創新無線充電將解決電力基礎設施以因應電動車潮流

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科技產業資訊室 (iKnow) - Lisa & May 發表於 2021年9月8日

圖、創新無線充電將解決電力基礎設施以因應電動車潮流

電網（Grid）既是屬於民生關鍵基礎設施也是EV汽車新設備需求。美國總統拜登計畫到2030年電動車（EVs）將約占美國汽車銷量的一半，美國希望在交通系統的去碳化方面取得進展，目前交通系統的排放量占美國總排放量的近一半。

隨著社會全面電氣化，對電動車的需求上升，將面臨的一個挑戰是如何為數量越來越多的電動車充電，同時不癱瘓電網能力。雖然有些人預測電動車將使電網超載，但其他人已經找到了支持能源基礎設施的方法，包括無線充電、車輛到電網（V2G）整合或更有效地利用可再生能源等解決方案。

老舊電網面臨的挑戰

根據最近的聯合國政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）最新發布的氣候變遷報告，由於全球暖化，過去每50年才發生一次的極端熱浪，現在預計每10年將發生一次，甚至更頻繁。過去一年太平洋西北地方破紀錄的高溫和極端火災已經證實這一點。

除了氣溫波動對電網的影響外，許多人還擔心老舊電網是否有能力支持預計在未來幾年數量上升的電動車。有報告指出，到2050年，美國交通的電氣化可能需要將發電量翻倍，因此需要靈活的電動車充電解決方案，以增加充電高峰期的靈活性和負載量。但就目前情形，美國電網在2028年前只能支持2400萬輛電動車，遠遠低於成功遏制公路運輸排放所需的數量。

不過專家指出，電動車有可能在管理能源需求方面發揮作用，並在必要時幫助穩定電網。隨著電動車在被更廣泛地採用，電力公司需要考慮的包括：有多少使用者在何時為車輛充電、使用充電器的類型、充電車輛的類型（客車或中重型商用車），判斷額外的電力需求，找出升級電網的方案。

電動車充電解決方案將成為優勢，而不是負擔

由於電網基礎設施升級的準備時間較長，加上越來越多的個人和公司希望將其車輛電氣化，美國各地政府正在積極尋找方法打造所需的充電基礎設施，以便在電動車浪潮中保持領先地位，同時確保電網的穩定性。然而，根據國際潔淨運輸理事會（ICCT）最新分析，目前美國的電動車充電器數量為216,000個，若要實現氣候目標，到2030年，美國將需要240萬個設在公共和工作場所的電動車充電器。

為了解決缺乏充電基礎設施的問題，同時保護電網，各地區已經開始在探索傳統、固定式的充電方式以外的選項，其中包括動態充電（dynamic charging），也就是無線或移動充電。

無線充電可以幫助電網支持電動車的大規模採用嗎？

無線充電為減低碳排放的企業提供了一個具成本效益的解決方案，預計到2030年電動車款將占所有商用車和客運車的10到15%。

傳導式（插電式）：100輛配備240 kWh電池的電動公車夜間在車庫充電，需要至少6 MW（兆瓦）的電網連接，因為整個車隊在日常運營結束後通常同時充電。
感應式（無線式）：100輛電動公車能夠在白天的休息時間，在市中心的公車終點站、車庫和車站使用無線充電。這種充電策略可以減少電動車所需的電池容量，而且由於充電時間分佈在全天，所需的電網連接可以減少66%，只需2 MW。

伴隨著與道路相鄰的太陽能板圍籬的無線充電道路，可能是分散發電和消除對電網壓力的最終解決方案。根據估算，大約0.6英里的太陽能圍籬可以提供1.3到3.3 MW的電力。太陽能發電和嵌入道路的無線充電基礎設施的組合，每天可以驅動1,300至3,300輛巴士，不受電網供應的影響（假設平均時速為50英里，並考慮到太陽輻射的季節性變化）。

由於無線充電道路是所有電動車的共用平台，同一條道路可以為卡車、貨車和小客車充電，而不會給電網帶來額外的壓力。

創新充電方式將在電網現代化和升級中發揮關鍵角色

儘管無線充電對市場來說，仍然相對較新，但其好處已開始顯現。面對運輸電氣化趨勢、不斷上升的溫度和極端的氣候，老舊過時的電力基礎設施已無法承受，創新的充電方式可以提供絕佳的解決方案。從全天分散充電以避免超載、同時支持乘用車和大型車隊的電力能源需求，無線充電技術將成為適應全電動去碳化未來的關鍵資源。(1385字；圖1)

參考資料：
EV charging solutions will become an asset, not a liability, to the grid. Tech Crunch, 2021/8/31.

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