2022年12月02日
專欄作家鍾效京 Chris/
科技新聞從業者 & Podcast 節目主持人，主要報導電動車、雲端運算、區塊鏈等領域。曾任教育部青年發展署 U-star、經濟部中小企業處青年創育坊業師。
科技新聞從業者 & Podcast 節目主持人，主要報導電動車、雲端運算、區塊鏈等領域。曾任教育部青年發展署 U-star、經濟部中小企業處青年創育坊業師。
隨著電動汽車（EV）加速受到全球市場與消費者歡迎，也有越來越多人開始重視起汽車到電網（V2G）這項議題。V2G 概念（Vehicle-to-grid）其實並不複雜，指的是 BEV 純電池車、PHEV 插電式油電車可以把車載電池的電力輸送回電網。V2G 相關名詞也有很多變化，像 V2H（Vehicle-to-home）就是把電動車的電力輸入回家裡的蓄電裝置，V2L（vehicle to load）則是把電動車視為臨時電源，可以在公路旅行、露營時為照明、烹飪用具提供電力。
或許會有人疑問：電動車要為自己充飽電都來不及了，怎麼還會有餘力把電輸回電網呢？但在一些市場，車廠主打「在你最需要時作為備用電源」，像福特的 F150 Lightning 就主打「停電時自動為你的房子供電三天」作為 slogan。特別美國這幾年極端天氣風險逐漸增加，這種需求逐漸受人重視。
另一方面在巨觀的能源需求視角下，各國不斷成長的能源需求對當地電網穩定性造成更多嚴峻挑戰。的確，太陽能、風力等可再生能源正在迅速發展中，但它們無法始終 24 小時穩定發電（特別是在大家下班回家的晚上時段）。
不管哪個地區、市場，一個電網的再生能源供電總是照著鴨子曲線（Duck curve）來變化的。鴨子曲線指的是一日中電網總體扣除太陽光電、風電後的總負載變化，通常因為在中午太陽光電充足而負載降低，曲線形狀就像是一隻鴨子的肚子，在日落時段負載升高，就像鴨子的脖子。
這種狀況長期來說對一個電網其實負擔頗大，特別太陽能、風電佔比越大時，晚上需要造成的電力調度問題就越大；而像台灣這種以火力發電為主的電網問題則是反過來，往往中午炎熱的時候電力需求量最高，但到了晚上往往發電量過剩，如果發電廠的電力只發電但不使用、也不存起來，那是十分可惜的。但不管是再生能源還是火力發電佔比比較大，從巨觀角度來看，成熟的 V2G 技術都能為填補再生能源發電的空白、或為電力需求高峰期提供平衡的作用。
一般非職業用路人平均一天內的汽車閒置時間將近 95%，但根據估計到了 2030 年，全球道路上約有 2 億輛電動汽車，其中大部分時間是處於閒置且跟充電器連結的狀況，通過有效的 V2G 技術，概念上就可以將這些車輛組合成極具機動性的蓄電裝置，提供備轉容量在一天中的不同時段隨著電網需求高效率充電、放電。
從環境層面來看，V2G 跟電動汽車搭配，可以妥善利用更多再生能源來降低碳排放，通過專門的 V2G 軟體，電動汽車可以直接使用再生能源充電，然後在太陽能和風能發電量較低時將其反饋到電網中。而且 V2G 可以使建築物的能源管理系統無需重新建設大量蓄能系統就變得更智慧、更具彈性，進一步節省建設成本。
然後，雙向充電降低了運營電力成本。由於電力循環到距離最近最需要電的地方，插電的電動汽車可以用作臨時能源儲備，而不是消耗來自電網的額外能源。同時有報告指出，V2G 可以更有效地利用電池容量，與單向智慧充電相比，電池使用效率最高可提高 10 倍左右。
當然，對消費者、車主來說，V2G 最大的益處無疑就是透過電價變化賺錢了！雖說世界各國電價變化有所不同，但大體來說，大多都是晚上電價比較便宜、白天電價比較貴。電動車想透過 V2G 賺錢的做法就是使用晚上便宜的電價充電，但在白天電價貴時把電回給電力公司。在英國 Ovo Energy 和 Cenex 於 2018-2021 年的大型 V2G 試驗方案中（使用 Nissan Leaf 與雙向充電器）發現，平均參與計劃的車主每年可以多節省 340 英鎊（約 12000 台幣）的電費；如果是選用特定 EMS 智慧型電能管理系統的車主，仔細調整充電、供電時段的話，甚至可以省下高達 725 英鎊（約 26000 台幣）的電費！
雖然 V2G 技術具有不少對環境、對車主都好的好處，但目前遇到的挑戰也不少，首先 V2G 會讓電動車的電池更頻繁充電、放電，就算實際上只用到其電池電量的百分之幾，也很可能因此影響電動汽車電池的壽命。不只如此，目前 V2G 轉換過程的能量效率也不好，通常只有 50% 到 70% 之間。而且現在家用雙向充電器成本還偏高，特斯拉的 CTO JB Straubel 就曾表示 V2G 可能會讓電池耗損成本超過經濟效益。
與標準 EV 充電器不同，雙向充電器的運作方式類似於逆變器，在充電過程中將交流電轉換為直流電，並在放電過程中反相進行。但雙向充電器只能用於兼容雙向直流充電的車輛。這也導致雙向充電器需要先進的功率轉換電子設備來管理進出車輛的能量流，讓它們比普通的 EV 充電器貴得多。
另一個挑戰則是目前支援 V2G 的車款還不多。對車廠來說，電池壽命還是一個非常受到消費者關注的大哉問，對電池的態度傾向相對保守，像特斯拉現在尚未有支援 V2G 的計畫。不過像 Porsche 的 Taycan、Nissan Leaf（ZE1）、Ford F-150 Lightning、Hyundai Ioniq 5、Kia EV6 具備支援 V2G（V2L），福斯集團也宣布今年起使用 MEB 平台開發的電動車都支援雙向充電。
但隨著電動汽車價格持續下跌、電池再生能源發電成本持續降低，V2G 作為一種儲能手段的經濟效應可能也會更明顯、更受重視！