2009/10/05
經濟部能源局
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▓撰文：陳芃
汽車是文明的表徵之一，除代表個人行動領域的延伸之外，汽車工業更是集科技之大成，從基礎的物理、機械、加工技術，延伸至材料、控制等領域，而車用電子等需求，更是資訊與通訊（ICT）產業的一大舞台。然而，汽車也是能源耗用的巨獸及污染的製造者，如何維繫汽車與文明的連結又去除上述的負面影響，是當代迫切的問題。
美國眾議院日前通過「清淨能源與安全」法案（American Clean Energy and Security Act），雖仍待參議院通過，但昭示著節能與降低溫室氣體排放已進一步落實於法律之中。美國總統歐巴馬日前宣示補助美國電池業者12億美元，期以綠色科技振興經濟，並在2015年前將推動100萬輛電動車上路。如以每年平均銷售20萬輛計算，已占美國汽車年銷售量的1.2～1.5％，市場潛力已經展露。本文將介紹近日世界各國對於電動車輛的發展動態與相關議題，謹供各界參考。
2010年電動車大戰開打
在政策宣示的市場大餅之外，由於電動車規格（如動力、電池）與周邊規格（如充電站）等尚未建立，能搶先進入此一市場並執牛耳者，將可讓汽車工業排名重新洗牌，不但既有的車商積極投入，電池、機電控制整合等廠商也紛紛加入戰局。
在短期的競爭上，通用汽車的混合動力車Volt已在模擬測試階段，以汽油引擎發電帶動車輛，根據美國環保署（EPA）規範測試，每公升汽油可行走83公里，預計售價為4萬美元。同樣的價位，中國比亞迪（BYD）所推出的E6車款，為純電動車設計，採用鋰電池做為動力來源，號稱充一次電可行駛300公里以上，且15分鐘即可充滿80％的電量。
而Nissan則宣布在2010年推出純電動車Leaf，預期銷售量為全球每年20萬輛。Leaf一樣使用鋰電池，充滿電可以行駛160公里，30分鐘內能充滿80％的電力，數據雖比不上E6，但1.5萬美元的售價非常具有競爭力，更提供出租電池的服務，在周邊市場與售後服務上已預作安排。
在整個企業的戰略上，可看出GM先期將以混合動力車應戰，取其周邊服務（加油站）的完整與貼近消費者已既成使用習慣；在這塊領域中，Toyota身兼先鋒與龍頭的地位。而Nissan、BYD等挑戰者，直接開發零排放的純電動車，但周邊服務仍待建立，將有可能影響消費意願。
對於舊車仍堪使用或沒有預算換車的人來說，是否就難一親電動車芳澤？這裡有個簡便的解決方案！前IBM工程師Charles Perry設計出一組改裝套件，將電子馬達裝置在輪胎內側，讓傳統汽車搖身一變成為混合動力車，可使行駛距離加倍，等於省下一半的油錢。目前這項發明正在申請專利與實驗，預估在3年內上市，售價預估在3,000美元左右。
落實關鍵端看充電設施
針對純電動車的充電需求，世界各國的思維則是同中有異。根據柏克萊大學的研究顯示，為服務電動車充電需求，美國未來十幾年恐怕必須投入3,200億美元用於基礎建設。Ford針對此點，提出無線網路加上電力網路的概念，電動車由無線網路連結電網的智慧電表，甚至可設定在優惠電價時段自動為汽車充電。
Better Place是一家位於矽谷的公司，提出兩類型的充電解決方案，其一為透過如同行動電話基地台般的網路服務，將充電站構建在家中、工作場所、公共設施等地點；另一種方式則為電池更換站，不用花時間等待充電，進站後系統直接自動更換電池，為時僅需2分鐘。該公司已與Renault-Nissan集團展開合作，將在以色列、丹麥兩國展開充電網路的建設。同時，日本政府亦補助Better Place的構想，與日本最大計程車業者Nihon Kotsu合作，展開「更換電池電動計程車先導計畫」，在東京市區內試驗落實電池更換站的概念。
德國則以都會區為優先，由政府提供土地，由能源公司在柏林市區興建至少550個充電站，M.Benz與BMW則共同提供1,000輛以上的測試車。同時，德國也提案訂定電動車插座的工業規格，使各車廠的電動車規格統一，目前與VW、GM、Mitsubishi等公司達成初步共識，未來將使用相同的插座與400V電源。
在法國，Renault-Nissan集團與法國電力公司合作，研發汽車充電與資訊系統，該系統能自動計算剩餘電量，並在電量不足時導引至最近充電站充電，並可自動識別車輛身份與收費。
日本方面，Nissan、Mitsubishi、Fuji Heavy Industry與TEPCO（東京電力公司）共同組織技術規格委員會，將汽車充電方式標準化，充電站普及化，以提升日本電動車的推廣。同時，日本連鎖商店協會（JCSA）也計畫將充電站導入便利商店的可能性。
電池發展將左右戰局
電池是電動車的核心，這也使電池的投資大幅增加，除車廠與既有的電池業者外，IBM、NEC等國際企業也跨業進入。IBM投資開發鋰空氣電池（Lithium-air），預計在5年內儲能量超出現有電池5倍，達到家庭房車續航力800公里的目標。NEC則與Nissan合作生產鋰電池，2011年時可提供6.5萬輛電動車的需求，其耐用度超過10萬公里。
綜觀全球，日本是今日投入電池研究最深的國家，可謂舉國競相開發，除相關企業外，研究機構如新能源產業技術綜合開發所（NEDO）、產業技術總合研究所（AIST）等國家級研發單位均投入大量經費與人力，開發高安全性、高儲能力、長壽命的可充電鋰電池。
鋰電池的儲能能力高、壽命長，為目前車用電池的首選，也使得鋰成為最熱門的資源。玻利維亞是全球鋰蘊藏量最高的地方，約占全球已探明儲量的50％，因此成為兵家必爭之地。日本最先布局，但中國的BYD則緊跟著介入，形成一場鋰礦爭奪戰，也是電動車發展所引起的另一場國際商戰。
綠色將使產業改頭換面
電動車的風潮同樣在國內蔓延，已有數十家業者投入產業鏈中的不同部位，台塑集團亦開始參與研製工作，成為觀察未來發展的首要指標。國內ICT產品製造能力強大，對於鋰電池的材料與應用亦有相當經驗，對於發展電動車來說，具備控制、電池方面的優勢，但在整車製造、制訂各項規格的掌握度、品牌與國外市場業務能力上，仍無法與檯面上的競爭者比較，是故電動車的發展，應集中資源瞄準產業鏈中的特定環節，以取得關鍵地位。
展望未來，電力取代化石能源驅動車輛已為既成事實，人類朝綠色永續地球的方向跨出了一大步，而在這個步伐中所隱含的經濟規模，更可能會是未來20年內台灣產業更迭的關鍵。（作者任職於工研院材化所）