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市場前線｜電動巴士雙向充放電之發展趨勢與挑戰

刊登日期：2024/11/01

摘要

在淨零排放議題的推動下，近年不論是市場或政策之驅動，皆使電動車普及率大幅提升，也讓電動車對電網衝擊的議題逐漸受到重視，使得電動車雙向充放電(V2X)的概念興起，也逐步邁向商業化。其中，電動巴士(含校車)應用於V2X之優勢尤受關注。本文首先說明V2X的定義與應用；再針對產業發展動向、電動巴士之V2X發展現況與示範案例進行說明，藉此檢視V2X的發展前景。最後，針對電動巴士V2X發展的挑戰，包含「電池壽命與保固疑慮」及「運行時間與參與服務時間之相抵觸」以及「軟硬體技術成熟度與整合」進行探討。

Abstract

With the push towards net-zero emissions, the penetration rate of electric vehicles (EVs) has increased significantly in recent years driven by trends and policy initiatives. This surge in EV usage has brought attention to the potential impact on the power grid, leading to the emergence of the Vehicle-to-Everything (V2X) concept, which is gradually moving towards commercialization. Among them, the advantages of electric buses (including school buses) used in V2X have attracted particular attention. This article first explains the definition and application of V2X. Secondly, exploring industry trends, the current state of V2X development in medium and heavy-duty electric vehicles, and demonstration cases to assess the future prospects of V2X. Finally, the article discusses the challenges in the development of V2X for medium and heavy-duty electric vehicles, including concerns about battery life and warranties, conflicts between operational hours and service participation, and the maturity and integration of software and hardware technologies.

雙向充放電（V2X）發展現況與趨勢概述

全球各國因應淨零碳排之挑戰，皆大力推動運輸電氣化，故各種類電動車輛數量日益成長。根據國際再生能源署（International Renewable Energy Agency, IRENA）推估，2050年全球將約有11.7億輛電動車，其所裝載之電池容量可達14 TWh [1]。我國亦在2022年3月，由國家發展委員會公布「臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明」，希冀藉由「能源轉型」、「產業轉型」、「生活轉型」、「社會轉型」等四大轉型策略的推動，實現2050年淨零排放之永續社會目標。其中十二項關鍵戰略之一的「2050淨零轉型-運具電動化及無碳化策略」，規劃「提高電動運具數量」、「完善使用環境配套」、「產業技術升級轉型」三大策略，擬定2030年市區公車及公務車全面電動化、2040年電動小客車及電動機車新車市售比100 %的推動目標。

為降低大量充電對電網之衝擊，電動車如何與電網整合進行良好互動的議題，逐漸受到國際重視，可能採用的方法及技術，包含導入時間電價等價格機制、導入智慧充電技術（V1G）遠端進行充電功率或時間的調整，以及雙向充放電技術（Vehicle-to-Everything, V2X）。V2X技術是一種允許電動汽車電池所儲存的電力，可以與電網或其他設施互相交換電力的技術，電動車電池可以根據不同的訊號（例如附近的電力供需狀況）進行充電和放電控制。依據交換電力的對象不同，會使用不同的專有名詞，包含車輛到電網（Vehicle-to-Grid, V2G）以及車輛到住宅（Vehicle-to-Home, V2H）、車輛到建築（Vehicle-to-Building, V2B）、車輛到負載（Vehicle-to-Load, V2L）、車輛到車輛（Vehicle-to-Vehicle, V2V）等。V2X之概念示意如圖1所示。

V2X之應用非常廣泛，對於發電業者與輸配電業者而言，V2X技術可將車載電池轉為虛擬電廠中的儲能資源，當再生能源發電過剩時，電動車可以將電力儲存起來；當尖峰電力不足時，不但可以放慢充電速度或暫緩充電，也能將電力釋放回電網中，如此可使電網的發電及負載得以維持平衡，確保系統穩定。對車主而言，電力公司或V2X Aggregator業者，通常會提供經濟誘因增加車主將電能出售給電網的意願，車主可增加額外收入。此外，導入V2X技術可讓車主在緊急狀態時，利用電動車作為備援電力；也可讓有安裝再生能源的用戶，增加再生能源自發自用率。

在產業發展上，現階段電動車雙向充放電以示範應用為主，但隨越來越多支援V2X車款的發布，有機會逐步擴大。依據市調機構Guidehouse估計[2]，2023年市場規模約只有1587.4萬美元，2030年有機會成長至近23億美元。V2X市場是否能如期快速成長，這取決於多個關鍵因素的影響，包括：

電動汽車的普及程度：將直接影響V2X技術的應用範圍和市場需求。
V2X技術的標準化與相互操作性的進展：如果標準化進程緩慢，可能會阻礙技術的廣泛應用。
車商和電力公司對V2X技術的支持力度：車商若推出支持V2X功能的產品並投入相關研發，將促進市場需求。同時，電力公司若同意電動車電池的電力回送電網，將提升V2X技術的應用價值。
市場機制與經濟誘因之建構：如電價優惠、電費折抵、參與電力市場交易等經濟效益，可以吸引電動車車主參與，進而有意願採購具V2X功能的車款及充電樁。

V2X技術相關產業主要可分電動車製造商、充放電樁製造商、充電營運商、充放電管理平台/能源聚合商，以下分別針對各產業進行簡要說明：

圖1　V2X概念示意圖
圖1 V2X概念示意圖