從電池服務營運評估,看商用電動車的機會與挑戰—以西螺果菜市場電動蔬果運輸車營運數據為例(上)

刊登日期:2014/12/5
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前言
當CO2濃度來到400 ppm,全球氣候異 常頻傳;在金磚五國等新興國家快速產業發展下,油價也有漸漸上漲情勢;而 Tesla電動房車獲得優於引擎車之車輛安全 評比,加上全球 20%成長比率之鋰動力電 池,使用鋰電池之純電動車確認將成為未來主流已成局。美國能源部國家可再生能 源實驗室 NREL及其他先進研究單位亦從總 體經濟效應 TCO (Total Cost of Ownership)分析電動車與燃油車的差異,如電動車每公 里的電費/電池使用成本,能否比燃油車每 公里的油費便宜、從製造、使用到回收,整體運作時的碳排放總量和操控性及安全 性能否藉台灣IT優勢,提供更優質之終生永 續服務和低碳生態環境,成為推動電動車的主要訴求。

西螺果菜市場是全國最大蔬果供應站,供應全台三分之一的蔬果需求。為了吞吐每天約1,000公噸的進場交易蔬菜, 1956年成立的西螺果菜市場,經過數次擴 建翻新,目前總面積已達 10公頃,交易場 占地約 4公頃,然而該市場內主要以柴油蔬 果運輸車做為市場、倉庫及菜園間之蔬果運送使用,每日有超過八百輛次柴油蔬果運輸車於市場內來回穿梭,產生大量懸浮微粒與一氧化碳等空氣污染物。場區實際搬運情況如圖一所示,影響空氣品質及作業人員的身體健康。環保署為解決西螺果菜市場空氣和噪音污染問題,並建構清新的蔬果交易示範環境,規劃以電動蔬果運輸車取代三輪柴油引擎拼裝車,做為西螺果菜市場內和周邊區域蔬果運輸的載具。 此應用場域若能順利將 500輛高污染柴油搬運車替換為更環保、更低碳之鋰電池電動 搬運車,預估每年至少可減少 75萬公升柴 油需求,十年可減少 2萬 1千公噸碳排放。 針對全球二氧化碳濃度已過 400 ppm,雲林縣之不良空氣品質,加上高車禍死亡率等經濟環境問題,評估並進行改善方案應是當務之急。


圖一、柴油搬運車造成西螺果菜市場內嚴重空氣污染

電動蔬果搬運車電能選用評估
電動蔬果搬運車日行駛一般不會超過 100公里,車速也不會要求過高,但因載 重和地形之關係,若使用鉛酸電池,因其承擔高功率能力限制,需使用大容量笨重之電池才能符合需求。近二十年來,鋰電池因其多項優勢性能和逐年約可下降4% 之單位成本,使歐美先進國家在考量生態和環保下,於觀光和農藝用途之電動車大量改用鋰電池系統。圖三為假設鋰電池確 認有 5.2年之使用壽命,其 TCO可優於鉛酸 電池。鋰電池雖有優勢之特性曲線和能源效率,可減半配置,但整套鋰電池系統之初期購置成本還是高於鉛酸電池約三倍,但因其更換新電池時程延後三年多,平均公里使用成本,反而比鉛酸電池佳。加上若鋰電池模組初期設計,已考量重組回收用於低功率需求之再生能源儲電或電動遊園車,可再度減低環境衝擊,而所得之利潤可支撐更多之生態綠能運用,提供永續服務。相對於使用鉛酸電池,尤其是進口之加酸水鉛酸電池,不僅在操作上有危險性,溢出之酸氣或液體也會傷害人體或波 及到蔬果上,每年累積 200噸之廢鉛酸電池,也要付出不小的生態回收成本。長遠來看,導入鋰電池是必然趨勢。

電動蔬果搬運車運行單位耗能成本分析
西螺果菜市場之 19HP 柴油三輪搬運車,市價約為 24萬,而最大功率 14~18 KW之電動搬運車,不含電池合理之售價為36 萬。若政策補助差額 14萬,使用者僅負擔更低之22萬,即可取得低碳和三年保固/十年保用之電動搬運車。更划算的是省下上萬元之柴油車保養維修,和更重要之身體健康。但在能源使用成本上,若無低耗能及智慧電能補充設計,電池初購成本及不確定壽命,會造成使用者的疑慮和不方便。 鉛酸電池可使用壽命約 1.5年,單位成本在 政策補助近半下,看來似乎優
……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文。


圖三、電動蔬果搬運車使用鋰電池和鉛酸電池比較

作者:李國霖/大漢國際新能源科技;凌守弘、梁世豪 /工研院材化所
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