电动车并不会比汽油车环保?

环保流言终结者

Tesla和Gogoro在台湾的新品发表,让电动车一夜之间成为火红话题,但是在坊间有一个流言认为把「加油」换成「加电」根本就没有比较环保?绿色工作者刘小麟在影片中探讨了电池和排放两大议题,持平地说明电动车与汽油车对环境影响的差异。若你开过电动车或对电动车发展感兴趣,欢迎来和我们讨论!

「环保流言终结者」针对各种广为流传的绿色谣言和迷思,邀请在绿色产业工作的Green Like We Give a Damn有志青年们,用知识打破惯性,让好奇心带你走得更远!

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环保低碳运具在台湾推行之比较分析报告 作者:叶欣诚、程金保

低碳转型的背景

      从1990年代开始,气候变迁即已成为全球关注的重要议题。然而事实上,气候变迁的发生随著工业革命开始人为温室气体排放的增加,与在大气的累积,已经发生超过百年。近年世界经济论坛的全球风险报告持续将「极端天气事件」与「气候变迁调适与减缓的失败」列为发生机率最高的风险。2019年5月,英国议会通过将气候变迁改称为「气候紧急状态」(climate emergency),同年11月,欧洲议会通过相同决议; “climate emergency” 也被牛津字典选为2019年的年度代表字。至今全球已经有多国与上百的城市做出相同的宣告,象征气候变迁的严重程度已经进入新的阶段,严峻且急迫。

      2020年开始的新冠疫情,让全年温室气体排放量较前一年降低了7%,但对于大气中的二氧化碳浓度的影响却相当有限(张君尧,2020),在当年五月份达到418 ppm,较前一年又上升了6 ppm。根据联合国环境规划署(UNEP)的排放差距报告(Emission Gap Report)(UNEP, 2021),就算世界各国依照在巴黎协定中的国家自主承诺(NDC)减碳,到了2030年仍比全球较工业革命前升温摄氏2度的基准排放量多了150亿吨二氧化碳当量(CO2-e)。为了弥补这减碳的差额,以欧盟为首的各国政府从2019年开始陆续宣布在2050年前后达到碳中和(carbon neutrality)的目标。UNFCCC在2020年底出版的《2020年全球气候行动年鉴:马拉喀什全球气候行动伙伴》(Yearbook of Global Climate Action 2020: Marrakech Partnership for Global Climate Action) (UNFCCC, 2020) 中也整理出,至2020年十月已有826个城市、103个区域承诺净零排碳,以人口计算的话大约是全球人口的11%,可以见得减碳已是国际社会中无法阻挡的趋势。

      在今年 (2021年) 4月22日地球日(Earth Day),美国总统拜登邀集将近四十位国家领袖参与网路气候高峰会,请各国提出碳中和时间的具体承诺,更进一步提出2030年的减碳目标。而至今已宣布2050碳中和的国家或经济体包含加拿大、欧盟、法国、德国、义大利、日本、南韩、墨西哥、西班牙、英国等,已经超过50个国家。拜登在网路气候高峰会开幕时表示,未来十年是决定性的十年 (decisive decade),也是人类能够致力减碳以自救的最后机会。减碳已经不是口号、政策,而是不得不然的必要作为。

      减碳是人类社会永续发展的必要措施,在朝向低碳社会发展的途中,各产业势必会面临低碳的转型,各部门也应订定低碳转型的策略方针与具体目标。其中,根据IPCC (2014) 的报告,交通运输的排放占了每年温室气体 (包含非二氧化碳) 排放的14%,是温室气体的主要来源之一。全世界交通运输部门约占最终能源消耗的27%,由于交通运输几乎完全依靠化石燃料,因此也造成世界约25%化石燃料的二氧化碳排放。若再根据运输的种类划分排放来源,陆运交通工具的碳排放占了交通运输的72%,且在1970至2010年间增加了80%的排放量 (张晨瑜, 2019; Wang & Ge, 2019)。因此,在达成减碳目标的路上,陆运交通工具的低碳化是十分重要的环节。

运输工具电动化趋势与发展目标

      因应陆运交通工具低碳转型的趋势,全球电动车 (Electric Vehicle, EV) 的发展如火如荼,2020年全球电动车销售量在疫情下仍成长逾40%,美国拜登政府更在上任后即宣布65万辆公务车未来将全数汰换成电动车(工商时报,2021),纽约市也将在2040年达到100%公务车电动化(Kobe, 2020),让电动车的话题持续升温 (詹诒絜、曾纬哲、王振益、李伦, 2021)。台湾在全球运具电动化的趋势中,具有从半导体、零组件、机械产业,到加工业完整产业链的优势,相当具有发展机会。电动车发展与推行是减碳的关键措施,并兼具空气污染控制的效益,因此车辆全面电动化也成为包含我国在内,朝低碳运输转型之具体目标。

      根据Cairn Energy Research Advisors这家研究电池和电动车产业的公司的最新报告预测,2021年全球电动车的销量将激增至36%,并突破300万辆(LeBeau, 2020)。且由于全球各国政府的碳中和承诺与减碳目标,许多国家都将针对交通运输部门进行低碳运具的推行规划与奖励措施,且由于政策推动,部份国家在数年前就已使电动车在销量、普及率上有初步成果。随著电动车技术的进展与国际社会对低碳转型目标的共识,电动车的需求与销售量成长迅速,并有可期的市场发展。

环保低碳运具的发展现况

      若要以减碳为目标,使用ICE (internal combustion engine) 内燃机的传统内燃式引擎车ICEV (internal combustion engine vehicle) 科技的发展接近顶峰,很难再有突破性的进展,因此替代的运具是低碳转型之关键。电动车即是目前陆运交通工具主要的低碳发展方向。目前使用到电力提供驱动力的运具 (即此报告中所指之电动车) 的主要类型包含:混合动力电动车HEV (hybrid electric vehicle)、插电式混合动力电动车PHEV (plug-in hybrid electric vehicle)、电池电动车BEV (battery electric vehicle) 和燃料电池电动车FCEV (fuel cell electric vehicle)。与传统内燃式引擎车ICEV (本文后续将以「汽油车」指称) 相比,这些车种都有不同的电气化程度差异以及优缺点(Ajanovic & Haas, 2019)。

      HEV 使用内燃机和电动推进系统提供车辆动力来源,可以依照行驶状况选择最有效率的动力模式。例如中低速驾驶时可采用电力驱动。需要更高的行驶速度时,切换至内燃机进行运转,而两个动力系统也可以共同出力提升动力性能。由于混合动力电动汽车HEV仍需依赖化石燃料,因此可以将其视为较节能版本的汽油车。PHEV与HEV类似,以内燃机和电池组作为主要驱动动力,但PHEV有较高的电池储能系统,且PHEV的电池可以插头插入电网,透过外部电源充电为电池组充电,并具有车辆至电网 (vehicle-to-grid, V2G) 的技术 (吕锡民, 2015)。PHEV与HEV皆是同时装载内燃机和电动动力系统的车辆,因此以分类来说都属于油电混合车 (本文后续将以「油电混合车」指称两者,特指PHEV或HEV时则将另行标注)。BEV和FCEV在车辆内部转换动力的过程完全不会产生碳排放,前者以完全以电池提供动力,也因此电池电动车又被称作纯电动车 (本文后续所提及之「纯电动车」均指BEV电池电动车)。后者则利用以氢为燃料的燃料电池提供动力,并也都具有V2G的功能。 

本报告目的与分析方向

      一般在讨论气候与能源议题时,经常出现就某一特定技术或系统的使用阶段进行讨论。但气候与能源是典型的系统问题,譬如受到光合作用、燃烧作用和各种自然界与人为行动影响的碳循环是讨论碳排放的基本原理,而无论是化石燃料、核能、再生能源、水力发电等,也都涉及到能源开采、转化、使用与后续处理与处置的排碳量与环境冲击。因此,种树减碳要看树种、时机、前后的状态;太阳能发电必须考量生产太阳能光电板本身的耗电与排碳,还有最后的废弃;核能发电也得考量建厂与除役后的排碳与环境成本;驾驶电动车是否减碳,则需考量生产电动车时的排碳,还有电动车充的「电」背后代表的碳排放。「系统思考」是以科学检视每一种行动的效能的基本原则,而「批判思考」则提醒我们需就直观的想法或一般的说法进行反思。

      前段简介的电动运具虽有行驶过程低碳或无碳排放、环保、与智慧电网结合的的功能等优势,但是这些优势是电动车技术最理想化的功能应用,而现在根据不同地区与电动车配套的建设与能源结构等,各层面的应用仍有其限制。首先,电动车在行驶过程中虽然不会排放二氧化碳、悬浮微粒和其他造成空气污染的物质,或是排放量较低 (如PHEV),但是其使用的电力如果不是由再生能源产生,那么电动车的使用根本上仍会产生碳排放。因此,电动车的环保低碳效益不能够只考量车体运行过程中的温室气体排放量,其总温室气体排放量,很大程度取决于电力生产的来源 (FCEV则是氢气生产的来源),所以在评估电动车的环保减碳效益时,必须考量该区域的发电结构。另一方面,电动车需要充电以回复电力,因此充电站的建设会影响到电动车的便利性与普及应用。在转型的初期,若充电站不如传统油耗车补充石油燃料的加油站密集,或甚至只能够在自家或少数特定地点充电,不仅便利性不足,也会由于电力续航状况造成使用者的「里程焦虑」,这些都可能会影响电动车的使用与推广。最后,现在电动车的发展技术虽然可以达到V2G,也就是将电动车的电回充到智慧电网中,但是若地区智慧电网发展仍不够成熟,此技术也无法发挥这个理想化的功能。

      此外,电动车本身是一种商品,减碳或环保是消费者购买商品的考量之一,而一般而言,「环保」最大的竞争力量就是「方便」和「便宜」。低碳或环保是否成立,尚受到技术程度、电力结构等各种因素的影响,而电动车是一种新商品,搭配的公共建设与系统仍在发展中,一如当时汽车问世时,公路与加油系统都还在发展。作为新商品的电动车,价钱基本上也比传统汽油车高。消费者购买电动车的决策受到诸多因素的影响,原则上是一种「多目标决策」,也可就不同面向的考量综合思考。

      综合上述,本报告之主要目的是评估台湾现阶段背景条件下使用到电力驱动的运具之环保减碳效益,以及消费者购买和使用运具的决策考量。比较分析的标的物包括传统汽油车、纯电动车、油电混合车三类。

二、运具之环保减碳效益分析

生命周期评估 (Life cycle assessment, LCA) 概述

      生命周期评估 (Life cycle assessment, LCA) 是对任何产品或服务从原料取得、制造、配送销售、使用到废弃处理回收等生命周期中,各项投入与产出对环境的潜在冲击的标准化评估方法 (I.S.O., 2006)。陆上交通运输工具的生命周期评估中,最主要贡献于碳排放量的生命周期过程之一就是产生动力的过程,即基本燃料生产、电力生产以至于驱动车辆的生命周期过程。

      WTT指的是「钻井到油箱 (well-to-tank)」,也就是基本燃料的生命周期,包含基本燃料的开采、处理、运输进出口前后的处理过程等。比较三种化石燃料的WTT:煤炭、石油、天然气。煤炭产生的温室气体排放量最低。石油在精炼过程中产生不同的温室气体排放,而天然气产生的温室气体排放量最高,这很大一部份来自于天然气的处理与液化过程的排放,总体而言,天然气产生的碳排放分别是煤炭和汽油排放量的约2.6倍和约1.2倍 (Choi等, 2020)。而车辆的WTT就是指车辆上游的碳排放,汽油车的WTT排放量就是指石油开采处理、运输过程中产生的碳排放量;电动车的WTT碳排放量则是指发电和其传输所造成的碳排放量。

      而TTW「油箱到轮子 (tank-to-wheel)」计算的是汽油车油箱中燃料在内燃机燃烧后经排气管排放的二氧化碳量,也就是行驶过程中的碳排放量。而因为纯电动车之车体内不会有化石燃料燃烧,所以纯电动车的TTW是零排放量。

      从钻井到轮子 (well-to-wheel, WTW) 的总排碳量则是涵盖了从燃料来源到车辆使轮子产生动能的过程,因此就包含了基本燃料和电力的生命周期 (WTT) 以及油箱到轮子 (TTW) 的碳排放量,也就是说WTW排放量是WTT和TTW的总和。而产生电力的过程会与发电技术、发电结构组合和发电效率有关。使用化石燃料的发电技术中,虽然在煤炭生产过程 (WTT) 产生的碳排放量最低,但使用蒸汽轮机燃煤发电产生的碳排放量最高。天然气则相反,在生产过程 (WTT) 虽然排碳量最高,但是在发电时是化石燃料中碳排放量最低的,且天然气使用联合循环系统和燃料电池发电的效率高于蒸汽轮机。因此,虽然若以燃料的生命周期评估生产过程,煤炭的二氧化碳排放量最低、天然气最高,但是以整个电力生命周期的碳排放量而言,煤炭的碳排放量最高,石油次之,天然气最低 (Choi等, 2020)。另外,核能发电可降低碳排放;使用再生能源发电时,则大多数不会直接产生碳排放。

      总而言之,各电力生产方式会在不同的生命周期阶段根据燃料性质、技术及条件等各有碳排放量上的差异,因此总体的电力生命周期评估通常会以每单位电能产生的所造成的二氧化碳排放量来呈现,也就是电力排碳系数。综合上述,若要评估比较不同陆上交通运输工具「从钻井到轮子 (well-to-wheel)」的总排碳量WTW,作为环保减碳效益分析的比较方式,就必须将能源发电结构等背景条件纳入分析,才能获得比较客观的结果。

各车种WTW (钻井到轮子) 的二氧化碳排放量分析

      在全球平均状况下,相对于传统汽油车,电动车可提供生命周期的温室气体排放量减少的效益。根据国际能源总署 (IEA) 发布的《全球电动车展望》(Global EV Outlook) 报告 (IEA, 2020),以钻井到轮子的过程 (WTW) 来计算,2018年传统汽油车平均温室气体排放量每公里便高于200克二氧化碳当量(gCO2e/km),而纯电动车 (BEV) 的平均二氧化碳当量每公里大约只有95克,排放量比传统汽油车少53%,比插电式油电混合车 (PHEV) 少40% (詹诒絜、曾纬哲、王振益、李伦, 2021; IEA, 2020)(图 1)。然而,若将各国的发电结构纳入考量,再分别依照国家能源发电结构比较分析不同车种,各车种之减碳效益会有明显的差异,如图1中BEV的每公里二氧化碳当量排放虽然全球平均约95,但范围变化从0到190左右,因为电动车WTW碳排放量取决于再生能源发电的比率 (Ajanovic & Haas, 2019)。然而,报告中也说明了,因为不同厂牌的设计与性能不同,PHEV的碳排放量也可能比BEV低。

图 1   各车种WTW (钻井到轮子) 的排放量 (图片来源:IEA)

  1. 能源发电比率对各车种碳排放量的影响

      剑桥大学的研究 (Knobloch等, 2020) 针对全球59个国家做比较,研究显示其中53个国家使用电动车的碳排放量较低,每公里平均碳排放量比汽油汽车低31%。而有6个国家使用电动车碳排放量较高,其中包括中国、印度、波兰等开发中国家,这些国家使用燃煤发电比例较高,反映了使用洁净能源比例越高、碳排放量较低。另外,此研究也点出一个例外:日本的油电混合车 (HEV) 能源效率高,与现行的纯电动车不相上下,这也显示了同样的车种可能因本身之设计与制造技术而产生碳排放量差异。

      国际能源总署 (IEA) 发布的报告 (IEA, 2020) 指出,若在主要依靠煤炭作为发电来源的国家,纯电动车的排放量甚至可能比传统汽油车更高。在挪威和冰岛,纯电动车的WTW温室气体排放量几乎为零,这是因为电力结构及电力供应的生命周期碳排放量极低。欧洲和北美的发电结构里,低碳再生能源占比较高,电力排碳系数大多控制在0.25-0.4 kg CO2e/kWh之间,所以电动车整个生命周期的碳排放量,明显比传统内燃引擎车辆来得低。而以燃煤发电为主的区域,像中国和印度,其电力排碳系数则是在0.55-0.8kg CO2e/kWh之间,电动车的减碳效益就不如欧洲国家来得明显,生命周期的碳排放量会与一般传统内燃引擎车或油电混合车相近 (IEA, 2018)。气候传播媒体 (Carbon Brief, 2019) 也指出,在主要以煤炭发电的国家,纯电动车的减碳效益较低,终身排放量与油电混合车差不多。随著各国改变其发电结构、朝向更低碳化的能源发电之后,纯电动车的碳排放量才会逐渐下降,而更新科技的纯电动车制造过程之碳排放量也可望减低。

        另外,若利用边际排放 (marginal emission) 的概念来检视电动车的减碳效益,可以呈现每增加一台电动车上路所造成的碳排放量的改变,如果碳排放量增加,就代表电动车的增加并不会带来减碳的效果。Yuksel等 (2016) 的研究比较了规格相近的纯电动车、插电式油电混合车以及传统汽油车,由研究中整理的图 2即可清楚看到在美国各区域部分纯电动车和插电式油电混合车 (以2013 Nissan Leaf BEV, 2013 Chevrolet Volt PHEV和 2013 Toyota Prius PHEV为例作比较分析) 相对于部分汽油车 (以2014 Mazda 3作为比较基准) 的生命周期碳排放差异。

      由于在美国各区域的发电方式差异很大,例如美国中部地区主要仰赖煤炭发电,而加州或纽约等地区的发电方式则环境污染较少。分析结果发现,除了在美国中部以外,纯电动车和插电式油电混合车边际排放都比汽油车来得低,而纯电动车在美国中部地区反而碳排放量比汽油车高出许多,减碳效益甚至不如插电式油电混合车。

图 2 美国各区域纯电动车 (2013 Nissan Leaf BEV) 和插电式油电混合车 (2013 Chevrolet Volt PHEV和 2013 Toyota Prius PHEV) 相对于汽油车 (2014 Mazda 3) 的生命周期碳排放差异分布。红色代表该区域使用油电混合车的碳排放量比汽油车高 (电动车排碳量减去汽油车排碳量为正值),蓝色则表示该区域使用油电混合车的碳排放量比汽油车低 (电动车排碳量减去汽油车排碳量为负值)。图片来源:修改撷取自 (Yuksel等, 2016)这也显示在发电能源洁净、电力排碳系数低的地区,电动车的使用增加有助于降低该区的碳排放量。但是在电力排碳系数高的地区,电动车与最高效的传统汽油车相比,其减碳效益可能趋近于零或为负值 (詹诒絜、曾纬哲、王振益、李伦, 2021; Carbon Brief, 2019)。

        虽然Carbon Brief也指出边际排放量只是对电动车影响的短期估计。然而,总结上述各项资料,电动车的减碳效益不管从平均排碳量或是边际排放量而言,都需归因于区域的能源发电结构。

  1. 台湾发电结构与各车种减碳效益现况

      根据108年台电系统发购电量结构,台湾的主要电力来源为火力发电,占整体发电比例为79.2%,而再生能源发电比例仅有约6.0%。再加上台湾经济部能源局于2020年6月30日公告的资讯,台湾在2019年之电力排碳系数为0.509kg CO2e/kWh。若考量台湾现阶段的发电结构,并将台湾现在的电力排碳系数资讯对照国际能源总署IEA在2018年报告中揭露的几个国家的电力排碳系数,台湾的电力排碳系数较接近中国与印度,因此推估台湾目前使用电动车BEV在减碳层面并无法达到很高的效益,而其生命周期的碳排放量会与一般传统内燃引擎车或油电混合车相近。

      Choi 等人 (2020) 的研究纳入各国电力排碳系数,以及根据未来能源经济与技术发展状况推估之2030年资讯,呈现传统汽油车、油电混合车 (HEV)、电池电动车在各电力排碳系数下之WTW温室气体排放量。此篇研究的WTW分析结果显示,中国在2015年使用BEV产生的温室气体排放量高于HEV油电混合车;在欧洲则是使用 BEV有利于减少温室气体排放;而台湾未来的发电结构如果没有改变,使用BEV电池电动车和HEV油电混合车的温室气体排放量是相同的。

      从WTW各项研究分析结果,总体而言与传统的汽油或柴油汽车相比,所有电动车均可以减少二氧化碳的排放,但是须确保电动汽车发电来源是再生能源,然而在台湾现阶段的发电结构下,透过纯电动车的应用尚无法保证达到良好的减碳效益。另一方面,油电混合车并非行驶过程零碳排放车辆,与其他类型的电动车相比,它们具有较低的成本和较高的行驶里程,因此可以作为过渡时期衔接的车型 (Ajanovic & Haas, 2015)。在环保减碳效益的考量上,电动车的减碳效益仍须仰赖台湾未来朝向更低碳发电结构的进展,而在此之前,系统与技术介于汽油车与纯电动车之间的油电混合车可以扮演转型过程中的过渡运具选择。

三、消费者考量分析

      环保低碳运具的成长与推行须由消费者需求推动,电动车相对传统汽油车为较新的选项,因此消费者对于电动车会有其顾虑。根据勤业众信 (2021) 在2018年与2020年对各国汽车消费者的研究,消费者对电动车的主要顾虑在各国不尽相同(请参见表 1)。这可能反映了国家的电动车相关基础建设的现况,尤其其中对续航力与电动车充电设施缺乏的疑虑在各国都有相较为高的比例。以义大利消费者为例,对于电动车主要顾虑为电动车充电设施的缺乏,并且相较其他国家更高,可能反映了义大利电动车充电站数量相较不足,抑或是消费者对充电站数量资讯了解不足。这个消费者研究也发现消费者对于电动车的顾虑随著时间有所变化,有些原先的主要顾虑在2020年的调查中有相较2018年调查结果大幅降低的趋势,例如,义大利消费者对于电动车充电设施缺乏的顾虑在2020年下降,这可能反映了充电设施建设或消费者对充电设施普及度认知的改变。由此研究报告,可得知电动车科技以及各国相关基础建设等的发展现况及未来的配套调整,可能影响消费者的顾虑,并随著消费者的担忧逐渐解决,电动车也能在消费者需求下成为实际可推行的选项。

      由于电动车相关基础建设、电力供应结构等背景条件会因地区的发展现况与对电动车科技的认知而有所差异,本研究报告考量台湾消费者对电动车的理解与偏好。根据世新大学于2021年4月对全台湾五百余位消费者随机抽样电话访问制成的消费者

表 1  2018-2020消费者对于电动车的疑虑调查。

资料来源:Deloitte Global Auto Consumer Study,节录整理自(勤业众信, 2021)

消费者对纯电动车疑虑调查

 

义大利

德国

中国

美国

调查年度

2018

2020

2018

2020

2018

2020

2018

2020

续航力

4%

27%

35%

33%

25%

22%

24%

25%

成本/价格溢价

19%

13%

22%

15%

9%

12%

26%

18%

充电所需时间

18%

16%

11%

14%

12%

15%

10%

14%

电动车充电设施的缺乏

44%

32%

20%

25%

18%

20%

22%

29%

对电池科技的安全考量

7%

10%

5%

10%

22%

31%

8%

13%

其他

8%

2%

7%

3%

14%

0%

10%

1%

总和

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

100%

受测人数

1048

1274

1287

3002

1606

3019

1513

3006

汽车意向满意度调查报告 (2021),分析台湾现阶段消费者对传统汽油车、油电混合车与纯电动车之观感,以及购车决策时的可能考量。以下根据世新大学消费者汽车意向满意度调查报告结果中,消费者购买自用陆地运输工具时决策的几大考量进行讨论。

  1. 环保低碳效益考量

对于减碳的态度,台湾消费者支持的比例非常高,同意台湾应该要加强减碳占 94.9% (包含非常同意37.3%和同意 57.6%),不同意占2.3% (包含非常不同意2.3%和不同意 0%)。而台湾消费者对空气污染严重的认同度也很高,同意台湾空气污染严重者占 85.5% (包含非常同意 35.5%和同意 50.0%),不同意占 9.8% (包含非常不同意 2.3%和不同意 7.5%)。

      针对台湾消费者对台湾纯电动车与油电混合车的排碳量认知调查发现,调查结果统计分析后,受访者认为纯电动车比汽油车排碳量较低者占77.0% (包含认为排碳量低一点 29.7%及认为排碳量低很多47.4%),认为较高占5.0% (包含认为排碳量高一点 3.3%及包含认为排碳量高很多 1.8%),另有 10.7%认为在台湾纯电动车与汽油车排碳量差不多。而若是比较受访者对在台湾油电混合车与汽油车的排碳量的认知,受访者认为油电混合车比汽油车低占 69.0% (包含认为排碳量低一点 55.4%和认为排碳量低很多 13.6%),认为较高占 3.6%(包含认为排碳量高一点 2.0%和认为排碳量高很多 1.6%),另有16.7%认为油电混合车与汽油车排碳量差不多。如图3所示。

        图3的调查结果显示,台湾的消费者对于「电动车减碳」有偏向乐观的看法,且认为纯电动车的减碳效果比油电混合车好。依据前述的综合分析,这二种看法均与现实的状况不符合。以台湾目前的发电结构与电力排碳系数来看,纯电动车和油电混合车的减碳效果并不明显,且二者的减碳效果差距也不大。

      若详究此篇报告的环保减碳效益分析,可以了解纯电动车或油电混合车的环保减碳效益很大程度需考量地区的发电结构,因为非再生能源的电力生产过程可能包含了空气污染及温室气体的排放,因此发电结构比率不同会造成对空气品质的影响差异以及台湾整体的电力排碳系数,也就是说电动车使用的每度电背后代表著多少二氧化碳的排放量。因此,消费者对台湾发电结构的认知可能会影响纯电动车或油电混合车环保减碳效益的评估偏误。而经调查结果统计分析后,受访者认为台湾发电比例最高者为火力发电者占 47.0%,认为台湾核能发电比例最高者占 24.0%,认为台湾水力发电比例最高者占 3.9%。然而实际上我国的电力来源约80%为火力发电 (根据108年台电系统发购电量结构显示火力发电比例为79.2%),而经济部能源局公告的108年度之

图3 台湾受测者对于纯电动车和油电混合车的减碳效果的调查结果

问题:请问您认为该车的排碳量比汽油车高或低?

电力排碳系数为0.509 kg CO2e/kWh。因此相对受访者对台湾发电结构的认知与对电动车环保减碳效益的乐观,实际上现阶段受发电结构的影响,在台湾使用电动车的环保减碳效益相对有限。

  1. 续航力与充电便利性考量

      「里程焦虑」是电动车使用者的主要忧虑来源之一,使用者可能担心车辆续航力不够,在驾驶中途即有断电可能。改良电动车本身的电池系统技术和普设充电站是改善里程焦虑的关键作法,目前台湾的电动车充电站的设置仍然相当有限,虽然可以预期未来的发展,然而在几年之内,电动车的充电便利性仍会是重要的议题。

      根据消费者调查结果,受访者认为在台湾纯电动车比汽油车的续航力低者占 63.9% (包含认为低一点 39.5%和认为低很多 24.3%),认为纯电动车的续航力较汽油车高的占10.1% (包含认为高一点 7.9%和认为高很多 2.2%),另有 15.2%认为两者的续航力差不多。而如果是比较油电混合车与汽油车的续航力,受访者认为在台湾油电混合车的续航力比汽油车高者占 32.9% (包含认为高一点 23.2% 和认为高很多9.7%),认为油电混合车续航力较低者占 22.6% (包含认为低一点 19.5%和认为低很多 3.1%),另有 32.6%认为差不多。根据此调查结果,可以发现对于纯电动车的续航力有疑虑的消费者比例较高,而对油电混合车续航力的疑虑较少,有将近三分之一的消费者反而认为油电混合车在续航力方面优于传统汽油车者,另外约三分之一的消费者认为油电混合车在续航力方面与传统汽油车差不多,可推论油电混合车对消费者而言较无里程焦虑问

图4  台湾受测者对于纯电动车和油电混合车的续航力之调查结果

问题:请问您认为该车的续航力比汽油车高或低?

 

题。由图4可以看出,台湾受测者对于纯电动车与油电混合车的续航力的理解明显地不同。

      里程焦虑的疑虑除了对车辆本身电池与燃料技术的观感之外,主要受到充电便利性的影响,因此会是续航力与充电或补充燃料的频率及方便性的综合影响。此份台湾消费者的调查结果中,认为在台湾电动车充电不方便的受访者就达 79.2% (包含认为不太方便 47.4%、认为不方便31.9%),认为方便者占 14.9% (包含认为还算方便12.2%、认为很方便 2.7%)。这项调查结果也反映出前述提到的台湾充电站等基础建设现况。

      以续航力及充电便利性而言,因目前台湾的电动车充电站的设置相当有限,电动车的充电便利性是使用者里程焦虑的主要来源之一,而油电混合车使用电力与汽油燃料作为动力,在台湾充电站等基础设施尚未完备前,相对纯电动车带给使用者的里程焦虑较低,由消费者调查结果发现,有近三分之一的消费者认为油电混合车的续航力较传统汽油车高,显示普遍而言,消费者对油电混合车续航力的信心较高。事实上,油电混合车并不需要充电,加油便可以驱动,且比汽油车省油。因此,如果要推行低碳、朝向电力系统提供动力来源的运具,就续航力信心再加上充电便利性等综合导致的里程焦虑程度考量而言,油电混合车可能会是台湾地区现阶段消费者决策中较优先的选择。

  1. 价格考量

      消费者决策中,商品与服务的价格是一大考量,也是市场供需平衡中重要的决定因子。若要从消费者角度评估台湾纯电动车与油电混合车,就必须将消费者对电动车价格感受与认知的考量纳入分析,了解价格考量在消费者购车决策时心中的重要性。

      由消费者调查结果可见,台湾消费者对纯电动车及油电混合车的价格认知皆是认为购买成本较传统汽油车高。受访者认为纯电动车比汽油车价格高者占 78.5% (包含认为价格高一点 36.8%和认为价格高很多 41.8%),认为纯电动车价格较低者占7.1% (包含认为价格低一点 5.3%和认为价格低很多 1.8%),另有 6.8%认为差不多。若比较油电混合车与汽油车的价格,受访者认为在台湾油电混合车价格比汽油车高者占 73.5% (包含认为价格高一点 51.0%和认为价格高很多 22.5%),认为价格较低者占 3.7% (包含认为价格低一点 3.2%和认为价格低很多 0.5%),另外有12.1%认为油电混合车与汽油车价格差不多。虽然调查结果显示超过七成消费者认为纯电动车及油电混合车都比传统汽油车贵,但是若从对纯电动车价格和油电混合车的价格相对传统汽油车的认知调查结果再深入讨论,认为纯电动车价格与汽油车价格悬殊者比例超过四成 (41.8%),认为油电混合车价格高出汽油车很多的比例则是只有22.5%。从图5呈现的结果可看出,台湾地区较多数消费者对纯电动车的价格认知相对高于汽油车与油电混合车。

       而从台湾地区消费者在考虑购买车辆原则中「价钱合理 」的重要程度分析结果,可以发现台湾地区的消费者仍十分在意车辆价格的合理性,认为价格合理性重要者占95.3%,其中认为非常重要者占62.6 %,而认为不重要者仅占 3.2%。而在此份调查结果中,价格的合理性也是民众购车几大常用原则的重要程度之冠。显示车辆价格是台湾地区消费者最重视的决策因子。

图5  台湾受测者对于纯电动车和油电混合车的价格之调查结果

问题:请问您认为该车的价格比汽油车高或低?

      实际上,传统汽油车、纯电动车、油电混合车因厂牌、技术与规格的差异,使其价格区间有所重叠,而随著纯电动车、油电混合车的持续发展,价格也开始多样化,拓展不同需求程度使用者的市场,价格范围也有所改变。因此,尽管单就价格考量,消费者可能会以观感认知较为低价的传统汽油车为最佳选择,但是更佳的消费者决策评估应传统汽油车、纯电动车、油电混合车的规格、效能与其他表现的带来的性价比,而这些价格与技术性能革新的资讯在台湾的普及率与更新速度也可能会影响消费者的购车决策的价值判断。

  1. 心理因素

      根据汽车满意度调查结果报告 (世新大学, 2021),受访者认为适合形容纯电动车的形容词最主要为「低碳」占66.7%、「环保」占64.2%、「时尚」占20.5%、「新贵阶级」占18.3%。而受访者认为适合形容油电混合车的形容词中「环保」占43.7%、「低碳」占40.3%、「使用方便」占24.0%、「务实」21.1%、「时尚」18.4%。

      图6呈现了受测者对于三类车辆的认知比较。由这项调查结果可以发现,消费者对纯电动车和油电混合车最主要的观感是认为其有低碳与环保的效益,除此之外,也有约两成左右的消费者对纯电动车有「时尚」、「新贵阶级」的观感,因此可以推

图6  台湾受测者对于汽油车、纯电动车、油电混合车的感受之调查结果

论,纯电动车在消费者心中可能有新潮时尚、彰显阶级地位的商品价值,这反映出除了环保减碳效益、性能、方便性等考量之外,消费者的心理因素可能也占了购买纯电动车决策考量的一大比重。而对于油电混合车,消费者除了也有18.4%认为有时尚的观感,更有21.1%认为油电混合车是「务实」的选择。同样对纯电动车的观感,消费者对油电混合车也有时尚感受,但同时也认为是务实的选择,这样的心理感受可能来自于前述包含价格、续航力与方便性等综合考量。因为根据其他消费者可能顾虑因素的调查结果,消费者对于油电混合车续航力与使用方便性信心高者比例相对较多、对和汽油车价差的感受也不如纯电动车高,因而对油电混合车有务实的观感。

四、结论

      在全球进入气候紧急状态,各国陆续提出碳中和的具体承诺与减碳目标的现况下,环保减碳是无法阻挡的趋势。交通运输之低碳转型措施也带来电动车的崛起,车辆全面电动化是全球减碳的关键措施,兼具空气污染控制的效益。台湾在全球运具电动化的趋势中,具有从半导体、零组件、机械产业,到加工业完整产业链的优势,相当具有发展机会。然而,根据各种学术与实务研究报告显示,电动车的实质减碳效益,与其使用之发电型式背后代表的碳排放量关系最为密切。

      我国的电力来源约80%为火力发电,依据台湾经济部能源局的资料,台湾每度电代表0.509公斤二氧化碳的排放量,电力的生产过程造成的碳排放量仍有待减少。虽然台湾政府已宣示2025年提升再生能源占比至20%的目标,然而观察过去再生能源占比的改变速度,可推估达成目标之挑战性极高。以台湾现阶段的发电结构与相应之电力排碳系数状况,在台湾使用电动车的减碳效益仍受到电力本身属于「灰电」的影响,相对有限。

      根据世新大学就国人对电动车的看法与消费倾向的调查,台湾消费者对环保减碳抱持高度支持,但消费者对台湾发电结构的认知有所不足,乃至于对纯电动车或油电混合车环保减碳效益的认知也有偏误。另外,调查也显示消费者对于纯电动车的里程焦虑,消费者普遍认为纯电动车有续航力的疑虑,再加上台湾的电动车充电站的设置不足,电动车充电便利性也成为消费者的顾虑之一,相对而言,现阶段消费者对于兼用电力及化石燃料的油电混合车的续航力与使用便利性的顾虑较低。未来预期电动车的电池系统技术的改进和充电站设置的普及化,可以改善民众对电动车的里程焦虑。

      电动车作为一种消费商品,若同时综合考量减碳、环保、方便、经济等各种因素,对于经济能力强、取得充电设施相对容易的消费者而言,购买与使用纯电动车是合理的选择。就一般国人而言,在台湾的公共充电站设施普设完成,发电碳排放量大幅降低之前,油电混合车应该是一种兼顾理想与现实的合适选项。

 

参考资料

Kobe, C. (2020),  纽约市推新政策,2040 年公务车 100% 电动化, https://technews.tw/2020/02/13/new-york-city-vehicle-100-electric-2040/, Tech News 科技新报, 2021/02/13.

工商时报 (2021),  不仅强调买国货 拜登再为电动车添柴火, https://ctee.com.tw/news/global/408584.html, 工商时报, 2021/01/16.

吕锡民. (2015). 各种电动车技术介绍 An Introduction of Electric Vehicle Technologies. 94, P72-81.

世新大学. (2021). 汽车意向满意度调查.

张晨瑜. (2019). 5大关键 透彻解读运输碳排大户!. CSRone 永续智库. https://csrone.com/topics/5902

张君尧 (2020). 2020年全球碳排放减7%创纪录 「归功」新冠疫情 联合新闻网(2020/12/11),https://udn.com/news/story/6809/5084080

勤业众信 D. (2021). 2021汽车产业趋势与展望. https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/tw/Documents/consumer-business/rp210126-2021-electric-vehicles-trends-tc.pdf

詹诒絜、曾纬哲、王振益、李伦. (2021). 电动车Q & A问答大蒐罗Part I-低碳生活部落格. 台达电子文教基金会. https://www.delta-foundation.org.tw/blogdetail/3110?fbclid=IwAR1JWyGx-rh5BCsyAscosqTK_86KM8ASfHkqwLHcm8vp3meVJBnBKYjNU3M

Ajanovic, A., & Haas, R. (2019). Economic and Environmental Prospects for Battery Electric- and Fuel Cell Vehicles: A Review. Fuel Cells, 19(5), 515–529. https://doi.org/10.1002/fuce.201800171

Ajanovic, A., & Haas, R. (2015). Driving with the sun: Why environmentally benign electric vehicles must plug in at renewables. Solar Energy, 121, 169–180. https://doi.org/10.1016/j.solener.2015.07.041

Carbon Brief. (2019, 五月 13). Factcheck: How electric vehicles help to tackle climate change. Carbon Brief. https://www.carbonbrief.org/factcheck-how-electric-vehicles-help-to-tackle-climate-change

Choi, W., Yoo, E., Seol, E., Kim, M., & Song, H. H. (2020). Greenhouse gas emissions of conventional and alternative vehicles: Predictions based on energy policy analysis in South Korea. Applied Energy, 265, 114754. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114754

IEA. (2018). Global EV Outlook 2018. IEA Webstore.

IEA. (2020). Global_EV_Outlook_2020.pdf. https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020

IPCC. (2014). Climate change 2014: Mitigation of climate change: Working Group III contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (O. Edenhofer, 编辑). Cambridge University Press.

Knobloch, F., Hanssen, S., Lam, A., Pollitt, H., Salas, P., Chewpreecha, U., Huijbregts, M., & Mercure, J.-F. (2020). Net emission reductions from electric cars and heat pumps in 59 world regions over time. Nature Sustainability, 3. https://doi.org/10.1038/s41893-020-0488-7

LeBeau, P. (2020),  Led by Tesla, electric vehicle sales are predicted to surge in 2021, https://www.cnbc.com/2020/05/29/led-by-tesla-electric-vehicle-sales-are-predicted-to-surge-in-2021.html, NBC, 2020/03/29.

UNFCCC. (2020). Yearbook of Global Climate Action 2020: Marrakech Partnership for Global Climate Action | UNFCCC. https://unfccc.int/documents/267246

Wang, S., & Ge, M. (2019). Everything You Need to Know About the Fastest-Growing Source of Global Emissions: Transport. https://www.wri.org/insights/everything-you-need-know-about-fastest-growing-source-global-emissions-transport

Yuksel, T., Tamayao, M.-A. M., Hendrickson, C., Azevedo, I. M. L., & Michalek, J. J. (2016). Effect of regional grid mix, driving patterns and climate on the comparative carbon footprint of gasoline and plug-in electric vehicles in the United States. Environmental Research Letters, 11(4), 044007. https://doi.org/10.1088/1748-9326/11/4/044007

 

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