因應地球環保及能源永續的「綠色車輛」訴求

財團法人車輛研究測試中心 營運管理處 協理 陳良忠
  地球資源耗竭問題與暖化危機持續升高,前美國副總統高爾(AL GORE)曾於2006年出版宣導全球暖化問題嚴重性的環保紀錄片《不願面對的真相(An Inconvenient Truth)》,法國著名導演盧貝松(Luc Besson)亦隨後於2009年6月9日配合世界環境日(World Environment Day),在全球50個國家上映其監製的地球環保紀錄片《盧貝松之搶救地球(Home)》,以及從2010年2月底便開始在台灣巡迴放映由知名媒體人、評論家陳文茜主導製作的65分鐘紀錄片《±2℃》,皆是在傳達「地球所面臨的嚴重危機,必須積極搶救地球」的訊息,有關氣候變遷、環境保護、生態平衡及綠色經濟之間的同體共生問題,已是近年來國際論壇上的當紅議題;

  而美國紐約時報最知名的專欄作家、《世界又熱又平又擠(Hot,Flat,Crowded)》暢銷書作者,也是全球新觀點及趨勢分析的新聞領袖、世界級的綠能革命佈道家湯馬斯.佛里曼(Thomas L.Friedman)及2008年諾貝爾經濟學獎得主保羅‧克魯曼(Paul Krugman),以及創造「綠色EQ (Ecological Intelligence)」觀點的丹尼爾.高曼(Daniel Goleman)等全球知名大師亦相繼論述「綠色」或「綠能」的趨勢觀點,使得綠色科技(Green Technology)應用與綠色產品發展、綠色政策與規範、綠色經濟、綠色GDP、綠色建築、綠色城市、綠色車輛等應用之道夯熱而生,已成為全球大多數政府與相關企業積極關注及因應的焦點所在;近年來,各先進國家已加大力道推動生質燃料、太陽能、風力發電及氫能等綠色能源的開發,期能提高「再生」/「低碳」/「零污」能源的使用,並且致力於能源開發與傳輸效能的提升、高效率智慧電網系統及使用環境的構建等工作,顯見各國政府及企業對於如何因應未來全球石化能源枯竭後的新能源需求及抗暖化行動,多已進入未雨綢繆之境,甚至已是先進國家當務之急的重要政策及施政目標,並且逐漸成為企業經營者不得不加以重視的社會責任。

台灣的碳排放

  台灣人口約佔全球的0.35%左右,但是二氧化碳排放量卻佔了全球的0.95%,台灣非聯合國會員國,因此並未簽署相關協議,但台灣排放二氧化碳卻一路從1990年約1.13億噸成長至2005年的2.7億噸,成長率達110%以上,是當時全球成長值的四倍,而根據國際能源總署(IEA)2007年的統計,台灣二氧化碳排放量已將近3億公噸,平均每人年的二氧化碳排放量已達12.08公噸,全球排名第18,亞洲地區則已高居首位,台灣每個人的平均二氧化碳排放量是全球人口平均的3 倍以上,是中國大陸人均排放量的2.5倍以上,暖化的速度是全球平均的2倍,台灣氣溫上升攝氏一度,降雨強度將增加100%,台灣仍被列為受到全球氣候變遷影響的高危險群;

  此外,台灣的發電最大來源為燃煤發電約占33%,核能發電約20%居次,燃氣發電約16%再次之,台灣的火力發電(燃煤+天然氣+燃油)已超過60%,台灣2009年發電每度平均約排放0.63公斤的二氧化碳,相較於日本的0.42公斤及韓國的0.44公斤均高出許多,亦反映出台灣能源結構亟待調整的必要性及迫切性;

  而就台灣的汽車排污問題而言,根據2008年時的統計,台灣路上已有超過45%的汽車車齡超過十年(新加坡只有5%的汽車超過十年,英國只有9%的汽車超過十二年),僅符合二期環保標準,相當的不環保,嚴格來講,已不是一個推動節能減碳訴求國家所應有的現象,因此對於車輛「節能減碳」政策的推動已屬當務之急,而目前台灣無論是政府、民間產業及相關研究機構亦皆已顯露出戮力以赴之勢,包括生質燃料及電動機車、電動汽車的推廣使用,亦可預期台灣未來在綠能產業的積極發展當中,車輛在環保及能源課題上的發展趨勢,更將扮演著相當重要的角色,本文僅就綠能車輛--電動汽車方面來加以論述。

全球綠色車輛的發展趨勢

  在全球節能減碳的潮流及焦點方面,儘管在哥本哈根召開的聯合國第15次締約國會議(Conference of the Parties;COP15)閉會後所出爐的三頁「哥本哈根協定(Copenhagen Accord)」,並未能如環保團體期望,擬定出具體的新規範、新制約,而仍須寄望於下一次在墨西哥舉辦的COP16,在全球節能減碳的推動腳步上已有所延宕,引發環保人士一陣撻伐,相關反應行動陸續而出,亦使得成立40週年的世界地球日組織(Earth Day Network),已在2010年4月22日的世界地球日當天發起一個跨國家、跨型態的全球性運動「10億綠行動(Billion Acts of Green)」,呼籲各界集結各種大大小小的環保作為,來形成全球巨大浪潮,要求世界各國通過綠色法案,以減少碳排放、積極發展綠色能源產業、增加工作機會。

  故而,相信在此等浪潮下,加上全球油價波動不穩、油源逐漸用罄及溫室效應等環境因素壓力下,節能減碳及新能源的開發應用,仍會是世界各國政府戮力以赴的政策潮流及產業發展趨勢,而且全球性的企業競爭更將日趨激烈,不僅是歐、美、日等先進國家,就連中國及印度等開發中國家,都已積極投入在新能源(綠色)車輛的發展,只是早晚、快慢不同而已;

  早在1970年代發生石油危機後,汽車相關業者即已投入車輛之替代能源研究及應用,以減輕對石化能源的依賴,一些取代汽油的燃料,像液化石油氣、天然氣和柴油已持續在擴大使用當中,而生質柴油、乙醇汽油、油電混合車的應用亦相繼而生,但是仍未能大幅解決排污問題,仍有很大的改善空間;嚴格而言,這些車種仍是屬於過渡到零污染「zero emission 」車輛的中間產品,其減碳程度仍須取決於動力來源及使用效率。近年來,相關科技陸續獲得突破,一些高效率電源及動力IC等電子零組件,以及新式動力能源的應用、省能/儲能/回收裝置,甚至如電動車、太陽能及氫燃料電池的發展亦再度引起關注及實值的投入,在「綠色科技(GT)」及「能源科技(ET)」的持續進展之下,可以預見未來全球各主要汽車生產國家在發展環保及節能、替能車輛的課題上,將會大量藉由電子化及新能源、新科技等技術的不斷創新及應用,朝向「再生、替代」能源、「低污、零污」排放與「綠色材料」、「輕量化」設計等訴求兼顧的『先進潔淨/省能車輛(Advanced Clean & Lean Vehicle, ACV)』,或稱為「綠色、綠能車輛」 (Green Vehicle)的新能源車輛方向發展,包括先進的、高效率和清潔的燃油引擎(High Effective & Clean Fuel Engine)、替代性清潔燃料系統(Alternative Fuels)、混合動力車(包括汽油、柴油、生質燃料及油氣混合的HEV及插電式混合動力車PHEV)、電池動力車(BEV)、燃料電池車(FCEV)及太陽能車(SEV),甚至是空氣動力車(APV﹕Air-Powered Vehicle),都是未來汽車動力的來源選項,預期未來將會相繼出現並同時存在一段時間,至於何種動力選項才是會在未來世界中脫穎而出的明星車種,則端賴各方競技及各自的預測﹗

  尤其是具有節能減碳指標性的碳足跡標籤(Carbon Footprint Label),已然成為追蹤產品生命週期碳排放量的新顯學,自從2006年由英國碳信託基金(Carbon Trust)推出第一個碳標籤之後,世界各國各式各樣的碳標籤制度已陸續被制訂出來,亦被預期將是未來全球在推廣綠色產品的做法上,付予更加具體化、普遍化的訴求趨勢。因此,就車輛產業而言,在將來的綠能世界裡,要能做到真正「低碳足跡」、「零污」、「高效能」的綠色車輛,才是發展新能源車輛的最終訴求,換言之,「綠色能源」、「綠色生產」、「綠色車輛」及「綠色營運模式」,將是車輛產業未來賴以競爭取勝的重要經營策略,由此可見,提升「節能、減碳」及使用「再生、替代」能源已是世界各國發展綠能運輸的必然趨勢,而台灣當然無法例外。

  惟就目前的應用狀況而言,生質燃料及混合動力車輛已達一定程度上的成長,尤其是與汽、柴油、生質燃料或油氣混合的各種型式動力車種已相繼上市,預期在未來5至10年仍將是綠色車輛的熱門車種,至於純電池動力車種,雖然仍處於電池成本及效能尚有很大的進步空間、充/供電網路亟待佈建,以及營運模式正行蘊釀的萌芽階段,但純電池動力車種的開發、上市及運行,已是全球綠色車輛最夯的焦點所在。

「更綠一籌」的思維

  然而,在歐、美、日及中國大陸眾多車廠及相關企業間除了各自努力,採取鴨子划水、蘊蓄自我能量的同時,亦已陸續建立水平及上、中、下游垂直整合,甚至是跨領域的合作聯盟關係,共同投入新能源車輛相關的產業標準制訂、供應體系、電池開發、關鍵技術及使用環境建構等方面的合作,顯見新能源車輛的發展已非依循傳統燃油車輛的既定體系及做法,供應體系必須重新洗牌,關鍵技術訴求已大幅易轍,商業模式亦多所變化,因此,如何在戰國群雄的競合當中出類拔萃,成為全球一方霸主,正考驗著各家車廠研發整合的實力及掌握機先的睿智。就如同紐約時報最知名的專欄作家、《世界又熱又平又擠(Hot,Flat,Crowded)》暢銷書作者,也是全球新觀點及趨勢分析的新聞領袖、世界級的綠能革命佈道家湯馬斯.佛里曼(Thomas L.Friedman)先生所言,「更綠一籌(outgreen)」的策略優勢將是未來在市場上贏得競爭的最佳利器﹗擁有「碳優勢」,才是全球化趨勢下最持久的優勢﹗而綠色車輛將會是21世紀成長幅度最大的產業之一,可見「綠色科技」或是「綠能科技」的發展程度及地位,將是決定未來世界各國的重要國力指標,而在全球競爭日趨激烈的新能源車輛發展契機上,若能發展出具有「綠色EQ」、「綠色設計」、「綠色材料」、「綠色生產」,以及加上採用「綠色能源」及「綠色營運模式」等特色的「綠色車輛」,適時開創出適價、適用的車種,建立「更綠一籌」及「更省一籌」的競爭優勢,也才能在未來車輛產業的激烈競爭中勝出!

「綠色生產」、「低碳足跡」、「零污」、「高效能」的綠色車輛訴求

  因此,如前所述,就車輛產業而言,在將來的綠能世界裡,要能做到真正「低碳足跡」、「零污」、「高效能」的綠色車輛,才是發展新能源車輛的最終訴求,換言之,「綠色生產」、「綠色能源」、「綠色車輛」及「綠色營運模式」,將是車輛產業未來賴以競爭取勝的重要經營策略;

  例如,日本筑波市已在2010年3月間啟動一個先進的實驗運行計畫,結合了汽車廠商、金融服務業、租賃業、便利商店及加油站等多種行業共同進行運行計畫,整合運用太陽能發電系統、鋰離子電池電動車、儲電系統、智慧電網(SMART GRID)及資訊控管等各方面技術,目的便是要發展一個具有遠端監控、及時資訊傳輸、用電最佳化的智慧型且又十分環保、低碳化的交通運行示範區,來為電動車輛普及化預作準備;

  再如,日本三菱汽車除了積極發展i-MiEV電動車等零排碳車輛之外,也將降低排碳量設定為生產線目標,以期為全球暖化問題盡一份心力,三菱汽車已逐步在各大廠房加入節能照明及空調系統,並以太陽能等替代能源作為主要供電來源,期望在2020年之前,各廠房平均每輛車生產過程的排碳量能較2005年減少20%,如何利用「綠色廠房」來降低汽車生產製造過程中的排碳量,已成為該公司在經營策略及行動中的重要課題。

  又如,美國Better Place公司除了在丹麥與車廠合作研發電動車及其運行使用之外,並與該國電力公司合作廣設電源供應站的計畫,試圖利用丹麥約佔20%供電來源的風力發電作為電動車的儲備電力,同時亦爭取丹麥政府結合各界投入上億美元經費來建置電動車運行網路,企圖快速增加電源供應站的建置數量,加上丹麥政府的減稅方案與設置免費停車等優惠措施,皆是期望加快推動「低碳足跡」電動車的普及化;

  而美國福特汽車於2010年3月底與微軟公司簽署合作協議,聯手開發能夠連結住宅、電動車,以及能源公司等公共企業的電腦化系統,藉以協助企業管控能源成本、發電產能及消費者的電動車用電節費管理,預期將透過微軟公司所發展的電腦化系統,率先應用在福特汽車預計在2011年上市的Focus迷你電動車上,該項系統能讓公共事業公司依不同時段調整用電費率,並且讓消費者使用公共事業公司發電系統負荷最小的時段來進行儲/用電,使消費者能夠將其電動車結合至家電設備,在用電離尖峰期間自動選取最佳儲/用電時段,獲取最低成本為其電動車充電,同時,藉由家用蓄電池蓄電量增加及智慧電表的應用,讓消費者能夠更方便自行儲存及供應最低成本的電動車充電需求,讓消費者更容易負擔電動車的用電成本,進一步讓電動車逐漸普及;

  另在中國大陸方面,中國電網兩大巨頭的中國國家電網公司及南方電網公司在看好電動車市場的後續發展潛力之下,紛紛斥資興建充/供電站,並已開始運作智能用電、光伏發電與風力發電等監控及管理,發展「智慧化」、「高速化」、「綠能化」的智慧電網(SMART GRID),便是企圖進一步因應中國大陸未來在新能源、智慧型發電及用電效率提升等方面的需求;

  可見,日、美、歐及中國大陸等國家除了結合車廠大力推行綠能車輛的使用之外,更已投入能源結構的低碳化作為,將綠色材料、太陽能、水力、風力發電、生質能源、氫能與燃料電池、智慧電網等運用進行整體性的規劃,甚至是從「設計」、「生產製造」、「銷售」到「整體營運」及「服務模式」,都已考量到以「綠色EQ」為訴求的應有思維及具體實踐,降低汽車產品生命週期的排碳量,亦已逐漸成為各大汽車公司在其企業經營中必須加以重視的課題及「社會責任」,也是有志於發展綠色車輛的國度及相關廠商所應有的前瞻性思維,值得各界思量!

  當前,台灣刻正戮力思考發展新能源車輛(尤其是電動機車及智慧電動車)的方向與做法,若能有效運用國外成功經驗,以及國內車廠的彈性製造、差異化設計能力,結合優勢的資通訊產業及產、官、學、研各界間的縱橫能量,將ICT的優勢推進至能源科技(ET)及綠色科技(GT)的快速掌握,儘快切入並解決電動車發展的各項成功關鍵因素(尤其是高效能電池、充電設施及營運模式),並積極就核心技術、法規管理、產業政策、環境塑造等方面來加以努力,加上利用台灣城鄉與都會集中、景點特色,南北距離不是很遠的使用環境下,發展綠色觀光、綠色運輸,逐步推動電動車輛的運行系統,善加運用優勢及外來資源,台灣才有機會成功推動電動車輛的使用環境及產業發展。

  台灣政府在綠色能源產業的政策推動及相關行動方案已然箭在弦上、相繼謀定而動中,台灣企業若能加速應運用優勢的ICT產業及機電整合能量、車廠的彈性製造及差異化設計能力,逐步掌握綠能科技的各項關鍵技術,並在政府的加持之下,積極運用政府重點挹注的「綠色能源產業旭升方案」,包括「能源光電雙雄:太陽光電及LED照明」及「風火輪:風力發電、生質能源、氫能與燃料電池、能源資通訊、能源節約服務及電動車輛」兩大主軸的有效結合及應用,以及「智慧電動車發展策略與行動方案」的示範運行計畫及相關補助政策,來一併規劃及落實開發具有競爭力的各種綠色產品及商業模式,相信應可更快、更進一步推升台灣相關產業朝向「低碳」及「高值化」的綠色商機及經濟綜效發展;同時,若能運用優勢、開創契機,發展出具有「綠色EQ」、「綠色設計」、「綠色材料」、「綠色生產」,以及加上採用「綠色能源」及「綠色營運模式」等特色的「綠色車輛」,真正做到「更綠一籌」、「更智一籌」、「更勝一籌」的未來車輛產業發展,進而在全球車輛產業中扮演關鍵性角色,相信這也是台灣車輛產業亟欲要突破現狀、破繭而出的一個重要轉捩點!