小時及以上皆 9 歐元 觀光需求為主以及持有國際駕照者, 國外遊客自助租用在站內雲端電腦需掃描你的文件 ( 駕照, 身份證, 銀行, 頭照 ) 信用認證後. 終端發出臨時卡借車, 還車後信用卡支付費用 2. 週費會員 : 一週 15 歐元, 使用半小時以內收費 7 歐元, 第二個半小時 6 歐元, 第三個半小時及以上皆 8 歐元 3. 年費會員 (TCL 卡 ): 一年 144 歐元 ( 相當於一個月 12 歐元 ) 前半小時免費或 5 歐元 ( 兩種版本 ), 第二個半小時 4 歐元, 第三個半小時及以上皆 6 歐元 從 7am 到 23pm 每小時 2.1 歐元,23pm 到 7am 免費 至 2014 年底已有超過 10 萬個訂戶, 其中有 3 萬戶持有年卡 101

102 102 北市電動車 U-Car 公宅推動計畫 U-Car 是公有的, 讓民眾刷悠遊卡就可直接搭車, 甲地租借 乙地還, 先在北市公共住宅試點推動, 設立 U-car 能減少路上塞車情況 U-Car 目前計畫設在公宅地下室, 並提供公共電動小客車租賃, 需要用車的民眾可至鄰近公宅地下室租車, 省去找租車公司的麻煩 U-Car 的營運模式為無人化自動租車系統, 將將在公共住宅及公有停車場租用據點, 總計 100 處, 每處會提供 4 到 6 輛車 共享是台北市未來的核心價值, 公共住宅也是共享的概念 ; 共享汽車可視為公共運輸的一部分 U-Car 共享系統的周轉率若達到 4, 停車位需求會比現在減少四分之三, 而且 不需要那麼多車就可以享有同樣的自由度 102

103 103 北市電動車 U-Car 公宅推動計畫 北市已經發包 6000 戶公共住宅, 擬將其地下室作停放電動車之用 將配置電動車停車位, 加計公有停車場, 全市分階段釋出 143 個站點共 4000 個公有電動車停車格 第一階段目標是設置 1000 輛 U-Car, 第二階段增至 2000 輛 未來 U-Car 營運範圍將跨出台北市 電動車快速充電 45 分鐘就能跑 145 公里, 新北 基隆 宜蘭 桃園及新竹, 含蓋一千萬人口, 都在從台北開車 60 分鐘可達的等時圈內,U-Car 可以滿足區域內的用車需求, 這是台北發展電動車共享的最大利基 103

104 104 八 都會私人低碳交通運輸新概念 (2) 電動車與再生能源 節能 儲能的系統整合

105 105 電動車電能回輸電網 (V2G) 技術應用 從 OECD 的發展經驗可以發現, 隨著國民生活水準的提升, 會帶動總能源需求的提升 電力佔總能源使用的比例上升 以及電力系統的不穩定性也會隨之提升 電動車之電力系統運用係指運用電動車的蓄電池併網提高電力系統的經營效率 此項併網稱為電動車的電能回輸電網 (V2G, Vehicle-to-Grid) 功能 智慧地使用電動車內的電池作為儲能設備, 儲存不可調度的可再生電力, 然後根據電力需求再供電, 將可提升電力供應的整體效能 電動車電能回輸電網 (V2G) 的三種模式, 第一種為純電力驅動的 EV 模式, 第二種為油電雙驅動的混合模式, 及第三種的燃料電池驅動模式, 其中 EV 和混合模式可同時做為負載和電源, 燃料電池模式只能做為電源, 使其應用範圍較小

106 106 低碳能源供應與智慧交通運輸整合系統 為了提升市中心的居住品質, 降低噪音和更低的廢氣排放, 利用可再生的分散式能源作為電動車輛的潔淨私人運輸工具的解決方案, 如此將可成為充滿活力同時潔淨的都市 PV-EV 系統 配電系統 ( 電網 ) 微電網監控系統 功率調節器 快速充電站 太陽能電池 鋰電池及快速充電機相結合的快速充電系統 PV-EV 系統 太陽光發電 二次電池 ( 鋰電池 ) 電動車 資料來源 :GS ユアサや三菱自動車ら EV 用 Li イオン 2 次電池を再利用する実証試験を開始, nikkeibp, 2011 /1

107 107 電能回輸電網 (Vehicle-to-Grid) 資料來源 :Electric Transportation R&D Status Update,Mark Duvell,2013/11

108 108 電能回供住家 (Vehicle-to-Home) Smart houses to be made possible by ECHONET ECHONET makes possible next-generation HEMS (Home Energy Management Systems), which include power savings by household appliances, based on energy management that links energy generation and storage. Efficient use of energy that is generated in the home Energy storage in heat-pump water heaters, storage batteries, etc. Shift in operating times of household appliances (washer/dryers, etc.) In-home energy generation (joint use of photovoltaic devices and fuel cells) Improved energy awareness by making energy visible Moreover, ECHONET can handle home security and in-home healthcare. 資料來源 :A home networking providing security, comfortable and convenience: ECHONET

109 109 核能研究所微電網與電動車能源調配之管理系統 The establishment of an autonomously-controlled microgrid demonstration system, and completion of seamless, stable switching of microgrid between gridconnected and islanding operating modes. INER are developing Microgrid & EV Integration Technology 1. Reduce EV charging grid connection impact; 2. Improve the renewable energy usage efficiency 3. Vehicle to Grid (V2G) for Load Shifting Source: Institute of Nuclear Energy Research for 21st APEC Automotive Dialogue

110 110 Yulon Energy Service company Introduction Yulon Energy Service company (YES) is part of the Yulon Group. The aim of YES is proving the integrated EV moving value chain service and establishing the industrial competitiveness of iev. The principal products of YES are including EV batteries, charging station, car moving control center, developing and operating the cloud system of charging management. To utilize the power from battery of EVs, and combine with the buildings and houses, YES cooperated with INER in micro grid system, developed V2G and V2H functions and charging controlling techniques. Cloud Charging Station Handheld mobile devices Batteries Source: Yulon Energy Service company for 21st APEC Automotive Dialogue Android iphone ipad

111 111 微電網與電動車能源調配之管理系統技術移轉 核能研究所微電網先導計畫技術移轉裕隆電能公司 1. 家庭微電網與電動車能源調配管理系統之設計與建置技術諮詢 2. 能源管理系統技術 (a) 短期再生能源預測技術 ;(b) 短期負載預測技術 :;(c) 儲能 負載及再生能源之能源自動調配技術 kW 雙向換流器 ( 雙向充放電技術 孤島與併網平穩切換 低電壓穿越技術 實虛功率控制 ) 新店裕隆汽車城 B1 微電網及電動車示範系統

112 112 INER & YES Microgrid & EV Integration INER and Yulon Energy Service company has initiated Microgrid & EV Integration demonstration in Yulon-motor Auto Mall B1 Renewable System Solar Panel Digital Sensor Supply Mains R S T Power Monitor Remote Control 220V Bi-directional inverter Air Conditioner Lighting 32A 80A 80A EMS Energy Management System Used Battery System Battery PLC Charge/Discharge Control EV Battery Monitor Source: INER & Yulon Energy Service company for 21st APEC Automotive Dialogue Movable Battery

113 113 興隆公共住宅 1 區智慧電網第零期計畫導入項目 (1) 智慧建築與家庭能源管理系統 (2) 綠色公共用電微電網 (3) 智慧電動車充電整合管理系統 (4) 智慧電表等四大項目 20kWh 儲能系統 資料來源 : 成功大學楊宏澤教授,2015 年 5 月

114 114 興隆公共住宅 1 區智慧電網第零期計畫 臺北市政府與科技部 ( 第二期能源國家型計畫 ) 臺電公司共同合作推動公共住宅智慧電網建置 ( 興隆公宅 1 區 A 棟 3-5F/ 合計 24 戶 ) 規劃項目主要功能導入效益 Internet 智慧能源管理系統 DRAS VTN WAN BEMS... VEN RS485 照度計 家庭閘道器 移動感測器 溫濕度感測器 可調光 LED 洗衣機 HEMS Wifi Device 電鍋 資料庫 家電 除濕機 人機監控軟體 Wifi Device 冷氣 設置監控主站及大樓能源管理系統 公共冷氣監控及整合各戶電源管理系統作為用戶群代表 大樓公共用電及各戶用電之監控管理, 提升節能意願 於尖峰用電時段執行需量反應, 達到節能減碳之成效 綠色公共用電微電網與電動車充電設施 太陽能發電系統 柴油發電機及儲能系統之建置與整合 電動汽車充電站建置及其充電控制 實現綠建築具再生能源發電及儲電之功能 提供充電服務, 示範電動汽車充電設施用電管理 資料來源 : 成功大學楊宏澤教授,2015 年 5 月

115 115 智慧電網第零期計畫整體期程 採購發包 設施導入期間 :2015 年 11 月至 2016 年 2 月 用戶參與驗證期間 :2016 年 3 月至 2017 年 2 月, 為期一年 2015 年 11 月 12 月 2016 年 1 月 2 月 採購作業公告上網 決標 智慧建築電能管理系統 (BEMS) 智慧家庭能源管理系統 (HEMS) 太陽光電與儲能系統設置 太陽光電與儲能混合控制系統 佈建電動汽車充電設施 連結能源雲端資訊中心參與臺電公司需量反應措施 ( 為期一年 ) 智慧電表 (AMI) 佈建 資料來源 : 台北市都發局, 成功大學楊宏澤教授 台灣經濟研究院,2015 年 5 月

116 116 八 都會私人低碳交通運輸新概念 (3) 電動車整合服務系統

117 117 電動車整合服務系統 電動車可整合的服務內容包括金融暨保險服務 車輛資通訊系統 行動與動力服務 及技術服務等四個面向, 可再分成 12 個細項 由於一般加油站業者對電力網路系統或充電設備等並不熟悉, 這些業務理可委由電力產業協助進行, 因此這些充電設施的架設與後續的維運工作, 將有機會發展成為電動車充電站設置服務業 技術服務 保固 車輛及電池保固 延長保固 維修保養 車輛 電池保養 電池更換 遠距保養 汽車財務服務 貸款 租賃 回購 電池財務服務 貸款 租賃 回購 財務金融及保險服務 援助 道路救援 在地救援 保險保險 電動車輛保險 融資保險 充電 充電設備安裝 快充網路的使用 遠端控制 遠端電池監控 遠端監控 (HVAC, 充電過程, ) 機動性及能源服務 能源 能源供給 機動性 ICE 汽車貸款 結合多種運輸通訊系統和土地使用來創造節點的流通 娛樂 外接設備存取 內建應用程式 ( 網路, 影片, ) 導航 即時交通資訊 景點提供 路線選擇 可抵達的目的地 遠端訊息處理服務 資料來源 :Dr. Wolfgang BERNHART, Junyi ZHANG, and Juri WAGENLEITNER, (2010)

118 118 E-Mobility 的概念 實現 E-Mobility 的構成要素 :E-Mobility 的 ICT Solution, 是指除了充電站和電動車使用者的管理之外, 還能夠進行費用結算的系統 ICT Solution 所實現的 E-Mobility 機能 ICT Solution 可提供基本的充電機能, 使電動車可隨地進行充電, 甚至提供電力公司業者之間的漫遊 solution, 以供應跨國性的充電服務 新一代的解決方案 可監控電動車和充電站 透過監控, 若電動車的電池容量減少, 便可自動偵測出殘餘電量所能及的充電站, 並進行預約 另以付款為例, 電動車使用者能透過電腦或智慧型手機確認帳號餘額, 甚至導入類似手機易付卡的付款方式, 提高便利性 可以在任何場合為電動車進行充電 支援無障礙的 E-Mobility 電力公司業者之間的漫遊 方便的付費及餘額管理 同時適用於預付 事後付費的付費系統 充電座的監控和預約 可提供 solution 或 SaaS 形式 E-Mobility 的解決方案在認證 使用者資料庫 收費等根本的機制是可藉由電信業者解決方案為基礎而加以打造

119 119 電動車輛發展趨勢 電動都會車 2012 年歐洲車廠都有推出新型的電動車車款, 逐步朝向超輕量 低乘載 小體積 高省電的概念發展, 有利於通勤族在擁擠的都會市區中行駛和停車 七間歐系和美系車廠, 像是 Audi BMW Daimler Ford General Motors Porsche 以及 Volkswagen 於 2012 年上半年同意, 未來將採用統一的電動車快充充電介面, 此標準將會與日系車廠產生不小分歧 品牌車廠 Audi 也於 2011 年底首次展出 Urban Concept 微型雙座電動概念車, 採用的單體車艙架構與碳纖維材質技術 (Carbon Fiber-Reinforced Polymer, CFRP), 高運動性的外型企圖吸引年輕消費者 Citroen 也推出 EGGO concept, 車身全部 24.5 公尺, 隨時可以升高降低, 四個輪子由四台電動馬達驅動, 每台電動馬達都配有獨立的太陽能供電系統, 小體積適合交通壅塞的都市 ) 由義大利汽車製造廠商 Volpe 所研發的超迷你電動車, 寬約 1 公尺 高 1.5 公尺及 350 公斤重, 除了直接開進電梯裡, 還可以直接在辦公桌旁充電, 預計 2013 年將在歐洲先推出, 售價約 26 萬台幣 資料來源 : 各大車廠 Audi Urban Concept Citroen EGGO concept Volpe

120 九 總結 120

121 121 總結 1. 電動車推廣初期以城市 郊區短距行駛為主, 隨著充電基礎建設普及與電動車輛技術提升, 電動車輛航行範圍可拓展至城市周邊地區或跨城市運輸 雖然未來全球的電動車市場備受矚目, 但現今各車廠卻受限於電動車的電池成本 電池性能 充電設備等三大因素, 使電動汽車在普及前仍有一段路要走 2. 各國政府透過獎勵與補貼方式, 期望降低電動車使用門檻, 吸引更多使用者 ; 先進國家投入大量電動車相關技術研發資金以開發新技術 ; 並同步進行電動車電能補充基礎建設的佈建, 完善電動車使用環境, 帶動電動車產業發展 3. 為提升消費者對電動車相關技術的信心與使用意願, 各國政府透過推動示範運行計畫, 針對特定使用對象於優先推動地區導入電動車, 一方面可藉此由部分地區逐步展開充電基礎建設的佈建, 並可蒐集電動車用戶實際使用資訊與使用上遭遇的問題, 另一方面也可利用示範計畫試驗不同商業模式

122 122 總結 ( 續 ) 4. 近期主要國家電動車推廣情形 : 中國大陸由於純電動車市場推廣狀況不如預期, 故整體新能源車推廣期程延後三年 我國經濟部 智慧電動車發展策略與行動方案 也將啟動期的期程由原先規劃的 99 年 ~ 102 年延續至 105 年, 並將先導運行的車輛推動目標從原先 3 年推動 3,000 輛改為 6 年推動 2,600 輛 並將補助對象由原來的純電動車擴大至插電式油電混合車及增程式電動車 國際電動車發展普遍不如預期 5. 近期國際上電動車的推廣強調在電動計程車於區域運行的利基市場, 例如 : 荷蘭阿姆斯特丹的電動計程車 中國大陸比亞迪所提出之按里程收費計程車租賃方案 日本大阪地區電動計程車租賃方案

123 123 總結 ( 續 ) 6. 世界各國電動車推廣目前也著重在充電基礎設施的佈建工作, 英國與日本皆增列電動車充電基礎建設之補助規模, 吸引更多民間企業參與充電設施的設置與營運, 加速擴大電動車電能補充服務網絡 7. 現階段各國電動車推廣應用主要著重在 (1) 公部門公務車輛 ;(2) 都會區短距離城市商業運輸 ;(3) 改善特定地區空氣汙染物與二氧化碳排放, 發展無碳區域 未來電動車的應用對象將更進一步延伸至國家公園管理處 宗教團體 計程車 機場地勤 物流業者 8. 觀察國際電動車發展可了解, 未來電動車輛將追求輕量化與低耗能 碳纖維複合材料的多樣性和系列化設計, 對於開發新產品具有更靈活的設計空間 將碳纖維應用於汽車工業不但能減輕車體重量, 更能彰顯電動車的整體系統效益

124 124 總結 ( 續 ) 9. 各國對於不同電動車車輛形式給予不同補助使在售價上可與一般汽油車競爭, 比較補助後純電動車 插電式混合車與增程式電動車銷售表現顯示, 以車電分離降低車價加速純電動車進入市場策略, 恐難達到擴大市場規模效果 在高油價時代 2013 年以來油電混合車銷售在日本車市已居所有家庭房車之首 插電式混合車與增程式電動車無論在價格上或性能上, 與一般汽油車輛相比已逐漸具備競爭性 10. 國內純電動車市場發展趨勢與國際一致, 可預期未來電動車市場仍將由油電混合車主導, 市場上純電動車數量較過去所設定全力推動電動車較少, 如此對電池租賃服務的需求趨勢將減緩, 在市場需求規模減少下, 不利於對市場規模依賴度大的電池租賃電能補充服務營運 電池租賃公司初期須負擔龐大的電池投資, 營運成本與風險相較於充電服務公司將大幅上升

125 125 總結 ( 續 ) 11. 低碳智慧城市是以低碳經濟為發展模式及方向 酌以低碳生活為理念, 進行城市的各項基礎建設的規劃 設計 建設與營運, 整合電力 瓦斯等能源和交通 物流與公共服務達成效率化 障礙排除和節省能源的複合式服務, 提升市民生活與經濟福利, 邁向永續發展的低碳社會 12. 綜合分析國際間智慧低碳城市 載具與能源系統推動, 涵蓋以下六點策略方向 :(1) 智慧電網技術為資訊整合與傳遞基礎建設 ;(2) 充分考慮地方特色與環境和諧共生 ;(3) 發展低碳能源系統整合電動車輛作為城市交通工具 ; (4) 地方政府主導與企業攜手共同推動實踐 ;(5) 導入成熟技術, 進行商業模式示範與推廣 ;(6) 以市民參與及體驗認知為核心

126 126 謝謝聆聽, 敬請指教 陳彥豪 盧思穎 電子郵件