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百萬電動汽車上路:夢想或是現實?

上網時間: 2011年06月03日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:電動汽車  鋰離子電池  充電站  ChargePoint  Catch-22 

作者:任汝思

一些重大事件的發生,如日本大地震、中東局勢動盪以及2012年總統大選等,都可能改變美國讓一百萬輛電動汽車上路的時間表。

“我們在能源安全問題上不能再猶豫了,不能再像現在這樣當汽油價格上漲時拚命推動法案,而當油價下跌時又放任不管。”歐巴馬總統在發佈未來能源安全的行政發展藍圖時表示,在未來十年中,美國將使目前約每天1,100萬桶的石油進口量大幅減少三分之一,並確保自2015年起,聯邦政府轄下的公務車將全面使用油電混合或全電動汽車。

這段談話依據美國總統歐巴馬在今年1月所發表的國情咨文演說。在這篇國情咨文中,歐巴馬將清潔能源的開發稱為‘我們這一代的Sputnik時刻’,以蘇聯在1950年代領先美國發射Sputnik人造衛星來比喻美國目前所面臨的挑戰。回顧當時的演講,歐巴馬敦促美國“用生物燃料來打破我們對石油的依賴,並在2015年時成為第一個讓一百萬部電動汽車上路的國家。”針對此新聞的後續報導來看,業界對於能否實現百萬輛電動汽車這個極具挑戰性的目標頗有爭論。

在這次國情咨文演講過後才兩個月,接連發生的世界大事將歐巴馬的論點闡述得更清楚了。蘊含豐富石油的中東和北非國家因革命運動而動盪;電動汽車(EV)技術領先國家日本遭遇強烈地震、海嘯與核能危機。這些事件還需要數月甚至數年才可能終結,但對於美國脫離石油依賴以及建立電動汽車友好運輸系統的時間表卻帶來潛在影響。

業界對於歐巴馬百萬電動汽車目標的爭論焦點主要著重於許多的供需因素。Pike Research公司預測美國應該達不到這一目標,屆時只可能有大約16萬輛車上路。這個數字同時包括了插電式電動汽車和油電混合車。不過,這家市場研究公司也預測,在2010年和2015年之間,在美國上路開跑的電動汽車和油電混合車遠比中國或世界上其它國家或地區更多。

值得注意的是,“我們的預測是在日本大地震之前所說的,而今要達到這些數字的可能性也許更低了。”Pike Research分析師John Gartner指出。

這是由於日本是全世界最重要的鋰離子電池生產地,其次是韓國。日本供應鏈的破壞在短期內對於電池和電動汽車的生產影響頗鉅。豐田汽車(Toyota)公司已經延遲了原訂於今年4月在日本發佈最新Prius旅行車的計劃。雖然日產汽車(Nissan)公司已經恢復其電池生產和全電動Leaf汽車的組裝線,但該公司表示生產規模將取決於輪流限電的頻率。

但也有人對於歐巴馬提出的目標持樂觀態度。“一百萬部電動汽車是一個可實現的目標。”國際管理諮詢公司PRTM公司總監兼Global e-Mobility Practice專案負責人Oliver Hazimeh認為。但他也坦承這個目標並不會自動實現。“還有許多的因素必須同時到位,”他指出,例如石油價格、美國經濟穩健、華府立法者的心態、鋰離子電池的易得性、成本與技術發展、充電基礎設施的投資、公司和政府用車的銷售,以及日本的災後復原進度等等。

其中有些因素可能是刺激需求倍增或急劇下降的潛在導火線。例如,如果油價攀升至每加侖5美元,且很長一段時間都持續在價格高點,那麼對於電動汽車需求的積極影響將更為“深遠且具體”,Pike公司的Gartner表示。但如果油價下跌,經濟再次回到低迷狀態,或購置電動汽車的7,500美元聯邦稅收補貼削減或取消,那麼整體EV銷售量也將銳減。

事實上,美國能源情報署(EIA)在今年3月8日的預測報告中已將2011年每桶原油的平均價格提高到了105美元,較先前的預測值增加了14美元,原因是北非和中東地區的情勢動盪。也有人預測今年夏天的油價將達到130至150美元,部份原因在於政局動盪致使產油國的石油供應不穩定以及不確定性提升。長期來看,石油高峰是眾所關注的一個焦點。

鋰離子電池價格

其它因素對於美國電動汽車普及的目標或許影響不那麼顯著,但也十分重要。其中之一是鋰離子電池的成本。

電池價格(包括電路在內)目前大約在每千瓦時1,000美元左右徘徊,不過正逐漸趨於穩定跌降中,Pike Research公司表示。一般來說,電池系統佔整個汽車成本的50%左右。大多數分析師一致認為,在未來幾年內,如果電動汽車的價格要能與內燃引擎發動的汽車競爭,那麼電動汽車的電池價格必須降到低於500美元/千瓦時。不過,Pike Research公司認為這至少要到2015年以後才可望實現。然而,無論價格跌降的軌跡如何,隨著競爭加劇、產量的增加以及功率密度的提高,電池價格將持續降低。

事實上,到了2020年,鋰離子電池市場可望從兩年前的約110億美元成長到約500億美元,PRTM公司的Hazimeh指出。

“根據目前的發展軌跡,電池價格在2018年時將降至300美元/千瓦時。”他表示。

至於電動汽車的電池技術,大多數業界人士都預期主要的電池製造商大約要到2015年以後才可能轉換鋰離子電池的生產。相反地,在此之前,他們將會重新調整電池的化學成份、用更低成本的材料取代昂貴的金屬,以推動千瓦時級的電池價格下跌。而到了2020年時,諸如鋰空氣和鋅空氣等下一代技術將會投入生產。

日本和韓國公司總共就佔了全球鋰離子電池生產量的75%。而存在於LG Chem、Panasonic、三星(Samsung)和Sony等主要製造商之間的激烈競爭使得價格下降的壓力越來越大。而這次日本地震的危機將會對日本電池製造商間的競爭及其產品千瓦時價格帶來什麼樣的影響,目前看來仍不很明朗。

對於日本和韓國來說,一個新興的挑戰者來自於中國。由於中國政府承諾在2020年以前贊助152億美元扶持這一產業的成長,中國汽車製造商們正積極地投資電動汽車和電池的研發與生產。中國也正進行實質性的基礎設備投資,包括在試行都市建設充電站。與美國一樣,中國也制訂在2015年時讓一百萬輛油電混合客車上路的目標,China Outlook Consulting公司指出。

截至目前為止,美國一直明顯地缺乏電動汽車電池業務。但美國能源部(DoE)在2009年宣佈的振興經濟法案(American Recovery and Reinvestment Act)中,承諾將有高達20億美元的資金將用於贊助先進電池及相關驅動元件的製造,同時還有高達4億美元將用於交通電氣化示範與部署計劃。

據美國能源部透露,美國在2009年時只有兩家製造先進汽車電池的工廠,產量不到全球的2%。但該部門預測,到了2012年時,美國將會有30家美國工廠上線運轉,使美國屆時將擁有佔全球先進汽車電池產量約20%的產能。到2015年時的市場佔有率更可望達到40%。

A123 Systems公司在2009年通過美國能源部審核,取得了2.49億美元的資金以支助其於奈米磷酸鹽鋰離子電池以及系統的開發與製造。去年9月,A123 Systems公司在密西根州利沃尼亞市(Livonia)開辦了一家新工廠,如今已經成為北美最大的鋰離子汽車電池生產工廠。A123 Systems公司期望在2011年底時可將製造產能從最大每小時600兆瓦(MWh)擴充到760MWh。


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