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電池交換崛起：從焦慮解方邁向能源調度核心




隨著全球邁向淨零碳排目標，電動車（EV, Electric Vehicle）已被廣泛認定為能源轉型的關鍵工具，特別是在交通運輸部門。根據國際能源署（IEA）2024 年的報告指出，道路運輸約占全球溫室氣體排放的六分之一，若要於 2050 年達成全球淨零排放願景，2030 年電動車銷量必須占整體車輛銷量的 65%。


這一目標雖具挑戰性，但在部分地區已有積極成長趨勢，例如中國與歐洲在政策補貼與產業扶持下，EV 銷量持續突破紀錄。不過，充電基礎設施的建設速度與品質仍成為制約因素。


根據英國國家電網（National Grid）分析，目前市場上普遍存在兩大焦慮：其一是「續航焦慮」，即消費者擔憂電動車無法支應長距離行駛；其二為「充電焦慮」，包括高峰時段排隊充電時間過長、充電樁設備損壞或故障、以及充電系統軟體錯誤導致無法順利充電等問題。


此外，IEA 指出，雖然公共充電站數量逐年增加，但與日俱增的電動車保有量相比，建設速度仍遠遠落後；特別是在郊區與高速公路沿線的佈局更顯不足。因此，若要消弭用戶疑慮並加速市場採納率，發展替代充電機制成為當務之急。



電池交換：重構電動車能源補充模式


電池交換（Battery Swapping）技術提供了一個不依賴充電時間的替代方案：


透過交換站快速更換已充飽的電池，使能源補給變得如同傳統燃油車加油一般迅速便利；該模式不僅解決使用者對充電設施的依賴與焦慮，也讓整體能源管理更具彈性，特別適合城市密集地區與高週轉需求的物流、共乘與公車等車隊應用。


根據 BCC Research 報告，全球電池交換市場預計將從 2024 年的 8.942 億美元，以 25.5% 的年複合成長率（CAGR） 成長至 2029 年的 28 億美元；這顯示電池交換系統正快速崛起為電動車能源補充模式中的主流選項之一。


目前已有多家企業領先投入此領域，包含：


  • NIO（蔚來）： 中國電動車製造商，已部署多座自動化換電站，三分鐘內即可完成電池更換，並計畫於歐洲市場擴展佈局。

  • CATL（寧德時代）： 全球電池製造領導企業，推出模組化換電方案 EVOGO，主打電池租賃與彈性搭配。

  • Ample： 美國矽谷新創，採用機器人自動化電池替換技術，標準化模組設計可應用於多款車型，並已在舊金山與歐洲試點商業服務【Forbes】。


在標準化方面，IEC 國際電工委員會針對電池交換系統發表了系列技術規範：


  • IEC TS 62840-1：定義電池交換系統整體架構、功能與組件分類；

  • IEC TS 62840-2：針對電池交換操作的安全性進行技術要求規範；

  • IEC PAS 62840-3：提出不同製造商與設備間的相容性與互通性設計標準。


此外，IEC 還針對電動車充電技術制定了多項標準，如 IEC 62196 系列（插頭與插座）、IEC 61851（充電系統）、IEC 63110（充放電管理協定）等，並著手推動無線電力傳輸（WPT, Wireless Power Transfer）標準，以實現動態充電的未來。




電池交換的多重優勢與潛在挑戰


優勢：


  • 快速高效：可於數分鐘內完成補能，遠快於快充系統。

  • 降低購車成本：消費者可購買不含電池車輛，僅透過租賃或計次使用電池，降低入手門檻。

  • 提升電池管理效率：集中管理有助於延長電池壽命，推動循環經濟。

  • 節省空間與用電負載：交換站占地小，可在離峰時段充電，減少對電網衝擊。


挑戰：


  • 成本轉嫁與模式選擇：用戶需評估訂閱與按次收費間的總成本差異。

  • 基礎設施待擴建：交換站分布仍集中在少數城市，難以形成普及性網絡。

  • 操作與安全性疑慮：若無標準化程序與機制，可能導致操作錯誤或安全事故。


IEC 的 IECEE（電工設備與元件合格評定系統）提供電池安全、性能、相容性、電磁干擾等多項測試，確保電池交換設備達到國際水準。



未來前景：從替代方案邁向能源基礎建設關鍵角色


根據國際再生能源機構（IRENA），包括電動車、能源儲存與智慧電網的整合，將是推進全球再生能源佔比提升至三倍的核心策略之一。電池交換系統的高效率與可控特性，將成為城市電網調度與電力基礎建設升級的重要角色。


隨著標準持續完善與市場逐漸成熟，電池交換將不僅是應對充電焦慮的解方，更可能成為電動車與智慧城市能源管理的骨幹之一。



參考資料：


  1. IEC e-tech 專文（全球能源轉型背景）《Tripling renewable energy capacity is both technically feasible and economically viable》 https://etech.iec.ch/issue/2025-01/tripling-renewable-energy-capacity-is-both-technically-feasible-and-economically-viable

  2. IEA 國際能源署（EV 成長與充電基礎建設）《Electric Vehicles – Tracking Clean Energy Progress》 https://www.iea.org/energy-system/transport/electric-vehicles

  3. IEC 標準官方出版物（電池交換系統技術規範）《IEC TS 62840 系列：Battery swap system for electric vehicles》 https://webstore.iec.ch/en/publication/75827

  4. BCC Research（市場規模與成長預測，已改為部落格出處）《The Rise of the EV Battery Swapping Market: Transforming the Future of Electric Mobility》 https://blog.bccresearch.com/the-rise-of-the-ev-battery-swapping-market-transforming-the-future-of-electric-mobility

  5. Forbes Business（Ample 等企業案例）《Ample’s Battery Swapping Model Gains Global Traction》 https://www.forbes.com/sites/davidblackmon/2023/12/21/ample-battery-swapping-ev/?sh=3c650de7517a

  6. National Grid（EV 使用者焦慮與未來充電需求）《What does the future of electric vehicle charging look like?》 https://www.nationalgrid.com/stories/journey-to-net-zero-stories/what-does-future-electric-vehicle-charging-look

  7. IEC Webstore（無線電力傳輸 WPT 標準化）《IEC Wireless Power Transfer Standardization Overview》 https://webstore.iec.ch/searchform&q=wpt

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