臺當局積極推動電動車研發
2011年,臺灣車市創造5年最佳紀錄,達到35萬輛。但另一方面,全球能源危機的加劇,油價上漲,以及減緩全球氣候變暖、節能減碳的壓力也在倍增。為了解決這個矛盾,臺灣相關部門制定了電動車產業發展政策,包括2010年4月出臺的《智慧電動車發展策略與行動方案》,提出支持各類智慧電動車科技研發項目,至2013年推動10個智慧電動車先導運行建置專案,計劃讓3000輛智慧電動車上路示范運行;到2016年自主研發關鍵零組件核心技術,培育全球前十大智慧電動車旗艦廠商,智慧電動車生產量超過6萬輛(含外銷1.5萬輛);2020年成為全球前5大智慧電動車輸出地,創造百萬輛外銷產值。
為推動智慧電動車正式上路及普及化,并帶動智慧電動車產業升級,臺當局2011年公布“電動車先導運行計劃”,擬定了五大發展策略,包括:以環保節能減碳標準健全智慧電動車的發展環境,推動智慧電動車示范運行,提高消費者購車誘因,健全智慧電動車友善使用環境,輔導產業發展等。
迄今,臺當局已促成電動車輛產業投資金額達100.5億元新臺幣,協助31 家廠商從事電動車整車及關鍵零組件的研發,臺灣工研院、車輛中心、金屬中心、中科院、裕隆集團華創車電技術中心等研究機構組成臺灣電動車研發聯盟,不但瞄準電動車國際大廠供應鏈,還正在島內設立電動車測試場,開發電動摩托車、輕型電動車、電動公交車等。
工研院機械所副所長王漢英認為:“過去,臺灣從未真正打入全球汽車市場、也缺乏產業自主性。電動車熱潮給了臺灣百年良機。電動車的出現,汽車動力結構大轉變,從引擎驅動,變成電池和馬達主控,給擅長機電的臺灣產業一個百年難得的良機。”臺當局對前景充滿期待,預估到2020年,有可能創造3000億臺幣的產值。
零部件方面較有實力
借助島內較強的資訊和通信技術積累,臺灣各家研究機構在電動車技術研發方面已取得不少成就,研制出數種實驗型電動車樣車,如臺灣財團法人金屬研究中心已在“綠能智慧車輛產業成果展”上展示了“金工1號”電動概念車等。一些電動車零部件廠商甚至打進海外汽車制造企業的供應鏈,并提供客制化設計研發服務。同時,臺灣各界還在匯集技術能量,促成電動車產業聚落,發展關鍵前瞻技術與創新事業,并完善電動車標準法規、建立電動車研發平臺與驗證能量,希望將電動車培育成為臺灣下一個“兆元產業”明星。
電動車的車架、底盤、內飾、行駛系統等與普通汽車相同,關鍵是車用動力電池、車用電動機和汽車電源控制系統。車用動力電池占整車成本的35%到40%,車用電動機和汽車電源控制系統各占10%左右,是電動車成本最高的三大核心部件。
目前車用動力電池主要有鎳氫、鋰錳和鋰鐵三大技術路線。其中,鎳氫電池因重量重,又有記憶效應的缺點,不適用于需要大容量電能的插電式油電混合車或純電動車。鋰錳電池雖然獲得日本車廠力挺,但因有超過攝氏50度,循環壽命將衰減20%,且永遠無法回復的缺點,因此包括北美以及中國大陸的車廠都轉向開發鋰鐵電池,俗稱“鐵電池”。
鋰鐵電池的安全性高,沒有過熱或爆炸等問題;與鉛酸電池相比,鋰鐵電池可減少28%到40%的體積與重量,而且鋰鐵中不含鈷等貴重元素,原料價格低,且磷、鋰、鐵在地球的資源含量豐富,不會有原料枯竭問題,未來克服一系列量產技術問題以后,成本可望降低到和鉛酸電池差不多。
車用鋰鐵電池按構造可分為:正極材料、負極材料、電池芯和電池模組。目前,臺灣參與研制和生產正極材料的廠商有臺塑集團旗下的長園科技、大同集團旗下的尚志精化和宏瀨科技;研發和生產負極材料的廠商有中國碳素;研發和生產電池芯的廠商有必翔實業、能元科技、金山電能和臺達電子公司旗下的有量科技;研發和生產電池模組的廠商有新普科技、能元科技、西勝電子和統振公司的子公司達振能源。其中,位于臺南科學園區內的能元科技公司是臺泥集團的轉投資企業,開展鋰電池研發生產已有10余年之久,曾參與美國福特公司合作開發插電式油電混合動力車,已打進德國BMW公司MiniE純電動車的供應鏈,目前擁有至少1000萬顆電池芯的產能。
正極材料是車用電池的關鍵,決定著車用動力電池的儲量、大電流放電、高溫壽命等參數,鋰鐵電池最關鍵的部分是磷酸鋰鐵(簡稱鋰鐵)正極材料,占電池成本達40%之多。在臺灣電池界,素有“北尚志、南長園”的說法,即長園科技和尚志精化是目前臺灣最頂尖的鋰鐵正極材料廠商,它們研發生產的鋰鐵正極材料,性能并不比國際大廠差。特別是長園科技,是目前全世界唯一有能力批量生產鋰鐵正極材料的廠商。一臺筆記型電腦需要6個電池芯,一輛電動車則需要1000多個電池芯。以每個電池芯需要250克正極材料計算,長園與尚志精化每個月有500噸的產量,僅能滿足1000輛電動車的需求。
長園科技的最大優勢是生產成本低,因而可以量產。它擁有多國專利技術,采用廢鐵(氧化鐵)合成鋰鐵,其他廠商目前只能以純鐵作為原料,生產時必須使用昂貴的氬氣,不但成本高出許多,而且鐵容易氧化,不易提升品質。
鋰和鐵合成需要耗費大量電力。臺塑與長園合資后,2009年在臺塑漳化煉鋼廠區內建立臺塑長園新廠,可以利用煉鋼廠的廢鐵作為原料,并可充分利用廠區內的汽電共生發電成本較便宜的優勢,用電成本至少可節省50%。長園公司的產能是每月40噸,臺塑長園能源科技公司的產能為每月400噸,居全球之首,兩家公司的產品共同以“Formosa Energy”品牌行銷。
尚志精化研發生產的鋰鐵正極材料,由于采用親水分散技術,粉末均勻度較佳,一般評價在電池容量、大電流放電和循環次數表現等性能方面比長園科技稍好,而且已爭取到鉀鐵材料結構專利擁有者加拿大魁北克水電公司(Hydro Quebec)的專利授權,缺點是成本較高,量產技術問題有待克服。
臺灣在研制開發車用電動機和電源控制系統方面有一定技術優勢,目前參與車用電動機研制開發的企業有臺達電子、公準精密、六逸科技和富田電機;參與電源控制系統研究開發的廠商有臺達電子、致茂電子、乾坤科技,都獲得國際大廠的肯定,成為美國特斯拉(Tesla Motor)、德國寶馬Mini-E等電動車制造商的車用電動機及動力控制模組等關鍵原件的供應商。
特斯拉是美國政府唯一核準的可以上高速公路的電動跑車生產企業,與位于臺中豐原生產家電變頻馬達的富田電機公司合作,在臺灣林口設立跑車發動機工廠,并與位于高雄從事模具制造的公準精密公司和轉子制造商高力熱處理公司合作生產跑車發動機用感應馬達與動力控制模組,與從事科技業電流檢測的致茂科技公司合作生產跑車電控系統,目前特斯拉生產的電動跑車,充電3個半小時后最高時速能達到每小時390公里。能元科技則負責提供BMW第一款電動車Mini-E的鋰電池模組。
值得注意的是,臺灣一些不太出名的中小企業,往往在某些技術領域具有獨特的發明。例如在臺灣中部的南投南崗工業區,有一家成立迄今僅9年的六逸科技公司,他們先后開發出以“Justwin”品牌行銷的各項產品,從電動自行車、摩托車、沙灘車、卡丁賽車、汽車用的永磁無刷電動機,到獨步全球的電動沖浪板,甚至在短短兩個月內,改裝完成時速可達120公里的電動汽車。
電動車電源控制系統需要大量高電壓電流轉換和電源控制集成電路,目前市場多被外商掌控,而且技術門檻高,但臺灣已有多家IC設計公司和晶圓廠已投入開發,包括茂達電子、富鼎先進、遠翔科技、漢磊科技和元隆科技等廠商,開始研制車用IGBT、MOS-FET等元件。
整車領域小有成就
在整車領域,裕隆汽車和必翔實業公司被譽為“電動車雙虎”。裕隆以專業汽車制造廠起家,從學習國外造車技術、代理外國品牌,到自行研發技術。2009年底,位于三義的裕隆工程中心研制開發出首款自有品牌“納智捷”Lexgen M7電動休旅車(SUV),在2010年臺北花博會期間登場并示范運行20輛;另一種“Neora”電動四門轎車在2011年4月舉辦的上海國際車展上露面。東風裕隆目前正在申請取得大陸新能源車認證,目標希望是2012年下半年在杭州蕭山廠開始投產這種電動車,逐步進入大陸新能源車市場。
必翔實業公司董事長伍必翔以生技產業起家,被臺灣媒體譽為“飆夢發明狂”,擁有自主的鋰鐵電池技術專利,是島內著名的“鋰鐵電池大王”。必翔除了生產批量車用鋰鐵電池外,于2008年在歐洲推出與法國MicroCar公司合作研制的輕型電動車,并已接獲1000輛訂單,于2010年3月斥資10億元新臺幣,在宜蘭蘇澳自貿港區打造電動汽車生產基地,可年產3萬輛輕型電動汽車。該車含電池約重540公斤,時速上限45公里至80公里,采用9.2伏標準電池,續航力為85公里到125公里,但如果加裝額外電池,可行駛150公里到220公里,僅需使用家用插座充電,標準充電時間為4.5小時。此外,華德動能公司已于2011年完成兩款電動中型客車(15至20人座)的安全審查測試,并掛牌試運行。
此外,近年全球最熱賣的豐田油電混合動力車,最近正式在臺推出更具價格競爭力的島內產“凱美瑞”,預計創造每年上萬臺的銷量。代理商和泰汽車公司還準備引進一系列的豐田環保車款。
“電動車元年”來了!
2012年開春以來,臺灣各地方縣市政府不約而同地搶先發表電動車示范運行計劃,紛紛祭出售價優惠等政策,讓不少人驚呼:臺灣的“電動車元年”來了!
首先是臺中市大手筆采購100輛電動汽車,作為各局處公務用車,未來計劃在境內建置64座充電站。市長胡志強還一口氣推出“五免”優惠政策,幫助電動車主減免貨物、牌照、燃料、停車、充電等稅負支出。
臺灣租車業雙雄和運與格上公司也分別找上新北市及臺北市政府,希望推動觀光旅游地區的電動車租賃體驗活動。
接著,臺南市也已經宣布到2013年底前,要讓200輛電動車正式上路,并建設201座充電站,以“車電分離”的模式啟用75輛電動公務車。
2月底,高雄市也宣布建設全臺第一套電池更換系統,打算在市區建30座充電站。為鼓勵市民換購電動摩托車,市政府還給予每輛最多2.8萬元(新臺幣,下同)的補助,且贈送1萬元儲值金,等于讓車主免費充電200次。
除了各縣市政府外,中油、臺電、臺水、中華郵政等7家島內公營事業機構這兩年已合計采購了120輛電動汽車,臺當局不少部會官員現在的專車都換成電動車。其余如工研院、達美樂披薩、遠雄建設、中興保全等民營企業也都有采購電動摩托車的環保舉動。
不知不覺間,大家發現馬路上的電動車突然多了起來。然而,電動車時代真的來了嗎?市場普及的障礙還有哪些?一切似乎還有著許多不確定性。
目標與實際情況有差距
據臺灣“經濟部工業局智慧電動車推動辦公室”統計,目前島內已有8家廠牌的14款電動汽車通過“交通部”審核,可以正式領牌上路。
自2011年臺當局公布先導運行計劃后,已接到來自島內6縣市的項目申請,今年上路的電動車預計突破1000輛,后續推動腳步還將延伸到臺灣東部及離島等觀光旅游區。
盡管距先導運行計劃的3000輛相差不遠,但離臺灣行政部門提出在2016年達到年產6萬輛電動汽車的政策目標仍有很大距離。
至于電動摩托車,現階段已有8家車廠的18款產品通過認證,但2011年整體銷量僅有7563輛,雖比2010年的5193輛有所增長,但離2013年島內銷售16萬輛的目標差距還很遠,看來是不可能完成的任務。更吊詭的是,在此領域稱霸的竟然是從汽車制造界跨足過來的中華汽車公司,在去年總銷量中占有近80的超高市場占有率。
一位車廠主管私下坦承,很多業者都想等配套措施成熟后再大舉進軍電動車市場,技術不是最大問題,只是沒人愿意投入前期的推廣成本,才造成目前不上不下的尷尬狀態。
障礙1:基礎設施不足
現階段,一些島內生產的電動車款其實技術性能已接近成熟,逐漸符合一般人的通勤需求,反倒是充電設施不足,加上產品規格混亂,拖慢了電動車普及腳步。
以中華汽車剛推出的電動摩托車e-moving為例,續航力已達到50至60公里,可行駛距離較初期產品大幅倍增,平均花1元錢電費便可跑15至20公里。
不少地方縣市還提供大筆補貼,以最慷慨的澎湖縣為例,民眾用不到一半的價錢,就可以買到售價逾5萬元的新款e-moving電動摩托車。可惜,產品準備好了,周邊基礎建設卻還處于百廢待舉的原始狀態。即便有懷著環保熱情的消費者想購買,卻沒有車廠敢賣電動汽車給個人,因為怕使用不便后反招來大批投訴。
不久前,德國萊因(TOV)公司發表《全球消費者電動車使用意愿調查》,大多受訪者都把“購買價格”列為首要疑慮,其次就是“續航里程”。另一份針對臺灣市場的問卷也發現,有半數民眾表示續航力(52.6%)與充電站不足(48.1%),才是讓他們裹足不前的前兩大疑慮。
從事電動車研發多年的臺灣小馬租車集團執行董事李國霖現在還負責一項先導運行計劃的執行,可說是這個行業的老手。他一語中的地說:臺灣企業愿意從事電動車研發,看似各種零組件和經營方面條件都具備,但就是難以整合。于是,彈丸之地的臺灣聚集了大量的電動車品牌、技術派別及推廣模式。
一位業界人士不禁抱怨:臺當局官員們提出的扶植政策只以不犯錯為主,結果都是從制造業角度來制定產業政策,而不是從消費者角度出發,最后當然無助于應用普及,造成資源的浪費與重復投資。
李國霖再三強調:價格已經不是消費者目前最在意的事了,方便、可靠度、售后服務才是關鍵!他現在正與臺灣大學育成中心合作,找學生幫忙研究,共同構想電動摩托車的營運模式。他認為,學生是未來電動摩托車的主要使用者,激發出來的想法絕對比廠商或官員們提的更可行。
這幾年他受邀演講時更不斷呼吁,不要再建電池廠了,目前需求還沒起來,到時這些產能怎么找出海口?應該從生活習慣去著手,找出消費者更能接受的東西!
障礙2:產業欠整合,規格一團亂
目前,國際間仍無統一的電動車充電界面的通用標準,加深了技術規格混亂程度。現階段發展電動車的主要國家和地區,不管是美國、歐洲、日本或中國大陸都有不同標準,形同市場進入門檻。
熟稔國際趨勢的電動車推動辦公室主任王正健認為,在慢充方面還好些,因為規格已有逐漸整合的跡象了,而在快充(30分鐘充達80%電量)方面則差別很大!
施耐德能源暨系統事業部副總經理宮鴻華也對此認同,要在30分鐘內完成快充,包括插座規格、電流強度、系統穩定度,甚至電流和資訊流、金流的匯整與溝通,都得有全盤的規劃。
今年初,李國霖自己跳出來成立“E-team行動聯盟”,就是想整合電動摩托車業莫衷一是的產品規格。因為總要有人出來做,剛開始時大家不要互相反對就好!
此外,臺當局組織的事權分散與法規僵化,同樣是無法加快建設充電設施的絆腳石。最近協助格上租車公司在板橋車站蓋充電站,王正健才知道,那里竟分屬于4個不同的主管機關。
好不容易完成復雜的跨部會協調工作,搞定土地權后,才發現輸電線又是另一個問題,因為牽涉既有電力網絡的配置,而且所費不貲。
盡管不斷在各部會間迂回,王正健倒是坦然面對,這不是哪個部會可以獨力解決,必須要有一個跨部會的推動組織。因為要協調的事、要修的法、要重新討論的地方實在太多了。他強調:目前需要先搞出一個成功的模式,才能說服其他人加入。比方先搞定板橋地區,其他地方才有比照辦理的依據。
障礙3:需設立智慧電網,修訂《電力法》
最后一個環節在于,隨著電動車使用量增加,電源的供給與市場規格也將隨之改變。假如臺灣有30萬輛電動車,每天都在夜間充電8小時,現有的電網架構就會不敷使用,甚至發生跳閘現象。
一些學者建議,未來最好是白天騎電動摩托車或駕駛電動汽車上班,先在停車場把車停好,接上電源,下班時可開著充足電的車回家。假如車上還有多余電量,也可順便賣給家里所在的社區電網,讓自己多賺一筆外快。只是,屆時必須重新修訂《電力法》,讓能源買賣成為自由市場才行。
過去臺灣的交通產業多半專屬于車廠與油品公司的經營范疇,但進入電動車時代,參與者可能來自天南地北,諸如汽車制造業、電力公司、電池廠、各種新式的能源服務業、系統運營商、一般個體戶,乃至于政府機關,都可以自由使用、互相買賣能源,不允許哪家廠商企業獨家經營,或一條龍經營到底。
因此,智慧電網與電動車將是密不可分的概念。政府規劃政策時,必須把車款設計、能源供應和電網系統三大方面一起納入,才不致徒勞無功。