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電動車普及的突破與瓶頸
市場起飛的關鍵

【作者: 廖家宜】   2017年09月07日 星期四

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電動車以電能取代燃油驅動,能達到零排放、零汙染,我們時常將電動車與環境保護畫上等號,但除此之外,行人也是受惠者之一。舉例來說,夏季艷陽高照,擁擠的都市高樓林立、車水馬龍,一波波熱浪迎面襲來,除了豔陽高溫,這些熱氣可能來自冷氣機或是燃油引擎的排放,當被這樣的環境包圍,想必多半令人感到窒息。


不過,隨著電動車上路,逐漸可以發現,電動車的電動馬達並不像內燃機引擎有明顯的運轉聲浪,在行駛過程中,幾乎沒有任何聲音,這大大降低了傳統燃油車對環境所產生的噪音,且因不會排放廢氣與熱氣,更能減少路面熱浪。


發展電動車大勢所趨


圖一 : 電動車整車成本中,往往電池比重最大,若欲降低電動車價格,得先從電池成本下手。(Source:GM-Volt.com)
圖一 : 電動車整車成本中,往往電池比重最大,若欲降低電動車價格,得先從電池成本下手。(Source:GM-Volt.com)

為追求一個舒適零汙染的環境,發展電動車勢在必行。雖然電動車技術已具有一定水準,但目前市場仍處於一個萌芽期,有部分國家相繼頒布禁售燃油車政策,無疑是推動市場的龐大助力,但政府如何在背後持續扮演協助角色,是電動車產業發展中佔據極為重要的部分。此外,當前電動車價格與基礎建設因還未能達到消費者期望值,間接影響購買意願,也讓市場難以如期望推動。不過,當這些問題有了解決之道,相信全電動車時代也必定不遠。


價格甜蜜點

首先面對的是價格問題,這是最直接影響消費者是否買單的關鍵因素。電動車至今仍然無法快速起飛,普遍被認為是因其售價太高,即便主打「平價」市場的特斯拉Model 3,要價仍然突破百萬台幣,更何況那些超跑廠牌所推出的電動超跑。


造成電動車價格昂貴的主因來自於其能量來源電池,依據各種類型的能源車,電池佔據整車成本的比例大約20%不等,若是純電動車,甚至可達50%。台達電能源基礎解決方案事業群總經理張育銘指出,現階段的電池市場分別由韓國三星、LG,以及日本Panasonic三分天下,但隨著中國比亞迪急起直追,以及德國戴姆勒與特斯拉相繼建造大型電池工廠等越來越多廠商投入,張育銘認為,未來汽車製造商將會是生產電池的主力,市場一向物以稀為貴,但當未來投入越多,量產也越多時,電池價格就會大幅下降。


J.P. Morgan進一步從單電池芯成本分析,目前的價格約為每度電231美元,而該價格亦將逐年遞減,預計2022年將低於100美元,來到96美元。眾多報告分析,一旦該成本低於100美元,將使電動車成本平均價格大幅下降,預估在2022年至2024年,電動車整體價格就會比燃油車更便宜。


不只電動車價格有所變化,燃油車也是如此。張育銘也指出,未來許多國家政策開始對排放廢氣實施嚴格要求,這也將導致燃油引擎驅動系統成本攀升而間接增加燃油車成本。當燃油車成本攀升而電動車成本逐年下降的同時,消費者還怕會買到一輛昂貴的電動車嗎?


無憂的充電環境

為了提高大眾對電動車的接受度,積極佈建相關基礎充電設施是當務之急,畢竟,誰都不希望買了一輛電動車,卻陷入無處可充電的的困境,這對消費者來說,恐怕也是個棘手的問題。



圖二 : 台達電能源基礎解決方案事業群總經理張育銘認為,現階段市場上的電動車續航力大多符合一般使用需求,加上充電站持續佈建與快充技術的發展,未來駕駛可不用再為充電苦惱。(攝影/廖家宜)
圖二 : 台達電能源基礎解決方案事業群總經理張育銘認為,現階段市場上的電動車續航力大多符合一般使用需求,加上充電站持續佈建與快充技術的發展,未來駕駛可不用再為充電苦惱。(攝影/廖家宜)

以特斯拉舉例,購車雖附贈家用式充電座,理應可讓用戶在家用停車場為電動車充飽電,但在台灣,卻受限法規。張育銘指出,目前電動車主普遍會受到大樓管委會的限制,在安裝前必須經過其審核,但多數情況卻是不易的。地下停車場一旦無法安裝充電座,車主只能仰賴公有充電站,大大影響用車便利性,恐怕在買輛電動車之前,你可能還得先買棟房子呢!


但同樣的情形在中國,則是另一番情景,張育銘舉例,若當地住戶要求安裝家用充電座,管委會無權阻攔,即便整棟大樓只有一個住戶要安裝也得全力配合。相較之下,台灣的充電環境仍有改善空間,「而政府應當想好配套措施做適度的開放。」張育銘說。


不過,隨著電動車技術不斷精進,目前市面上大多數電動車的續航力都在理想狀態內,例如全台密集度最高的特斯拉,旗下Model S車款若選擇搭載最低的75kwh鋰電池,在充飽電的狀態下可開到480公里,若以一天市區通勤來回約50公里的需求來說,幾乎僅週間充一次電即可,甚至可十天充一次電也沒有問題。張育銘觀察未來電動車續航力,將介於300至400公里間,豪華車款甚至可達500公里以上,若無特殊用途,未來不用太過頻繁充電也可達到一般行駛需求,電動車提升其本身的續航力也可望紓解車主對於充電站的依賴。


但若在長途行駛的狀態下,恐怕就非常需要超級充電站的佈建了。特斯拉今年將在台佈建八座超級充電站,含已完成的台北站,以及早前正式啟用的台南站,未來包括新竹、台中、高雄、台東、花蓮等主要縣市幹道上,都會建立超級充電站,與一般目的及家用充電座不同,後者每小時充電效率約50至80公里,充飽電需花費六至八小時,但超級充電站每十分鐘即可達到80至100公里。特斯拉方面也表示,目前台灣充電站的密集度,已算是亞洲名列前茅,對於基礎設施的佈建,台灣使用者可免除不少疑慮。



圖三 : 位於挪威高速公路上的台達電電動車超快充電機。(Source:台達電提供)
圖三 : 位於挪威高速公路上的台達電電動車超快充電機。(Source:台達電提供)

張育銘表示,電動車是台達電未來相當重視的產業之一。近期台達電便劃分兩個新事業群主攻電動車,從車體零件設備到外部充電站設施相關等,都是其未來積極拓展的目標之一。目前台達電與歐洲車廠的合作,已然大幅提升快速充電的可能性,僅充電17分鐘就可提供高達400多公里的續航力,張育銘笑說,「只要喝杯咖啡的時間,你的電動車就可以再度上路了!」


純電動車一枝獨秀?

對於新能源車的定義,雖然多數會直接聯想到如特斯拉的純電動車,但除此之外,混合動力(Hybrid Electric Vehicle,HEV)、插電式混和動力(Plug-In Hybrid Electric Vehicle,PHEV)以及燃料電池(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)等也為目前新能源車常見的類型。差別在於,純電動車與HEV、PHEV皆藉由充電電池組直接將電能轉化為動能驅動,而目前市場上的燃料電池車則是以氫燃料為主流,其電池組則有別於一般所採用的鋰電池。


市場上,普遍會將HEV與PHEV視作汰換燃油車成電動車之間過渡期的產品,對於一時之間還未能習慣沒有引擎呼嘯聲的駕駛來說,或是在充電設施還未完全友善的環境下,也不失為另一種選擇,但這也表示,新能源車市場並非只有純電動車一種選擇。


HEV的出現,將內燃引擎與電池驅動混和,雖擁有更好的燃油效率與加速表現,但其電池容量較小,無外接充電口,而隨後發展的PHEV,除了電池容量大於HEV外,亦可使用外部電源充電,相較之下,PHEV似乎更接近純電動車的模式。


目前市場上最具代表性的HEV車款當屬豐田Prius,而豐田亦成為致力發展HEV最深的汽車集團。在PHEV市場則有通用汽車、比亞迪、豐田以及BMW等多廠牌競爭。不過隨著未來電池價格下滑,張育銘看好未來純電動車市場比重將會大幅提升,內部多了燃油引擎系統的PHEV價格降幅恐不如電動車,而HEV市場也可能因此受到壓縮。


氫燃料車或將成勁敵?


圖四 : 未來純電動車市場比重將會大幅提升,內部多了燃油引擎系統的PHEV價格降幅恐不如電動車,而HEV市場也可能因此受到壓縮。(Source:Gigaom)
圖四 : 未來純電動車市場比重將會大幅提升,內部多了燃油引擎系統的PHEV價格降幅恐不如電動車,而HEV市場也可能因此受到壓縮。(Source:Gigaom)

然而,也並非所有汽車廠商都對純電動車買單。豐田是目前全球市值最大的汽車公司,其一直致力發展HEV或PHEV,對純電動車著墨較少,雖然該公司去年已宣布將在2019年量產純電動車,但做為全球最大汽車製造商,腳步還是稍慢了點。不過在此之前,豐田卻寧可將重心放在氫燃料電池車上。


雖然最終仍以電能驅動,但氫燃料電池在轉化電能的過程中卻有別於鋰電池。其原理為燃料電池透過氫與氧的化學反應產生電能與水,電能轉為動能驅動車輛,最終車輛只會排放純淨水,幾乎和電動車一樣達到零汙染。


但氫燃料在某些方面卻更勝一籌,例如,氫燃料電池的續航里程遠大於鋰電池、氫燃料電池的耗電速度比鋰電池慢、又或者將燃油汽車改裝氫燃料電池車的過程中,對汽車基礎結構的改裝要求比較小等,但對於使用者而言,最有感的應該會是充電速度,若用家用充電座充電,純電動車至少要花上數小時才能充飽電,但「充氫氣」卻只要短短3至5分鐘,就跟上加油站加油的時間差不多。


這是不是代表氫燃料電池車可以輕鬆解決目前純電動車令人苦惱的充電與續航力問題?氫燃料電池車是否又將與純電動車在新能源車市場一拚高下?豐田做為日本汽車工業的代表,一舉一動都牽動著日本汽車產業的未來,正當全球押注電動車市場的同時,豐田卻把希望投注在使用氫燃料電池的MIRAI(未來)車系,有人形容,這是日本汽車工業最大的賭注。


日本政府和豐田對氫燃料電池車的期待,希望未來在2020年東京奧運期間,運用這種車做為選手往返選手村與賽場的定點接駁,日本首相安倍晉三更期盼日本能成為領先全球的「氫能社會」。在目前日本的新能源車市場裡,HEV一直被視為主力,日本靜岡理工科大學教授朱寧指出,日本政府一方面出自於對內燃引擎生產關聯企業的保護,一方面對氫燃料電池車的「幻想」,純電動車在日本的市占比例一直不太高,豐田至2050年的發展計劃中,也是以HEV與PHEV為主,即便現在純電動車技術比氫燃料技術純熟,其純電動車的發展比重仍墊底。



圖五 : 氫燃料車或許在某些方面略勝一籌,但若要實際推行,門檻相當高,技術、基礎建設成本等都將是一個挑戰。圖為位於美國加州的Shell充氫站。(Source:Insideevs)
圖五 : 氫燃料車或許在某些方面略勝一籌,但若要實際推行,門檻相當高,技術、基礎建設成本等都將是一個挑戰。圖為位於美國加州的Shell充氫站。(Source:Insideevs)

如果氫燃料電池車在上述眾多效能表現中都比純電動車來得好,純電動車恐怕難敵氫燃料車的來襲,但事實是,要將氫燃料電池車普及化的代價實在是太高了。張育銘指出,最大的問題在於充氫站,完整的充氫建設包括負責產氫的工廠、負責運輸氫的設備以及定點的充氫站,不管那一個部分,建構成本都相當高,一座充氫站的成本可能是傳統加油站的四倍,要價數百萬美元。


資料顯示,目前全球運轉中的充氫站只有214座,在致力發展的日本地區也只有不到100座,與純電動車充電站佈及全球超過30萬座相比,氫燃料電池車的基礎充電設施實在是少的可憐,再者,民眾對於氫燃料電池車相對更加陌生,接受度還不大,推廣更不易。至少在未來短時間內,氫燃料電池車恐怕還難以取代純電動車。


**刊頭圖(Source:Sun Valley Solar Solutions)


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