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這是一篇蠻持平客觀的分析、說明..... 電動車和你想的不一樣：只是炒作？真的會造成缺電嗎？專家一次說清楚（12/30/2020 風傳媒）

"你應該知道的是：豐田汽車社長痛批，電動車若更加盛行，可能造成日本大缺電，此一說法引發外界熱烈討論。如果電動車滿街跑，到底會不會缺電？電動車只是炒作的話題嗎？作者以專業背景解釋，電動車對解決大城市嚴重空氣污染將有顯著成效，但能源轉型困境並未因此紓緩，能源問題人人有責，不能把責任推給政府。"

作者：曲建仲 / 台大電機博士，知識力專家社群創辦人

近年來空氣污染讓大家忍無可忍，溫室效應造成的氣候暖化日益嚴重，讓世界各國政府推出新的碳排放法規，不約而同喊出 2030或2040 年禁售燃油車的口號，許多車廠被迫積極開發電動車，彷彿電動車能夠解決人類的空氣污染與能源問題，豐田社長怒批世界各國政府力推電動車只是炒作，許多人可能認為那是豐田(Toyota)眼見特斯拉(Tesla)股價節節高昇而吃醋，所以電動車真的是未來環保的新希望嗎？事實恐怕和你想的不一樣？

電池的構造與原理

所有的電池都具有陽極(負極)與陰極(正極)，基本上都是由陽極(Anode)發生的化學反應產生電子(Electron)與陽離子(Ion)，電子流入元件可以推動元件工作，也就是我們所稱的電能，如圖一(a)示；陽離子則經由電解質穿越多孔性的隔離膜到達陰極，如圖一(b)所示；最後陽離子與電子在陰極(Cathode)結合，如圖一(c)所示。

電池的陽極(Anode)：是我們所稱的「負極(Negative electrode)」。電池的陰極(Cathode)：是我們所稱的「正極(Positive electrode)」。

兩者恰好相反，千萬別弄錯了唷！大家可能會好奇，為什麼會恰好相反來造成大家的困擾呢？因為化學家定義放出電子的叫「陽極」；而陽極放出電子，代表陽極必定帶負電(同性相斥、異性相吸)，所以物理學家稱陽極為「負極」。

不同的鋰電池主要是陰極材料不同

不同的鋰電池其實主要是使用的陰極材料(正極材料)不同，目前最常用的陰極材料共有四種：鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)、鋰錳氧化物(LiMn2O4)、鋰鐵氧化物(LiFePO4)，其中大家常聽到的「三元鋰電池」其實是陰極材料使用鈷鎳錳酸鋰三元化合物的鋰離子電池，其中三元是指包含鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)三種金屬的化合物，而電解質主要是使用六氟磷酸鋰液體，負極材料一般是使用石墨。

固態鋰電池未來發展值得關注

由於現在的鋰電池所使用的電解質是液體，容易發生漏液汙染、易燃爆炸等問題，而固態鋰電池的電解質是固體，不會因為隔離膜破損就導致陰陽極接觸短路爆炸，而且固態鋰電池的密度和結構可以讓更多帶電離子聚集傳導更大的電流提升電池容量，此外固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液等特性，不像傳統鋰電池的液態電解質含有易燃有機溶液，需要降溫、防撞擊、防穿刺等安全裝置。

電極材料與液態電解質容易完全接觸，但是和固態電解質接觸不如液體，造成介面阻抗過高，影響整體電池效能，而且固態電解質製程良率低價格高，仍然有許多困難。日本Toyota公司預計2022年推出全固態鋰電池的電動車，美國Fisker公司為固態鋰電池申請專利，能量密度可達傳統鋰電池的2.5倍，法國Bollore公司已經量產固態金屬鋰聚合物電池，德國Bosch公司收購美國Seeo公司研發固態鋰電池技術，QuantumScape公司的鋰固態電池號稱15分鐘可以充飽80%股價大暴漲，由於廠商投入資源研發未來發展可期。

電動車的普及有賴電力基礎建設

電動車要充電，但是如何充電是個大問題，像Gogoro的電動機車一個電池只有9公斤，使用者可以到電池交換站自行更換電池，但是Tesla電動車的電池重達500公斤以上，只能以定點充電的方式進行，即使目前的規格要求在1小時內完成充電，使用者是否能在加電站等1小時卻是個問題。

如果必須把車開回家在停車場充電，最大的問題是目前的電力基礎建設不足，假設大樓停車場有100個停車位，每個都設置插座，當100台電動車同時充電時，大樓的變壓器無法承受如此巨大的電流，因此整個電力基礎建設，包括：變壓器、變電所、高壓電塔都必須重新設計才能達成，聽起來就不是短期內可以做到的事，可能的解決方法是在大樓停車場建置大型儲能電池，當大量電動車充電時可以由大型儲能電池供電，考慮到成本與安全，大型儲能電池使用釩電池或鋁電池是未來可能的發展方向。

電動車不會排放廢氣　更環保而且節省能源？

由於我們的發電廠是以高壓交流電(AC)傳送到使用者家中，再以「電源供應器(PSU：Power Supply Unit)」轉換為直流電(DC)才能對鋰電池進行充電，如果使用的是交流馬達，則鋰電池供電時要再轉換為交流電(AC)給馬達供電，每一次的電源轉換效率大約80%~90%，因此這樣轉來轉去其實浪費許多能源。根據德國慕尼黑經濟研究院(IFO：Institute for Economic Research)發布的一份研究報告，考慮電動車的碳排放量時，如果將鋰電池的生產製造、能量轉換，以及供電過程中發電廠發電所排放的二氧化碳算進去，電動車的二氧化碳排放量會比傳統燃油汽車高。

根據IFO的資料，最環保的能源形式是使用「甲烷」，也就是我們家裡用的天然瓦斯，它與一般的「瓦斯車」類似，差別在目前瓦斯車使用的「液化石油氣」是丙烷和丁烷的混合物。以甲烷為主要動力的內燃機(引擎)可以使汽車減少碳排放量，而且甲烷裡含有的氮化物、硫化物等雜質更低，是汽車製造商可以採用的環保能源，搞了半天最環保的竟然是瓦斯車，看來豐田社長怒批電動車只是炒作算有幾分道理，不過瓦斯車還是會排放二氧化碳，無法解決溫室效應的問題。

電動車只能改善空氣污染　無法解決能源問題

充電站裡的電是那裡來的呢？還是由發電廠來的，說來說去，又回到了最原始的火力、水力、核能發電來提供，核能目前被社會接受的可能性很低，在台灣想蓋水庫都很困難了更別說水力發電廠，因此又回到最原始的火力發電，不論是使用天然氣或煤碳，最後還是免不了要造成空氣污染的，因此有人說電動車只是把城市裡的空氣污染，轉移到郊區發電廠而已。台灣目前全力推動太陽能與風力發電，這是應該做的，只是核能電廠要除役，太陽能與風力發電只怕用來補上這個電力缺口都不夠，沒辦法多出來給電動車使用。

汽柴油車與火力發電廠最大的差別，在於對污染物的控制，汽柴油車滿街跑到處噴廢氣，只能使用觸媒轉化器進行處理，由於價格與體積的限制，無法對廢氣有效回收處理；而發電廠是將廢氣集中處理，可以使用更昂貴體積更大的工業設備對廢氣有效回收處理，污染的確變低，因此使用電動車一定會減少城市的空氣污染，再加上近年來電池從製造方式到回收技術都快速進步，發展電動車仍然是重要的選項之一。

氫能與燃料電池被視為終極環保能源但是困難重重

傳統電池直接使用化學反應產生能量，優點是能量轉換效率很高(80%以上)，但是充電需要比較長的時間；而使用燃料以內燃機(引擎)進行燃燒反應產生能量，優點是可以直接補充燃料，但是使用內燃機的能量轉換效率很低(30%以下)，科學家開始思考，有沒有一種方法同時具有「電池」與「燃料」的優點呢？於是燃料電池從此誕生了。

燃料電池和傳統電池的原理相同，都是將活性物質的化學能轉換成電能，但是傳統電池的電極本身是活性物質，會參與化學反應；而燃料電池的電極本身只是儲存容器而已，並不會參與化學反應(觸媒只用來引發化學反應)，必須將活性物質加入電池內，就好像我們的汽車補充燃料一樣，才能產生化學反應形成電能，是一種要補充燃料的電池，故稱為「燃料電池(Fuel cell)」。

儲氫技術價格偏高目前仍然無法擺脫石油

燃料電池使用氫氣與氧氣反應產生水，反應後排放的氮化物或硫化物極少，幾乎沒有任何污染，因此被視為終極環保的再生能源。但是燃料電池必須使用氫氣做為燃料。高壓儲氫技術如何把又大又重又危險的氫氣鋼瓶放在車上是個大問題；因此有國外公司開發出可以承受700大氣壓的航太複合材料儲氫瓶，可以取代氫氣鋼瓶，Toyota公司更在推出氫燃料電池車款Mirai，創下單次加滿氫氣可以行駛500公里的紀錄，已經是成功的商品了，那麼它的問題到底在那裡呢？

首先車上放了一個壓力這麼大的儲氫瓶是否安全是個問題，氫氣的來源則是更大的問題，大家都知道電解水可以產生氫氣與氧氣，問題是電解水產生氫氣的成本很高，而且這些電還是來自發電廠。為了降低成本，目前工業上主要是將碳氫化合物 (石油)以「 蒸氣重組」（Steam reforming）的方式分解生產氫氣，搞了半天還是要以石油做為原料，看起來人類要擺脫石油還真困難。

為什麼世界各國都訂定2030或2040年禁售汽柴油車？

很有趣的現象，世界各國都訂定2030或2040年全面禁售汽柴油車，為什麼是這個時間呢？主要還是覺得前面介紹的這些問題，包括充電站建置、電力基礎建設、新建大型發電廠，或是太陽能、風力發電等新能源開發，大約需要20年時間，因此選擇了這個時間點，問題是如果時間訂定了，卻沒有看到政府加蓋發電廠，那時間到了要怎麼辦呢？

不過各國政府爭先恐後這樣「宣誓」，還有一門不可言傳的心思，那就是老百姓對空氣污染已經忍無可忍，但是眼見要解決這個問題困難重重，宣誓「2040 年」禁售汽柴油車，等於是給老百姓一個交代，反正2040年是 20 年以後的事了，到時候站在台上的一定不是現在宣誓的這個人，這種只靠嘴巴說說就可以成功的「政績」，何樂而不為呢？

能源問題人人有責　不能把責任推給政府

經過前面的介紹，大家一定發現人類的能源問題沒有這麼簡單，政府該做的不只是靠嘴巴宣誓禁售汽柴油車，而是必須認真開始發展綠色能源。目前最大的問題在於：電價太便宜，造成使用者沒有節約用電的習慣，各種價格較高的「家庭能源管理系統」（HEMS：Home Energy Management System）乏人問津，電價如果真的大漲又會造成物價波動，受限於選舉與政治因素，要讓電價上漲也是困難重重，只能靠我們自己養成時時節約能源的習慣，才是最有效的方法。

責任編輯/周岐原

完整圖文內容請見：
https://www.storm.mg/article/3340151?mode=whole

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《文茜的世界周報》
【川普訪問日本會見新日皇，參訪相樸等行程，如同旅遊不談汽車關稅及TPP。川普與安倍連續三個月見三面，蜜月關係摻雜著算計 安倍七月大選，川普要求日本對中科技冷戰站邊，美日貿易關稅安倍選後再發佈】

美國總統川普，成為令和時代，第一位造訪日本的國賓。

短短６８小時的日本行，美國總統川普，接受日本新天皇德仁夫婦款待，與皇室成員享用了一頓法式晚宴。

跟著首相安倍晉三，到六本木品嚐美味和牛。在萬人簇擁下，體驗日本傳統大相撲。這是前所未見的畫面，川普沒有空手而來。這是在美國製造，名為「美國總統杯」的獎杯，高137公分，重約30公斤，上頭還刻了象徵美國的老鷹。

(美國總統/川普)
我在此頒給奪冠的平幕朝乃山，這座特製的「美國總統杯」，於令和元年5月26日，美國總統唐納川普，謝謝

遠道而來的川普，當然不只是來頒個獎。這是川普自2017年1月就任美國總統以來，第11次與日本首相安倍晉三進行會談。加上安倍4月訪美，以及6月即將到來的G20峰會，川普將連續三個月與安倍會面，橫在兩人中間最大的歧見，是美日貿易談判。

(日本首相/安倍晉三)
關於這些(汽車及關稅)問題，我們都認為要加快談判進程，這點我與川普總統有共識

事實上，川普絲毫沒有打算妥協。

(美國總統/川普)
美日貿易存在著，你難以想像巨大的不平衡，多年以來都是如此，我認為我們可以跟日本達成協議，就像我相信我們可以跟中國達成協議

美國的對日貿易逆差達7.5兆日圓，川普威脅要對日本汽車加徵關稅，同時要求日本調降美國牛豬肉等農畜產品進口關稅。美日兩國自4月開始進行貿易談判，迄今仍未能找到妥協點。

(BBC新聞片段)
在重要的會談登場前一天，安倍讓美國總統倍受禮遇，我們將會看到，這個「賓至如歸」的戰術是否會有效果

這並非川普首次訪日。但是作為「令和時代」，首位以「國賓」身份首位訪日的美國總統。川普享受到的是明治時期以來，接待國賓級最高禮儀的宮中晚宴。新天皇德仁與雅子皇后，邀請川普夫婦坐在皇居「豐明殿」的主桌，由皇族，內閣成員、經濟及文化界重要人士，一同作陪。

前一天，日本首相安倍晉三，更是從早上九點多，就安排好高爾夫行程。中午兩人一同吃了漢堡之後，傍晚直奔兩國國技館。安倍不但特別為了川普，在土俵前方的保留席，將坐墊換上方便川普坐的椅子，甚至讓川普穿拖鞋，踏上土俵頒獎。當天兩人連晚餐也在一起，可說是一整天形影不離。面對如此極致的款待，仍舊沒有換得川普在美日貿易談判上鬆口，安倍失望嗎？那倒不盡然。瑞穗總研的安井明彥說，川普沒有說話，安倍的目的，就已經達到了。

(瑞穗總研歐美調查部部長/安井明彥)
日本之後在7月有參院選舉，安倍進行了綿密的準備，竭盡所能的給川普很好的款待，希望川普稍稍注意到，不要講一些日本不能接受的事情

這一點，川普算是做到了。早在抵達日本當天下午，包括豐田社長等五大汽車廠在內，30位日本頂尖企業領導人，獲邀出席川普晚餐會。川普進場時，軟銀會長孫正義上前熱情擁抱，當川普在演講中提及軟銀時，孫正義還舉手說：會再加碼。川普在演講結束後，走向孫正義道了聲謝。隨後向出席的豐田社長豐田章男，提出向美國加大投資的要求，但據稱沒有提及關稅問題。

(美國總統/川普)
看看日本，數百萬輛日本車進入美國，當日本把汽車運進來時，要不沒關稅，要不就只繳很少稅

以前每次發生日美貿易摩擦時，豐田總成為箭靶，其實豐田已在美投資超過600億美元，共計擁有10座工廠，直接或間接創造了47.5萬多個工作機會。在美國銷售的汽車中，從日本出口的比例，也從1990年的66%下降到了28%。即使川普加徵關稅，也不可能大幅削減美國對日貿易逆差，要縮減赤字必須另闢途徑。

日本行最後一天，安倍邀請川普登上日本海上自衛隊護衛艦「加賀」號，向國人展現穩固的美日同盟。日本有意改造加賀號，以搭載F35戰鬥機，川普表示歡迎。

(美國總統/川普)
日本近來布新採購105架F35戰鬥機，而F35戰鬥機是最棒的戰機，這項採購案將使日本成為美國盟國中，擁有最大規模F35戰鬥機群的國家

日本防衛省還表示，有計畫購入42架最新的F35B戰機，做為未來加賀號上艦載機，然而一架F35A戰鬥機的單價，差不多要116億日元，具備艦上起降的能力的F35B價格，更是遠超過這個數字，預計追加採購費用，將超過1兆日元，這讓川普回國，對選民很好交待。

(美國總統/川普)
日本覺得他們有需要買，我也認同他們有這個需要，日本幾乎所有的武器都是向美國買的，大大消減了美日貿易赤字的問題

安倍唯一沒有料到的，是這一句。

(美國總統/川普)
關於貿易方面，我們將會在8月宣布些什麼消息，總之是對我們兩國都有好處的事

(前美國貿易代表副助理 前日本美國商會會長/Glen Fukushima)
安倍希望一切等到7月大選後再說，而川普希望11月前給他連任的子彈，安倍希望在國會保有2/3席次的優勢，因為他想要修改日本憲法，修憲才是他的首要大事，如果要達成修憲目的，他就不能在參議院丟失太多席次，當然眾院也不能掉，我認為安倍和川普，過去幾個月都在商量這件事，他們兩人對此也都有共識或協議，就是川普幫安倍穩住國內形勢，把美日貿易談判協議押後到選後再說，安倍則會給予川普一些回報，好讓川普可以回國對選民說，他獲得了極大勝利

川普安倍互蒙其利，一切「8月再說」。