發電廠撐的住嗎?把全台燃油自用小客車都換成純電驅動,需要多少電?

JD 2020-04-07 7907


去年純電車款 Tesla Model 3 全球交車數超過 30 萬台,並且還有許多訂單沒有消化完,對於純電動車市場來說是非常大的宣傳。不過,每次看到純電動車銷售量增加,就會有一派人馬跳出來說:「台灣民生用電都不夠,哪裡有多的電給電動車使用」、「台灣主要採用燃煤發電,電動車在台灣並不環保」、「電動車的能耗換算起來並沒有比燃油車好」。有鑒於台灣將在 2035 年要禁售純燃油車輛,剩下 15 年的時間是否足夠讓台灣順利達成目標,首要的條件就是要知道台灣的電量能不能負擔這樣的電量需求,出於好奇心驅使,筆者查了一些資料,以全台掛牌車輛比重最高的自小客車為主要對象並撰寫成本篇文章,希望可以藉由數字來說話!

[2020.04.08 更新 本來這篇文章的數據計算方式就是採極寬鬆估算,不過高估在高估疊加出偏離太高的數據,所以進行一些數據上的加權修正,以及錯誤的推導]

 

根據 交通部 108 年全台車輛登記數 資料,民國 108 年全台掛牌車輛共有 8,118,885 輛,其中自小客車佔 82.34% 高達 6,685,641 輛,詳細分類統計資料如下:

  • 大客車 - 自用 1,570 / 營業 31,718
  • 大貨車 - 自用 96,119 / 營業 69,561
  • 小客車 - 自用 6,685,641 / 營業 233,615
  • 小貨車 - 自用 892,277 / 營業 42,179
  • 特種車 66,205

而根據 交通部 108 年全台自小客車輛按燃料分類 資料,民國 108 年全台掛牌自用小客車當中以汽柴油燃油車輛佔 98.24%,詳細分類資料如下:

  • 汽油(6,314,126) 
  • 柴油(254,050)
  • 純電(3,597)
  • 混合(113,868)

關於能耗數據的資料來源,筆者是參考站上的車型資料當中 WLTP 平均電耗數據並且做了加權計算,目的是為了更接近真實使用情況數據:

  WLTP 數據
(kWh/100km)
寬鬆值 = WLTP 數據 / 0.9
(kWh/100km)
Audi e-Tron 20.7 23
Audi e-Tron Sportback 19 21.1
Benz EQC 19.2 21.3
Jaguar I-Pace 18 20
Nissan LEAF 13.3 16.6
Porsche Taycan 18.6 20.66
Tesla Model 3 13.13 14.59
Tesla Model S 15.8 17.56
Tesla Model X 19.1 21.22
Tesla Model Y 15.05 16.72
平均能耗 17.19  19.28

[2020.04.08 更新 考量目前大多數的銷量來自於 Tesla,以及未來各家車廠能耗應該都會驅近目前 Tesla 的水準,所以減少改成只取 Tesla 四款車的能耗做平均加權 = 17.52 kWh/100km ]

接著,就開始計算推導吧!

 

1. 平均加權日耗電量 4.5938 kWh / 輛

筆者依據 交通部 107年自用小客車使用狀況調查報告 的資料 (因為 108 年數據還沒出版),得知全台汽車使用者平均一天行駛里程 57 公里,平均一星期用車 3.22 天,平均一天行駛時間 2.56 小時。


所以假設一台自小客車轉換成純電動車,其能耗預估值應該是:
平均加權能耗 * 平均每日行駛里程 = 平均每日耗電量 (度)
19.28 kWh / 100 KM * 57 KM = 約 10.9896 kWh

[2020.04.08 更新 平均每日每車行駛里程應該是 57 KM * 3.22 天 / 7 天]
 17.52 kWh / 100 KM * 57 KM * 3.22 天 / 7 天 = 4.5938 kWh

 

2. 平均年加權耗電量為 1710.2717 kWh / 年

因為電動車擺著不動也還是會耗電,所以我們不能忽略這部份的電量流失,所以採用較誇張的 1.2 倍當作權重,計算出平均年度加權耗電量:

平均年耗電量 * 365 天 * 1.2 權重 = 平均年度加權耗電量(度)
10.9896 kWh * 365 * 1.2 = 4813.4448 kWh

[2020.04.08 更新 以網友提供的 model 3 sr+ 開哨兵的數據來看,1.2 倍的權重的確過高,不過由於目前所得知電動車車主的行駛里程數都提高不少,所以加權抓 1.02 倍得到 4.5938 kWh * 365 * 1.02 = 1710.2717 kWh ]
 

3. 自小客車全年總加權耗電量為 32,181 百萬度

單輛自用小客車平均年度加權耗電量 * 全台自用小客車掛牌數 = 自用小客車全年加權總耗電量(百萬度)
( 4813.4448 kWh * 6,685,641 ) / 1,000,000= 32,181 百萬度

[2020.04.08 更新 這一步是最大的推導錯誤,感謝網友的指正。由於無法得知常態使用的自小客車數量,所以改用交通部107年自用小客車使用狀況調查報告當中的平均每戶 1.5 台車來做為自小客車的常態使用數量:
( 1710.2717 kWh * ( 6,685,641 / 1.5 ) ) / 1,000,000 = 7,622 百萬度

 

那麼,我們要問的問題是,台灣的發電狀況如何?電量夠用嗎?


依照 台電108年各月份淨發購電量及售電量 得知,全年發電總量為 232,472 百萬度,其中台電自行發電 180,443 百萬度,從民間購電 52,029 百萬度,分類資料列表如下:

  • 火力 - 140,577 百萬度
  • 抽蓄水力 - 3,195 百萬度
  • 核能 - 31,147 百萬度
  • 再生能源 - 5,525 百萬度
  • 民間購電 - 52,029 百萬度

如果往前追溯資料到近三年的發電資料,可以得知平均年度總發電量 232,279 百萬度,平均年度實際售電量為 218,683 百萬度,容備率為 6% 左右。

  106年 107年 108年
發電量 180,487 182,657 180,443
購電量 50,192 50,626 52,029
總發電量 (百萬度) 231,081 233,285 232,472
總售電量 (百萬度) 218,213 219,109 218,728
容備率 (%) 5.56 6.07 5.91
容備量 (百萬度) 12,868 14,176 13,744

綜合以上數據可得知,自用小客車的加權年耗電量(32,181 百萬度)為台電近三年平均年度發電量 (232,279百萬度) 的 13.85 %,顯然目前的發電量無法支撐全部自小客車轉換成純電車所需電量。

[2020.04.08 更新 自用小客車的加權年耗電量應該是 7,622 百萬度,為台電近三年平均年度發電量的 3.28%,目前的發電量只需要小幅提升即可]
 

所以接下來要問,目前的發電量已經是機組的發電極限了嗎?

 

為此,筆者進一步查閱台電的資料,得知近三年平均最高尖峰負載為 4115.29 萬瓩,三年平均最低離峰副載為 2225.79 萬瓩,當中有 1889.5 萬瓩的落差,因此,若採取簡單平均數計算公式可以得到 ( 4115.29 + 1889.5 ) / 2 = 3170.54 萬瓩為平均發電能力,全年實際可發電能力為 ( 3170.54 * 24 * 365 ) / 100 = 360,499 百萬瓩,扣除 6% 備容率可得到實際供電量可達 338,869 百萬度。

因此,以目前平均年售電量 218,683 百萬度來說,將全部自小客車都改成純電動車,電廠的發電量是不夠負荷的 (對,這是一句廢話,增加需求本來就會需要多發電)。但是,目前的發電量和「近三年平均負載能力」還有 54% 的向上空間,只要善加分配離峰/尖峰時間的供電方式,台電的發電機組實際上完全能夠負擔需求電量。

不是常常聽到電不夠用嗎?為什麼還有這麼多的向上空間?
電力供應是可以用相加除以二的方式算平均的嗎?


事實上,每次會說電不夠用,指的是機組無法負荷「用電尖峰時間」的「瞬時尖峰負載」需求,並非整體發電量不足 ( 以上表的數字來舉例就是瞬間需求超過 4115.29 萬瓩 )。因此,就算是在不改變發電方式的情況下,只要能夠增設儲電設備,將離峰時間產生的電能存儲起來,降低尖峰時間機組的發電量,就算總發電量不變,也不至於在所謂的尖峰時間用電造成跳電。

 

多增加的 7,622 百萬度電還是一樣要燒煤啊!

的確,以目前的電能產生方式來說,的確最有可能是靠燒煤的方式產生。但是筆者在查閱資料的過程中也發現,台電使用再生能源的發電比例從去年開始大幅提升,當中主要來自太陽能產生的電能,而且未來還會加入離岸風力發電;若再考量台電購入電能當中的再生能源比例,不難發現佔比提升非常迅速,主要是太陽能發電的成長:

  106年 107年 108年
慣常水力(百萬度) 4,502 3,556 4,623
風力(百萬度) 745 732 753
太陽能(百萬度) 24 24 147
再生能源總計(百萬度) 5,273 4,312 5,525
台電發電量(百萬度) 180,487 182,657 180,443
再生能源佔比 (%) 2.92 2.36 3.06

  106年 107年 108年
民營太陽能(百萬度) 1,597 2,631 3,814
再生能源總計(百萬度) 5,972 7,098 8,524
台電購電量(百萬度) 50,192 50,626 52,029
再生能源佔比 (%) 11.90 14.02 16.38


所以,根據目前的再生能源增長幅度來看,政府要在 2035 年達到禁售燃油車的目標一定可以達成,甚至到時候純電動車所需耗電量可以完全由再生能源發電量供應,並不會造成更大量的碳排放。
 

[2020.04.08 更新 在別的網站上看到網友反饋說儲電設備才是最大的問題,筆者完全認同這說法。但是本文主要還是著重在純電動車的總耗電量需要多少電,以及補充目前電廠的供電狀況與機組負載能力,所以不在此贅述廣設儲電設備之可行性]


以上就是本人不專業的資料整理結果,歡迎各位一起討論,若有說錯的地方,也請不吝指教。

參考資料:

交通部 108 年全台車輛登記數

交通部 108 年全台自小客車輛按燃料分類

交通部107年自用小客車使用狀況調查報告

台電106年各月份淨發購電量及售電量

台電107年各月份淨發購電量及售電量

台電108年各月份淨發購電量及售電量

 


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