摘要:

電動車興起帶來全球產業的變化。電動化對電池、馬達、逆變器等品項帶來需求;智慧化則對感測器、半導體晶片、人工智慧有了新的要求;聯網化則對智慧座艙、5G通訊、人造衛星等有了不同的應用。商業模式也多了更多不同的風貌,例如車輛的租賃共享、能源基礎設施營運(例如充電站)等,已經逐漸建構起新的產業生態體系。

為了讓讀者可以掌握電動車的發展,因此繼前篇文章<全球電動車暨台灣電動車產業發展>,介紹全球電動巴士、四輪和二輪的市場概況後,再次撰文解釋電動車的三股主要驅力與其配套措施,分別包含「政府政策」、「車廠佈局」與「基礎建設」。

政府政策方面,主要國家於 2030~2040 禁售燃油車、對二氧化碳排放法規更嚴苛、提出購買電動車的補助方案鼓勵人民使用電動車,是目前汽車產業電動化最主要的驅力。

車廠佈局方面,則因各大車廠推出其共用平台、關鍵零組件成本因為技術突破與規模化開始出現下降 ,都造成電動車與燃油車價差越來越小,讓消費者有更多元且廉價的選擇,也是讓民眾採用電動車的原因。 

基礎建設方面,各國提出增加充電設施建置數量、增設快充來減少充電時間 、利用配套電網與電力供應來穩定都市電力的運用,皆試圖降低過去電動車所謂的「里程焦慮」問題。

 

一、全球電動車狀況 :

淨零排放是全球最重要公共議題之一,運具電動化更已成為日常生活中的風景。根據工研院(IEK)電動車報告(BEV純電+PHEV油電),2020年全球銷售為300萬輛,2021年突破600萬輛,2022年已達9百萬輛,預估到 2030 年全球銷量將達 4,680 萬輛,年複成長率將達 25%。另外,作為配套措施的充電樁也很重要,國際能源署統計,2021年全球為180萬座,2022一年就增加了90萬座,全球累計迄今共有270萬座公共電動車充電樁。隨著整體電動車產業規模經濟出現,價格下降,充電設施更便利,2035年全球將達到每兩輛就有一輛是電動車的黃金交叉點。

電動車發展初期有賴於政府政策支持,主要銷售國家都有針對電動車補貼、碳排放限制、基礎建設皆有明訂方案推動等,如果仔細檢視各國電動車佔比,就會發現美、中、歐,這三個地方已涵蓋近70%的電動車數量,因此可先從這三個重點市場的政策,來介紹其電動車發展脈絡。




 

二、各國政策:

(一)中國: 全球最大電動車市場 、關鍵車用電池供應商群

為扶植本土汽車業者並降低空汙,中國的電動車的布局相當早。最早在萬鋼當部長(曾在奧迪汽車公司任職的科學技術部部長)時,就已砸下「十城千車」等補助提供消費者、車廠。後來,「雙積分」制度的實施,更讓中國車廠轉型趨勢更加明確。2020年中國國務院發布「新能源汽車產業發展規劃」,力爭2035年之前新車銷售將全部設定為環保車(其中50%為純電動車,另外50%為油電混合動力車)。該規劃也鼓勵地方政府加大公共服務、給予電動車停車、充電等優惠政策。不過隨著電動車補貼已陸續到期,中國的電動車市場可能將從政策導向慢慢轉為市場導向,也有許多中國車企在總經不明、補助退場的狀況下將面臨退場壓力。

(二)美國:全球第二大電動車市場 、純電動車領導車廠

美國2022年剛通過《反通膨法》(Inflation Reduction Act,IRA),目標2030 減少GHG排放40%,讓美國民眾購買電動車將獲得稅額減免。但書是規定該款電動車須在北美地區進行最終組裝,且電池的關鍵礦物來自美國或其簽有 FTA 之國家達一定的比例(2024年1月1日前須達 40%,並從該年度起逐年增加 10%,至 2027 年 1 月 1 日起須達 80%)。此外,拜登總統宣布美國 2030 以後,新售電動車要佔 50% 以上;其中 50 萬輛校車及柴油巴士,都要電動化或轉成潔淨能源動力。

(三)歐洲:關鍵Tier1廠商群、眾多知名車系

歐盟已於 2020 年啟動《歐洲綠色新政》(European Green Deal),訂定 2030 年減碳 55%、要將2035年全面零排放, 納入使用合成燃料(efuel)、至 2050 年達到氣候中和的目標,定調車輛零排放的未來。因此從2021年開始,若車廠於歐洲未能達到平均每公里95公克二氧化碳的汽車排放標準,每超標1公克,就會課以車廠實際銷售量乘上95歐元罰款,之後還會越來越嚴苛。根據 U-car 統計,假設車廠仍維持舊標準,只要一年賣出 100 萬輛車,最終車廠需要支付的罰款總金額會高達新台幣 800 億元。因此,車廠在高額罰款壓力下,積極研發及推出旗下電動車款。

 

三、變革下車廠的零組件佈局

隨著上述各國政府推出禁售燃油車日程、二氧化碳的汽車排放標準等日益明確的電動車規定後,車廠需在生產車輛的過程中,滿足ESG規範及再生能源使用比例的條件下,積極研發及推出旗下電動車款,例如,Volkswagen (VW) 將在 2025 年前推出 80 款新能源車,希望電動車出貨滲透率將達 25%~30%。在這場​電動車的革命中,車廠的系統、零組件需求已跟著發生變化。其中,本節先以電動車平台、零組件材質替換等作為範例來介紹。

(一)平台整合核心元件,依車款定位彈性配置:

電動車若使用專用平台,可整合驅動馬達、電池、電控系統等核心元件,配置到電動車底盤中,使其成為統一的模組,車廠可依據不同車款的需求,調整動力及充電系統的配置,開發新車款時僅需調整平台中的單一模組,不須重新進行開發/匹配。國際上比較知名的包括Volkswagen的MEB平台、Hyundai 的GMP平台、Toyota /Subaru 的e-TNGA平台和GM的Ultium平台等,以GM的Ultium平台來進一步說明,他的平台適用於各種車型,從小型家用車到超級卡車都有,包括Chevy Blazer EV、Chevy Equinox、Chevy Silverado EV、Cadillac LYRIQ、GMC Hummer EV皮卡、GMC Hummer EV SUV、Bright drop客貨車等。

(二)輕量化下的系統/材質改變:

電動車的重量普遍較燃油車重,是因為塞進更多電池讓電動車不用常常停下來充電,但又因為重量增加的同時,又減低了電動車的里程,因此如何減輕其他車體、動力系統、電池等部分,成為了車廠過去幾年努力的目標。

以車體輕量化為例,供應鏈會逐漸捨棄過去的鍍鋅鋼板、鋼管,改採質量較輕,但強度不變的鋁合金、超高強度鋼材、玻璃纖維、碳纖維等,甚至是「以塑代鋼」。事實上,「以塑代鋼」並非首次提出,2017年的台北國際汽車零組件與電子展(2017 Taipei AMPA)中,就已經有中國的新車作為案例。

動力驅動部分(馬達、逆變器、減速器、變速箱)等也組合也朝多合一的方向發展, 如Bosch、GKN、Denso、日本電產等廠商皆已投入相關研發,並提供客製化服務,滿足客戶不同組合需求 。

電池方面,採用活性更高的電池正負極材料,或是縮減電池隔離膜厚度的方式,提高鋰電池能量密度,也有助於減低車重,延長單次充電後行駛距離。

其他各種零件也是能省重量就省重量,例如電動車之高電壓與高電流設計,需配備高壓的輸線,一台車約搭載20-80公斤的銅線線束 ,為了減輕重量與耐高壓等需求,鋁合金線束 (Wire Harness, W/H)因應而生。

 

四、基礎建設

隨著電動車的熱銷,充電站短缺已成為一個日益嚴重的問題。根據IEK在2023年6月最新發表的市調報告中顯示:「充電站布建密度」、「單次充電時間」、「單次充電後行駛距離」等仍是駕駛人考慮入手電動車的重要因素。

因此,歐盟Alternative Fuels Infrastructure Directive (AFID)中,建議2030時,充電車樁值為1:10,1支充電樁服務10台電動車,比率為 0.1 ,大於0.1,才能滿足屆時至少3,000萬台電動車充電需求。然而,截至2022年4月根據統計資料顯示如下表,國家僅荷蘭符合車樁比,且歐洲前五的國家占所有充電樁建設數量的 73% 以上,顯示歐美地區公用電動車充電樁仍嚴重不足。

 

國家

美國

德國

英國

法國

歐盟

荷蘭

車樁比

21.2:1

20:1

16:1

10:1

8.5:1

5:1

 

因此,電動車主要銷售國近年的政策,皆為快速充電、快速布建作為主軸。例如歐盟預計 2025 年前增加 18 億歐元,希望從現在的 30 萬個充電樁, 2025 年前達 130 萬個、2030 年前達 300 萬個。 美國將投入 75 億美元用於擴建電動車充電網路,預計在美國5.3萬公里的高速公路上增加 50 萬座充電站(須採用美國CCS充電連接器標準、並至少55%在美國製造)。全美國加油站現在也才只有 12 萬個,拜登要有 50 萬個充電站,意即電動車充電將會比燃油車加油更方便。根據EVSE預估2021-2030年充電樁基礎建設年均複合成長率達32%(尚未列入營運人力、維護修繕等市場)。

配套措施中,除了充電樁的建置之外,國內龍頭業者也分享另一個觀察重點:儲能。如何將太陽能在白天被轉換為能量後,如何能在「第二尖峰」時刻使用,成為了車廠和運營業者的另一個商機。舉例而言,車廠以電動車汰役電池做為儲能,提供充電服務,為仍擁有70%以上電池健康度的回收電池找到可利用之處之外, 太陽能發電+儲能可降低對於傳統電網的依賴,因此可快速於各地建置、移動。

 

小結:

隨著電動車高速的發展,勢必將有更多的本文未能全部列舉的之商機與技術(如車用半導體、電池回收、AI汽車自動駕駛等),影響著電動車產業的發展。在這一場誰也不想落後的電動車競賽中,臺灣的「運具電動化」政策是否已經準備好?未來還值得繼續觀察。


參考資料:

村澤義久,《圖解電動車大未來》,2019.4

U-car, 電動時代來臨?或許只是罰款所逼,2020.1.7

MIC, 2023年全球電動車產業展望與關鍵議題, 2023.5.1

MIC, 迎接電動車時代:市場、產品與產業發展動向觀察, 2021.6.24

Digitimes, GM今年將推7款Ultium平台電動車, 2023.3.1

Digitimes, EV「以塑代鋼」? 供應鏈投入輕量化車材開發,2023.7.13

元大,美國電動車充電產業, 2023.3.27

福邦, 電動車步入成長期,充電樁商機浮現, 2023.3

工商時報,電動車熱銷 帶動充電樁軟硬體發展, 2023.3.30

理財周刊,電動車輕量化商機乍現,2019.4.2

 

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