Byebye內燃機？

許鴻德

不同于美國退出巴黎協議的決定，歐洲德、法兩國顯然更愿意為遏止地球溫室暖化貢獻自己的心力，并先后對燃油發動機車輛退出該國市場訂出時間表。

西歐國家為何堅持淘汰傳統汽柴油動力車型？各車廠又將如何因應時間表？請看分析……

電動車已到普及化的最后一里路

在過去幾年車展中，象征未來發展方向的電動車始終是鎂光燈焦點，越來越多高性能電動車如AudiE-tron quattro和Porsche Mission E已經亮相。整個2016年，越來越多的跨國汽車集團和創業團隊朝著電動汽車前進，這也側面印證了安全、節能和環保是汽車行業永恒的發展主題。而從純電動車品牌Tesla的發展歷程來看，我們也有理由相信電動車（以及其他新能源車輛）已經走到大量普及化的最后一里路！

Tesla創始人兼首席執行長Elon Musk在該廠成立14年之后的今天，終于按照先前計劃推出起價僅35000美元的Model 3（與當今汽油發動機新車的平均價格相差不遠）。過去Elon Musk認為使電動車成為主流產品的最好方式，就是遵循過去手機、錄像機和個人計算機的發展道路：先向狂熱的消費者銷售最昂貴的產品，從中獲得資金來研發讓大眾都買得起的產品。不論是最初推出10.9萬美元的電動小跑車Roadster、之后推出的Tesla Model S，還是最新問世的Model 3，都是該理念的實踐。雖然起初充滿質疑，但Tesla一步步實現自己設定的目標：多年來努力研發更好的電動汽車（但先前車型多數消費者可能無力負擔），Model 3意味著電動車將面對主流市場。

新能源車輛發展的潮流，過去持續得到推動汽車產業發展的國際汽聯FIA大力支持，理由在于節能浪潮席卷全球的今天，賽車運動卻始終被貼上高耗油、高耗能的標簽，F1賽事被稱為汽車運動的代表，高耗油量（每100公里耗油將近50升）卻一直遭到環保人士的抨擊。FIA不但是全球賽車運動的主管團體，也積極參與民用汽車工業的相關計劃（例如車輛碰撞安全測試等等）。最近幾年為適應節能環保的社會大趨勢，前后兩任FIA主席持續推動F1賽車發動機的節能化——從過去的3.0升排量V10改為今日的2.4升V8發動機，這符合“排量縮小化、效率增大化”的趨勢，也符合整個汽車產業的發展潮流。

現任FIA主席Jean Todt自從上任以來，便積極研擬規劃運用電動馬達驅動方程式賽車，這個想法最終推動了“零排放”的Formula E電動方程式錦標賽誕生。

燃油發動機退市時間表代表什么？

隨著新能源車輛發展環境的不斷完善，越來越多車廠也自愿提出淘汰傳統燃油發動機的時間表。過去在Hybrid混合動力技術領先的Toyota去年即宣布至2050年不再銷售燃油車輛，并將停止制造、銷售僅靠燃油發動機驅動行駛的產品。Volvo今年7月宣布2019年之后只生產電動車或是油電混合動力車型（2024年之后停止銷售燃油車輛），成為首家停止生產純燃油發動機驅動車型，且明確訂出時間表的汽車制造商，也標志該廠將結束過去接近百年間生產純汽油車型的歷史，相信未來將會有越來越多的同業跟隨！

事實上，先進國家早已嚴肅面對汽、柴油車輛產生的排放問題，在超級大都會（指人口超過1000萬的都會區）中由于車輛與人口擁擠，溫室效應已經頗為嚴重。聯合國預計到2030年時，全球城市人口將從現在的32億增加到50億（僅城市人口、非全部人口）；到2050年時，世界上70%的人口會居住在城市中，與我們息息相關的小客車則是二氧化碳排放的最重要來源。

發達國家平均每人每年制造將近10噸的二氧化碳排放，而汽車更是主要排放源之一！

遺憾的是，跟據測算顯示5.75噸二氧化碳需要將近1公頃面積森林一年的時間才能消除，這意味著每多一部新車就必須增加種植1公頃的森林才能中和其所排放的二氧化碳。但很明顯，造林的速度遠遠跟不上新車增加的數目，小客車的二氧化碳排放量占歐洲總體碳排放15%，也是交通領域里排放總量最大的單一來源。因此荷蘭、丹麥、法國等國家在車輛登記（牌照稅）制度與車輛購買稅制中，都鼓勵消費者選擇低碳排放的車型。

事實上，在注重環保的北歐國家，汽、柴油車輛禁止銷售的時間表早已提上議程：挪威是最早宣布將在2025年禁止銷售使用汽、柴油發動機車輛的國家，荷蘭也在2016年4月提出從2025年開始禁止汽、柴油車輛在該國市場銷售，并且這一提議已經得到了荷蘭國會的支持（但已銷售車輛將不受該條法律限制，可以繼續行駛）。可惜歐洲工業大國德國，卻為了國內強大的汽車工業廠商利益，而使得降低碳排放的腳步落后鄰近國家。不過空污排放對德國來說也是頭痛的問題，2015年9月在美國發生的大眾集團柴油車排放檢測作弊丑聞，更代表德國車廠為追求柴油排放數據好看所可能發生之“偏差現象”。

為了宣示追求環保的決心，德國聯邦參議院通過決議：將在2030年全面禁售內燃機車輛（即汽、柴油車輛），以實現車輛的全面零排放，屆時德國消費者只能選擇購買零排放車型（如純電動車或者氫燃料電池車輛，就算是BMW i8這類插電式混合動力車也不允許）。目前這項禁令已獲得了德國執政黨和最大反對黨的一致贊同，并且德國也敦促歐盟其他國家盡快將燃油車禁令提上日程，爭取在2030年之前實現“歐盟全境新車零排放”。

德國的登高一呼讓更多國家群起效尤：不同于美國退出巴黎協議的決定，法國總統馬克宏曾提到要“讓地球再次偉大”，如今看來法國似乎正朝目標一步步邁進中。法國能源部長余洛（Nicolas Hulot）7月6日宣布，法國計劃在2040年前全面停止銷售汽、柴油車，該計劃旨在履行巴黎氣候協議承諾的“五年大計”。為了實現這個目標，法國政府還將提供稅收優惠，以鼓勵民眾淘汰使用時間超過20年的柴油車和2001年前生產的汽油車，最終法國計劃在2050年前實現“碳中性”，即排放多少碳就作多少抵銷措施，使總碳排放量為零。endprint

車廠布局新技術

與挪威、荷蘭相比，汽車產業為支柱工業的德國及法國頒布的決議引起更多關注！2030年聽起來遙遠，實際也就14年時間，還不夠一般車型兩代的換代時間（一般8年一次換代），擁有百年汽柴油發動機技術積累的汽車強國要在未來十多年內徹底淘汰現有成熟的工業體系，這已不單只是涉及汽車廠商本身，更涉及到能源工業、汽車零組件相關企業等。德國聯邦參議院的決議雖然還沒有法律約束效力，卻也表明了國會的決心，這項決議最終實施的可能性的確存在。事實上，德國推動可持續能源的政策早有豐碩成果：2015年是德國可再生能源發電創紀錄的一年，透過風力、太陽能、水力以及生物發電的發電量已占德國總發電量的32 5%，相比2014年又提升了5%。即使是在夜晚沒有太陽能發電，風力發電也因為沒風不能進行時，水電和生物發電仍能為德國提供將近25%的電力。法國也承諾在2040年前停止使用石化燃料（法國計劃停止對境內石油和天然氣的開采，并在2020年前關閉所有燃煤電廠）。

德國與法國政府對燃油發動機車輛退出市場的時間訂下目標，德法兩國汽車制造商自然成為新能源革命的排頭兵！大眾汽車集團計劃于2025年前推出30款純電動汽車，這是該集團全球戰略重組計劃的一部分，Mercedes則推出了EQ電動概念車并計劃在2019年量產。法國車廠一向是降低二氧化碳排放量的模范生，Peugeot及Citroen所屬的PSA集團計劃在2023年讓旗下品牌所販賣的車款中，至少有80%比例的車型提供純電動版本（將繼續推出5款純電力驅動車型和7款插電式混動車），讓消費者有機會選擇較環保的出行方式。

在所有的傳統汽車制造商中，大眾集團在電動車型研發投入的資源領先群雄，這與“柴油車排放造假事件”的影響不無關系，該廠更寄望電池動力技術能接替過去的柴油發動機產品線，而其過去5年的努力與投入已逐漸看到回報：包括采用純電池動力及插電式混合動力BUDD e、e-tron系統、以及使用替代燃料的g-tron系統已先后問世。

2016年巴黎車展期間，大眾集團提出了未來的幾個重要戰略方向，包括ID概念電動車以及作為未來純電動車型的重要技術平臺。集團首席執行官Matthias Muller明確指出：未來將強化其在電池動力、自動駕駛領域的研發。并于2017～2018年推出數十款電動車型。純電動車型是Volkswagen集團2025戰略非常重要的核心，也是集團向新能源車型轉移的起點。可以預見目前基于MQB模塊平臺設計的汽油動力車型（如A級車型Golf、B級車型Passat及SUV車型Tiguan等產品）都將改以MEB平臺基礎推出電動車型。MEB平臺是基于MQB模塊化平臺進行升級的全新電動車底盤平臺，擁有主驅動馬達在后軸為特色（也就是傳統意義上的后輪驅動系統），這種架構的優勢在于能夠進一步控制馬達快速爆發出來之扭矩帶來的打滑現象，同時該平臺還采用“地板電池儲存艙”的設計，在降低車身重心的同時還能增大相應載物與存儲空間。得益于該平臺優勢，電動車型的續航里程有望達到250～500公里。

除了前述車廠外，其他汽車品牌亦針對淘汰傳統燃油車型不遺余力：從2012年6月開始，Toyota和BMW即宣布兩者在氫燃料電池驅動系統、運動跑車、電能驅動技術以及開發輕量化技術這四個領域構建長期戰略合作關系。隨著歐洲市場對于混合動力技術的逐漸接受，2016年Toyota集團更宣布向競爭品牌提供自己的動力總成（集團研發中的9款發動機、4款變速箱以及6種混動系統），這聽起來似乎有些異想天開，目的是推動其純電動力系統和低排放動力系統在全世界范圍內快速擴張。

電動車普及仍有巨大商業障礙

理想或許很豐滿、但是回歸到電動車普及的嚴苛條件，現實也不禁骨感了起來。

2015年全球電動車銷售45 5萬輛、2016年70萬輛。2015年中國市場的電動車銷售為17.11萬輛，首次超越美國市場的11.65萬輛、成為全球電動車第一大單一市場。根據“EV Sales”最新發布的數據，全球電動車市場2017年上半年累計銷量達到449817輛，預估今年全球電動車的累計銷量有望達到110萬輛，雖然這個數字對比兩年前已經翻了一倍有多，但在全球汽車市場的占有率仍只有區區1%。

生產出幾輛在車展炫光奪目的電動概念車（或是限量車型）不是件難事，但大量生產數十萬甚至上百萬輛的電動車，同時成本還維持在消費者能承受的范圍就是一個不小的挑戰。我們不談電動車，先以已經問市近20年的Hybrid混合動力車作為例子——相較于傳統的汽油發動機動力系統，混合動力系統的構成與控制功能復雜許多。混合動力系統涵蓋創新差速齒輪式的動力分配裝置、系統能量管理、電源管理、傳動系統、剎車能量回充及高效能一體式馬達/發電機等技術，可說是電動車型的先期準備工作，但至今全球仍僅Toyota及Honda能夠提出完整度較高的解決方案，其余廠商則因投入較晚或專利權保護壁壘障礙而未能與之抗衡。

與傳統汽車三大核心部件（發動機、變速箱、底盤）不同，電動汽車核心部件有四個：底盤、電池、電機、電池控制系統。Tesla的電池、電機都來自供貨商（鋰電池是日本Panasonic的18650規格電池，這種電池常見于筆記本和智能手機中，電機來自臺灣富田）。電動車真正的研發挑戰在于如何掌握電池控制系統以及車輛底盤設計，而這涉及到造車的核心——車身安全。

事實上在Tesla的發展過程中，傳統車廠仍貢獻良多：包括Toyota的質量控制和問題追溯體系，還有Mercedes的測試流程。

電池依然是發展攔路虎

經過多年發展，車用鋰電池成本依舊是阻擋電動車普及的第一大障礙。毋庸諱言，二次電池技術在過去30年有了突飛猛進的發展，鋰電池在智慧手機、平板計算機及筆記本電腦等設備中有廣泛的應用，而根據全球知名咨詢公司——麥肯錫的研究表明，從2010年起至今，電動車車載鋰離子電池組的價格雖然下跌了近80%，但其成本依然昂貴，目前多數電動車內的鋰電池模塊成本仍然占到整車售價的四成以上！根據麥肯錫的預估，欲使電動車的售價跌至汽油車的價位，或許還需要耗費10年甚至更久。目前國際平均水平是每度電（kWh/千瓦時）的電池成本大約是800～1000美元（仍在持續降低中），一般電動車要達到100公里續航里程需要20kwh以上的電池容量，這意味著僅是電池成本就要2萬美元之高。

麻省理工學院（MIT）從事能源研究的教授Jessika Trancik表示，發展電動車真正的挑戰，在于幫助人們克服對電動車續航里程數的擔憂：當用戶購買新車后，他們想要了解車輛的續航里程數，若進行長途行駛、其車輛能否駛達目的地？這也是增程型電動車（range-extended electric vehicle，R-EEV）近期成為矚目焦點的原因，例如Buick VELITE 5增程型混動車的續航里程能匹敵傳統燃油車與Model S100D頂級電動汽車，而它僅用了一個34升小油箱與18 kWh電池組，不論是成本（增程套件總成本約4000～5000美元，換算成電池容量僅能增加5kwh）與車重（增程套件總重不超過100公斤）都有極大優勢。

另一方面，許多研發資源投入鋰電池科技革命：目前全球有近300家公司涉足石墨烯研究，包括IBM、英特爾、美國晟碟、陶氏化學、通用、杜邦等。其中，三星、IBM、東芝、韓國科學技術研究所等機構動員了大量的人力物力。雖然僅存在于理論數字，但“石墨烯電池充電10分鐘跑1000公里；采用石墨烯電極的新型電池容量功率比100kW/kg，比商業鋰離子電池高100倍”的性能數據仍讓我們對未來充滿遐想。

倘若電池技術前進的腳步低于預期，我們只能選擇透過增設電動車充電基礎設施，或是采用車輛共享等新業務模式來解決電動車的推廣問題。endprint