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

♡

父子環島日記第十六天

「爸爸，如果你人生可以重來的話，你還會讀博士嗎？博士學位真的有用嗎？」從他的話中聽得出來他對我的景仰，但也同時透露出他想探索出自己的路

「我覺得時代不一樣了，在爸爸那個年代，有高學歷等於保證有好工作。如果遇到好的指導教授，你可以學到的不只是學術，而是做學問的智慧跟生活的智慧，爸爸很幸運遇到好教授而且還跟他住在一起，所以還學會了堅韌不放棄的精神以及像他那樣顧家庭的好男人」

我接著說「但你已經有爸爸我這個指導教授，所以你不一定要讀博士，更何況現在博士學位已經不稀有了，有了博士學位不保證未來生活安穏。 除非你真的很喜歡做學問研究，要不然那四五年的光陰其實可以用來做你覺得更有意義的事」我很務實的說，未來學費只會更高，讀高學歷的投資報酬率只會越差，我們不一定要做大家都擠破頭的同件事。

「像我跟你出去，看到大家都會很尊敬你，我也想要這樣，被respected（被尊敬），你是怎麼做到的？」他繼續問，想要了解有沒有什麼人生的必勝方程式，是我人生重來還一定會去做的選擇。

我跟他說，我們每個人的每一天都要做出大大小小的決定，但每一個小決定都會漸漸定義了我們的一生。我跟他分享了平行世界以及第五空間維度的概念，其實在好幾個其他的平行世界都有一個我，在人生中做出了不同的決定，導致不同的人生結局。

你只要能接受這樣的概念，你的心就會更敞開，更願意去嘗試不同的可能性。

為了讓他理解這個概念，所以我們又回到了知本，我們16天前環島的起點，只是這次我們做了另一個選擇。 這次沒有住民宿也沒去探訪全台灣最美的野溪溫泉。 我們選擇住大家來知本的第一首選，知本老爺。

坐車回知本的路上，看著沿路都是我們父子一路徒步走來的風景，就像錄影帶倒帶一樣，他都能指出在哪個路標跟爸爸有什麼樣的互動跟對話，實在是很感動，其實他都記得很清楚（因為走路太累了所以印象深刻吧）。

我讓他渡過了一般城市小孩會有的渡假體驗，原本只是單純想對他證明仙境跟人間的差別，我以為只會是平凡無奇的飯店住宿體驗，卻意外的在他身上看到了不同的改變，讓我驚艷。

「爸爸，我想晚上去看原住民舞蹈」這種話，在以前，絕對不可能從我兒子親口說出。以前的他，只會想待在房間打ipad的電動。

不只如此，他主動想要體驗飯店的所有設備（話說回來，老爺B1的遊戲設備也太多讓我們父子玩了一整晚）

隔天中午，我們跟知本老爺劉總經理吃飯，他很落落大方的主動跟劉總分享他喜歡飯店的射箭學習體驗，並且質疑劉總真的有看客人的意見回饋單嗎？（劉總說當然有！）

晚上，我邀兒子一起去拜訪一下書屋的孩子，雖然騎車到台東郊區有一小段路，但他卻全程沒有像以前那樣抱怨，到了書屋也願意跟孩子們互動。

我驚訝（但偷偷的藏住我內心的驚喜）的覺知這一切變化，並且也在我心中一直問為什麼他會變這麼多？ 過去這二個禮拜我們倒底是做了什麼讓他成長那麼多？

我想了一整晚，我找到了解答。

我覺得反而是過去二個禮拜什麼都沒做，讓他跟在我身邊學習好好生活，他不只得到了充份的休息，也因為看到爸爸是如何跟都蘭野人（當地民宿主人驕傲的自稱）學習鄉間生活，所以他也有樣學樣的把我的好奇心跟學習能力偷過去變成了他自己能力。

「Savi, 醒醒，爸爸想到答案了」我搖醒睡夢中的兒子

「如果人生能重來一次，我一定還是會當背包客去自助旅行環遊世界，因為就是這樣的壯遊，讓我學會每天靠自己解決問題的能力。」

我回想起我的人生，尤其創業後所遇到的困境，都是因為年輕壯遊時期有累積大量解決問題的經驗跟樂觀，讓我渡過了一切困難。

「所以你並不一定要去國外拿高學歷，也不是要學如何投資基金股票賺錢，也不一定要網球打到像Uncle Jimmy （王宇佐）那麼好才是成功。 你只要有一顆主動願意去學習新事物的心，那你就會有快樂的人生」我興奮的跟兒子分享我苦思整晚的答案

「哦，好」他聽完後倒頭就睡，來到台東的他，每天至少要睡11～12小時以上，好像要把之前在高雄睡不夠的時間給補回來。

如果你也有青少年不知該怎麼處理他的叛逆期，他那自以為是的態度跟封閉的心，那我會建議讓他去嘗試自助旅行去闖蕩江湖一下，他會從中獲得很多寶貴的禮物。

休息夠了，心打開了，主動學習的能力就會自然擁有。

美國民主黨候選人拜登（Joe Biden在美東時間7日晚間8時許（台灣時間8日上午9時許）發表勝選演說，全文如下：

現在，我們一起站在老鷹之翼上，要展開上帝與歷史呼喚我們做的事。帶著飽滿的心與安穩的手，帶著對美國和對彼此的信任，帶著對國家的愛與對正義的渴求，讓我們成為那個我們深信能成為的國家。

各位，這個國家的人民已經表達了意見，他們已給予我們明確的勝利，也是令人信服的勝利，這也是人民的勝利，我們以歷來總統候選人最高普選票獲勝，7400萬票，我必須承認我很訝異。

今晚我們看到整個國家、所有城巿、國家的每個地方、還包括全世界，都感到歡欣與希望，相信明天會更好。我對你們給我信任與信心深感謙卑，我矢言成為不尋求分化而是尋求團結的總統、不看紅色（共和黨）州或藍色（民主黨）州而只看見合眾國（United States，又有各州團結一致之意）的總統。我帶著對所有人民的信心，全心爭取所有人民的信任。美國最重視的是人民，我們的政府最看重的也是人民。

我認為我擔任總統的職責是找回美國的靈魂；重建美國的支柱，也就是中產階級；讓美國重新獲得全世界的尊敬；同時讓整個國家團結。數以百萬計的美國人投給這樣的願景，是我畢生的光榮。現在，要達成此一願景的重擔來臨，也就是我們這個時代要面臨的考驗。

各位，我說過很多次，我是吉兒（Jill）的丈夫，如果沒有她的愛與支持，我不會站在這裡。還有我的兒子杭特、女兒艾許莉、所有孫子女、他們的配偶，還有所有家人，他們都在我心中。

吉兒是媽媽，也是教育工作者。她畢生致力於教育，教育不僅是她的工作，也是她的志業。今天對全美教育工作者而言是好日子，你們的其中一員會進入白宮，吉兒會成為偉大的第一夫人，我非常以她榮。

我也有幸擁有一位非凡的副總統，那就是賀錦麗（Kamala Harris）。她寫下歷史，成為美國首位女性副總統、首位非裔及南亞裔副總統、也是首位移民之女副總統。別告訴我這在美國不可能發生，這早就應該發生了！我們要記得，許多前人奮鬥多年才讓這件事成真。美國人民彎曲宇宙的弧線，讓它更傾向正義。

卡瑪拉（賀錦麗英文名）、道格（Doug Emhoff，賀錦麗丈夫），不管你們喜不喜歡，你們已成為家人，成為拜登家族的榮譽成員，已經跑不掉了。

至於那些在疫情中志願參與選務的人員、地方選務人員，你們應該得到全國人民的感謝。而我的競選陣營中所有志工，極力奉獻自己，讓這一刻成為可能，我將一切歸功於各位。

對於所有支持我們的人，我為我們的結盟感到光榮，是史上範圍最廣也最多元的結盟，涵蓋了民主黨人、共和黨人、獨立選民、進步派、溫和派、保守派、年輕人、年長者、都會居民、郊區居民、鄉村居民、同性戀、異性戀、跨性別者、白人、拉美裔、亞裔、原住民。我是說真的。特別是在選戰進入谷底時，非裔美國人族群為許多人挺身而出，我永遠支持你們，也擁有你們的支持。

我說過，希望我的選戰能代表所有美國族群，我們做到了，現在我們要讓新的政府能代表你們所有人。對於川普的支持者，我理解你們有多失望，我也敗選過幾次，但現在讓我們給彼此機會。是時候停止刺耳的口舌之爭，降低激烈情緒，看見彼此。

要達成進展，我們必須停止將對手視為敵人，他們不是敵人，是美國同胞，是美國同胞。《聖經》告訴我們「萬物有時」，建造有時、收成有時、播種有時、療癒有時，現在就是療癒美國的時刻。

現在選戰結束了，人民對我們的付託是什麼？我相信是這樣：美國人民要求我們集中正直之力、集中公平之力、集中科學之力、集中希望之力，讓這些力量在這個時代的重大戰役中發揮，包括抗疫之戰、打造繁榮之戰、保住家庭醫療保險之戰、達成種族正義及排除瘋狂體制之戰、控制氣候變遷以拯救地球之戰、重建正直捍衛民主之戰、讓所有國民得到公平機會之戰，他們只要求這件事：得到公平機會。

各位，我們已展開控制新冠肺炎（Covid-19）的工作，我們無法重建經濟、恢復活力、或者恢復民眾人生中最珍貴的重要時刻，包括擁抱孫兒、孩子的婚禮或畢業典禮等等，這一切對我們最重要的時刻，都必須在疫情獲得控制後才能發生。

周一當天，我會請一群領先同行的科學家與專家擔任交接顧問，協助將拜登－賀錦麗的抗疫計劃轉型為行動藍圖，自2021年1月20日開始實施。這套計劃將以科學為基石，以同理心出發進行策劃，考量所有層面。我會毫不保留、竭盡全力扭轉疫情。

各位，我以身為民主黨員為榮，但我會以美國總統的身分治理國家，對於沒有投票給我的人，我會像為我的選民一樣努力為他們工作。讓美國這個妖魔化的冷酷時代，在此時此刻終結。

拒絕民主黨人與共和黨人彼此合作的，不是什麼無法控制的神秘力量，而是我們選擇的決定。我們可以決定不合作，我們也可以決定要合作。我相信這是美國人民對我們的付託，他們希望我們為了人民的利益合作，那是我會選擇的事。

我呼籲國會的民主黨人與共和黨人做出和我一樣的選擇。美國的故事，就是在美國擁有雖然緩慢但穩定而寬廣的機會。別誤會，太多夢想需要太久才能實現，我們必須承諾，國家會為了所有人前進，無論種族、族裔、信仰、認同、或是否殘障。

各位，我們站在反思的時刻，我們擁有機會擊敗，打造繁榮且有目標的國家。我知道我們可以做到。我長久以來一直在談，要為美國的靈魂而奮戰，我們必須找回美國的靈魂。比較良善的天使與最陰暗的衝動之間的持續戰役，型塑了我們的國家；在這樣的戰役中，總統的言論至關重要。是時候讓良善的天使佔上風了。

今晚，全世界都在看美國，我相信我們是最好的。美國是全球的燈塔，我們不僅以身為權力的榜樣領導世界，也是以身為榜樣的力量領導世界。我向來相信，你們很多人都聽過，我向來相信可以用一個詞彙定義美國：可能性（possibilities）。

在美國，人人都應獲得機會去追夢，使用天賦的能力。我相信這個國家的可能性。我們總是展望未來，展望一個更自由、更公平的美國；展望一個用尊嚴與尊重創造工作機會的美國；展望一個能治癒癌症和失智症等疾病的美國；展望一個永不忽略任何人的美國；展望一個永不放棄、永不屈服的美國。

這是一個偉大的國家，擁有優秀的國民，這是美利堅合眾國。沒有任何事是我們結合眾人之力還辦不到的。在選戰最後幾天，我一直想著一首對我和我的家人意義深厚的聖詩，特別是我已逝的兒子波。它捕捉了一直以來支持我的信念，我相信這份信念也支持著美國。

我希望它能將撫慰帶給23萬個家庭，他們今年因這個可怕病毒而失去摯愛的人。我向所有人致上誠摯哀悼，希望這首聖歌也帶給你們慰藉。

「祂會用老鷹之翼承載你們，用黎明的呼吸承接你們，讓你們如太陽般照耀，用祂的掌心擁抱你們。」

現在，我們一起站在老鷹之翼上，要展開上帝與歷史呼喚我們做的事。帶著飽滿的心與安穩的手，帶著對美國和對彼此的信任，帶著對國家的愛與對正義的渴求，讓我們成為那個我們深信能成為的國家。

一個團結的國家，一個堅強的國家，一個已弭合分歧的國家，那就是美國。願上帝保佑大家，願上帝保佑我們的軍隊。

參考資料：

https://tw.appledaily.com/international/20201108/WKQJ6IZ7MJDXXKOVJHD6QTTPA4/ 拜登當選 | 勝選演說全文：現在是療癒國家的時刻　將找回美國靈魂