也談電動汽車值得發展嗎？

■科學月刊 ■曲建仲（任職美商德州儀器公司） 拜讀科月七月號本欄目賴昭正教授大作〈電動汽車值得發展嗎？〉，筆者也想談談這個問題，就教於賴教授及廣大讀者。 賴教授以化學的關點，認為電動汽車在能源的利用上並無多大益處。電動汽車是使用純電池能源來推動汽車，電池的能源那裡來呢？當然必須充電，就像我們平常在替手機或平板電腦充電一樣。那麼，這個電又是從那裡來的呢？答案很簡單，它是由發電廠產生的，不論火力或核能發電，都必須使用內燃機或外燃機，它的能量轉換效率只有大約20％左右，而且都會產生污染，我們再用這種污染郊區產生的電來對電動汽車充電，那不就只是將空氣汙染由市區轉換到郊外而已嗎？以化學的觀點這是對的，是很棒的見解，但是這個觀點忽略了科技產業與工程電力系統的複雜性。 目前我們電力系統的負載（電力消耗）在白天和晚上是不同的，以民國100年為例，白天的尖峰用電負載大約33000 MW（百萬瓦），但是晚上離峰用電負載大約24000 MW，換句話說，大部分的電力都是在白天大家上班或工廠上工時消耗掉的，而晚上大家都在睡覺，城市一片漆黑，用電量只有白天的70％而已。問題是，目前我們的發電系統，不論是火力或核能發電的輸出電力大約是固定的，因為發電廠沒辦法在晚上將蒸氣機或核子反應爐關閉。在工廠裡，要關閉蒸氣機或反應爐可是一件大事，一旦關閉再開啟，有一段時間輸出的能量無法利用，前後可能要數小時甚至數天的時間才能恢復正常運作，中間的能源與金錢損失是很鉅大的，這就是為什麼日本311大地震明明地震已經很嚴重，東京電力公司卻沒有立刻關閉核子反應爐檢修，才會被30分鐘後來的海嘯造成核子災難。 前面說明的意思很簡單，目前我們電力系統在晚上有30％的電量是被「浪費掉」的，以目前的技術，仍然無法有效的將這30％的能量回收，與其浪費掉，為什麼不拿來替電動汽車充電呢？白天我們開車出門，晚上回家恰好用這30％浪費掉的能量來充電呀！所以電動汽車的使用，並不會造成發電廠必須產生更多的電，相反的，電動汽車可以回收晚上這30％浪費掉的電，還可以減少汽油燃燒與空氣污染，可是一舉兩得的呢！ 問題是，目前電池技術還不成熟，充飽一次電池可以行駛的距離不夠遠，而且電池的能量密度太低，體積大又笨重，造成汽車行駛時浪費了許多能源在載這個電池前進，此外，目前的電力系統（變電箱）無法負荷每戶人家晚上在停車場充電時所需要的大電流，再加上電池充電時間太長，不符合我們在加油站可以快速加油的生活習慣，針對這個問題，雖然有廠商提出以「更換電池」取代「充電」，但是要在加油站更換400公斤的電池可不是一件容易的事呢！因此電動汽車產業目前仍然有許多困難有待克服，依照目前的技術，只有油電混合車能夠減少汽油消耗與空氣污染，又可以快速加油不必改變大家的生活習慣，因此油電混合車在未來的成長是可以預期的。 本版內容由台灣立報與《科學月刊》合作出版。《科學月刊》網址：http://www.scimonth.com.tw/