應用能源工程模型評估運輸電氣化對能源系統影響

APPLYING AN ENERGY ENGINEERING MODEL TO EVALUATE THE EFFECTS OF TRANSPORTATION ELECTRIFICATION ON ENERGY SYSTEM

因應減碳與永續發展目標，能源轉型為各國能源政策主軸，透過再生能源發電占比逐漸提昇，藉由電氣化將終端能源使用由化石燃料轉為電力可帶來環境效益，因而電氣化成為未來主要發展趨勢。這一趨勢體現在國際間掀起的電動車熱潮，世界各國相繼制定電動車推動計畫與階段性目標，如挪威與荷蘭宣佈2025年禁售燃油車、德國與印度宣佈2030年禁售燃油車、英國與法國等宣佈2040年禁售燃油車輛。然隨著愈來愈多人使用電動車，預期在減少汽柴油等化石燃料使用的同時，也將造成電力需求的增加，且如果每個人都在用電高峰期充電，則將造成國家電網負荷與供電穩定等問題。為了評估運輸電氣化對於電力供需與能源系統產生之影響，本研究利用能源工程模型分析運輸電氣化對於需電量、時段別負載變化、減少化石燃料使用及碳排放影響。根據分析結果，顯示運輸電氣化雖造成電力需求增加，但電動車滲透率增加所造成的負面影響，可藉由電動車智慧充電管理降低衝擊，預期智慧充電管理發生在剩餘負載低的時段，如清晨5-6點、正午PV發電高峰期。此外，利用電動車車載電池作為儲能（車到電網V2G），將其視為系統彈性資源，有助於變動性再生能源併網，並減緩尖峰時段對調度機組的需求，若僅考量電力系統操作，V2G將發生在剩餘負載高的時段，如傍晚18：00~20：00。而在減碳效果影響分析，因其取決於充電時的發電結構，若整體發電結構維持政府能源轉型目標（燃氣發電占比至少50%，再生能源2025年發電占比20%），則電動車發展預估2035年可減碳4.6百萬噸，2050年可減少12百萬噸CO2。

Energy transition have played a great role in reaching a sustainable low carbon target. Electrification is regarded as one of critical strategies by more renewable power replacing fossil fuel in use. Many countries have accelerated the deployment of electric vehicles (EVs) and announced to prohibit the sales of internal combustion engines (ICEVs) in the near future, like Norway and Netherlands. However, widespread EV adoption implies the increasing the electricity demand to replace the consumption of gasoline and diesel. If EVs’ owners charge the EV batteries at the peak demand period, it may cause the issues of grid load and power system stability. This study applied an energy engineering model to explore the impacts of Taiwan’s EV promotion plan on energy system, including carbon emission reduction, load change and electricity demand.