許鴻德
不同于美國(guó)退出巴黎協(xié)議的決定,歐洲德、法兩國(guó)顯然更愿意為遏止地球溫室暖化貢獻(xiàn)自己的心力,并先后對(duì)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛退出該國(guó)市場(chǎng)訂出時(shí)間表。
西歐國(guó)家為何堅(jiān)持淘汰傳統(tǒng)汽柴油動(dòng)力車型?各車廠又將如何因應(yīng)時(shí)間表?請(qǐng)看分析……
電動(dòng)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(fā)展方向的電動(dòng)車始終是鎂光燈焦點(diǎn),越來越多高性能電動(dòng)車如AudiE-tron quattro和Porsche Mission E已經(jīng)亮相。整個(gè)2016年,越來越多的跨國(guó)汽車集團(tuán)和創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)朝著電動(dòng)汽車前進(jìn),這也側(cè)面印證了安全、節(jié)能和環(huán)保是汽車行業(yè)永恒的發(fā)展主題。而從純電動(dòng)車品牌Tesla的發(fā)展歷程來看,我們也有理由相信電動(dòng)車(以及其他新能源車輛)已經(jīng)走到大量普及化的最后一里路!
Tesla創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行長(zhǎng)Elon Musk在該廠成立14年之后的今天,終于按照先前計(jì)劃推出起價(jià)僅35000美元的Model 3(與當(dāng)今汽油發(fā)動(dòng)機(jī)新車的平均價(jià)格相差不遠(yuǎn))。過去Elon Musk認(rèn)為使電動(dòng)車成為主流產(chǎn)品的最好方式,就是遵循過去手機(jī)、錄像機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)展道路:先向狂熱的消費(fèi)者銷售最昂貴的產(chǎn)品,從中獲得資金來研發(fā)讓大眾都買得起的產(chǎn)品。不論是最初推出10.9萬美元的電動(dòng)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(shí)踐。雖然起初充滿質(zhì)疑,但Tesla一步步實(shí)現(xiàn)自己設(shè)定的目標(biāo):多年來努力研發(fā)更好的電動(dòng)汽車(但先前車型多數(shù)消費(fèi)者可能無力負(fù)擔(dān)),Model 3意味著電動(dòng)車將面對(duì)主流市場(chǎng)。
新能源車輛發(fā)展的潮流,過去持續(xù)得到推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國(guó)際汽聯(lián)FIA大力支持,理由在于節(jié)能浪潮席卷全球的今天,賽車運(yùn)動(dòng)卻始終被貼上高耗油、高耗能的標(biāo)簽,F(xiàn)1賽事被稱為汽車運(yùn)動(dòng)的代表,高耗油量(每100公里耗油將近50升)卻一直遭到環(huán)保人士的抨擊。FIA不但是全球賽車運(yùn)動(dòng)的主管團(tuán)體,也積極參與民用汽車工業(yè)的相關(guān)計(jì)劃(例如車輛碰撞安全測(cè)試等等)。最近幾年為適應(yīng)節(jié)能環(huán)保的社會(huì)大趨勢(shì),前后兩任FIA主席持續(xù)推動(dòng)F1賽車發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能化——從過去的3.0升排量V10改為今日的2.4升V8發(fā)動(dòng)機(jī),這符合“排量縮小化、效率增大化”的趨勢(shì),也符合整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流。
現(xiàn)任FIA主席Jean Todt自從上任以來,便積極研擬規(guī)劃運(yùn)用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方程式賽車,這個(gè)想法最終推動(dòng)了“零排放”的Formula E電動(dòng)方程式錦標(biāo)賽誕生。
燃油發(fā)動(dòng)機(jī)退市時(shí)間表代表什么?
隨著新能源車輛發(fā)展環(huán)境的不斷完善,越來越多車廠也自愿提出淘汰傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)間表。過去在Hybrid混合動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)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(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛的產(chǎn)品。Volvo今年7月宣布2019年之后只生產(chǎn)電動(dòng)車或是油電混合動(dòng)力車型(2024年之后停止銷售燃油車輛),成為首家停止生產(chǎn)純?nèi)加桶l(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車型,且明確訂出時(shí)間表的汽車制造商,也標(biāo)志該廠將結(jié)束過去接近百年間生產(chǎn)純汽油車型的歷史,相信未來將會(huì)有越來越多的同業(yè)跟隨!
事實(shí)上,先進(jìn)國(guó)家早已嚴(yán)肅面對(duì)汽、柴油車輛產(chǎn)生的排放問題,在超級(jí)大都會(huì)(指人口超過1000萬的都會(huì)區(qū))中由于車輛與人口擁擠,溫室效應(yīng)已經(jīng)頗為嚴(yán)重。聯(lián)合國(guó)預(yù)計(jì)到2030年時(shí),全球城市人口將從現(xiàn)在的32億增加到50億(僅城市人口、非全部人口);到2050年時(shí),世界上70%的人口會(huì)居住在城市中,與我們息息相關(guān)的小客車則是二氧化碳排放的最重要來源。
發(fā)達(dá)國(guó)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(jù)測(cè)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(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上新車增加的數(shù)目,小客車的二氧化碳排放量占?xì)W洲總體碳排放15%,也是交通領(lǐng)域里排放總量最大的單一來源。因此荷蘭、丹麥、法國(guó)等國(guó)家在車輛登記(牌照稅)制度與車輛購(gòu)買稅制中,都鼓勵(lì)消費(fèi)者選擇低碳排放的車型。
事實(shí)上,在注重環(huán)保的北歐國(guó)家,汽、柴油車輛禁止銷售的時(shí)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(fā)動(dòng)機(jī)車輛的國(guó)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(guó)市場(chǎng)銷售,并且這一提議已經(jīng)得到了荷蘭國(guó)會(huì)的支持(但已銷售車輛將不受該條法律限制,可以繼續(xù)行駛)??上W洲工業(yè)大國(guó)德國(guó),卻為了國(guó)內(nèi)強(qiáng)大的汽車工業(yè)廠商利益,而使得降低碳排放的腳步落后鄰近國(guó)家。不過空污排放對(duì)德國(guó)來說也是頭痛的問題,2015年9月在美國(guó)發(fā)生的大眾集團(tuán)柴油車排放檢測(cè)作弊丑聞,更代表德國(guó)車廠為追求柴油排放數(shù)據(jù)好看所可能發(fā)生之“偏差現(xiàn)象”。
為了宣示追求環(huán)保的決心,德國(guó)聯(lián)邦參議院通過決議:將在2030年全面禁售內(nèi)燃機(jī)車輛(即汽、柴油車輛),以實(shí)現(xiàn)車輛的全面零排放,屆時(shí)德國(guó)消費(fèi)者只能選擇購(gòu)買零排放車型(如純電動(dòng)車或者氫燃料電池車輛,就算是BMW i8這類插電式混合動(dòng)力車也不允許)。目前這項(xiàng)禁令已獲得了德國(guó)執(zhí)政黨和最大反對(duì)黨的一致贊同,并且德國(guó)也敦促歐盟其他國(guó)家盡快將燃油車禁令提上日程,爭(zhēng)取在2030年之前實(shí)現(xiàn)“歐盟全境新車零排放”。
德國(guó)的登高一呼讓更多國(guó)家群起效尤:不同于美國(guó)退出巴黎協(xié)議的決定,法國(guó)總統(tǒng)馬克宏曾提到要“讓地球再次偉大”,如今看來法國(guó)似乎正朝目標(biāo)一步步邁進(jìn)中。法國(guó)能源部長(zhǎng)余洛(Nicolas Hulot)7月6日宣布,法國(guó)計(jì)劃在2040年前全面停止銷售汽、柴油車,該計(jì)劃旨在履行巴黎氣候協(xié)議承諾的“五年大計(jì)”。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),法國(guó)政府還將提供稅收優(yōu)惠,以鼓勵(lì)民眾淘汰使用時(shí)間超過20年的柴油車和2001年前生產(chǎn)的汽油車,最終法國(guó)計(jì)劃在2050年前實(shí)現(xiàn)“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(shù)
與挪威、荷蘭相比,汽車產(chǎn)業(yè)為支柱工業(yè)的德國(guó)及法國(guó)頒布的決議引起更多關(guān)注!2030年聽起來遙遠(yuǎn),實(shí)際也就14年時(shí)間,還不夠一般車型兩代的換代時(shí)間(一般8年一次換代),擁有百年汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)積累的汽車強(qiáng)國(guó)要在未來十多年內(nèi)徹底淘汰現(xiàn)有成熟的工業(yè)體系,這已不單只是涉及汽車廠商本身,更涉及到能源工業(yè)、汽車零組件相關(guān)企業(yè)等。德國(guó)聯(lián)邦參議院的決議雖然還沒有法律約束效力,卻也表明了國(guó)會(huì)的決心,這項(xiàng)決議最終實(shí)施的可能性的確存在。事實(shí)上,德國(guó)推動(dòng)可持續(xù)能源的政策早有豐碩成果:2015年是德國(guó)可再生能源發(fā)電創(chuàng)紀(jì)錄的一年,透過風(fēng)力、太陽能、水力以及生物發(fā)電的發(fā)電量已占德國(guó)總發(fā)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(fā)電,風(fēng)力發(fā)電也因?yàn)闆]風(fēng)不能進(jìn)行時(shí),水電和生物發(fā)電仍能為德國(guó)提供將近25%的電力。法國(guó)也承諾在2040年前停止使用石化燃料(法國(guó)計(jì)劃停止對(duì)境內(nèi)石油和天然氣的開采,并在2020年前關(guān)閉所有燃煤電廠)。
德國(guó)與法國(guó)政府對(duì)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛退出市場(chǎng)的時(shí)間訂下目標(biāo),德法兩國(guó)汽車制造商自然成為新能源革命的排頭兵!大眾汽車集團(tuán)計(jì)劃于2025年前推出30款純電動(dòng)汽車,這是該集團(tuán)全球戰(zhàn)略重組計(jì)劃的一部分,Mercedes則推出了EQ電動(dòng)概念車并計(jì)劃在2019年量產(chǎn)。法國(guó)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(tuán)計(jì)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(dòng)版本(將繼續(xù)推出5款純電力驅(qū)動(dòng)車型和7款插電式混動(dòng)車),讓消費(fèi)者有機(jī)會(huì)選擇較環(huán)保的出行方式。
在所有的傳統(tǒng)汽車制造商中,大眾集團(tuán)在電動(dòng)車型研發(fā)投入的資源領(lǐng)先群雄,這與“柴油車排放造假事件”的影響不無關(guān)系,該廠更寄望電池動(dòng)力技術(shù)能接替過去的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品線,而其過去5年的努力與投入已逐漸看到回報(bào):包括采用純電池動(dòng)力及插電式混合動(dòng)力BUDD e、e-tron系統(tǒng)、以及使用替代燃料的g-tron系統(tǒng)已先后問世。
2016年巴黎車展期間,大眾集團(tuán)提出了未來的幾個(gè)重要戰(zhàn)略方向,包括ID概念電動(dòng)車以及作為未來純電動(dòng)車型的重要技術(shù)平臺(tái)。集團(tuán)首席執(zhí)行官M(fèi)atthias Muller明確指出:未來將強(qiáng)化其在電池動(dòng)力、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的研發(fā)。并于2017~2018年推出數(shù)十款電動(dòng)車型。純電動(dòng)車型是Volkswagen集團(tuán)2025戰(zhàn)略非常重要的核心,也是集團(tuán)向新能源車型轉(zhuǎn)移的起點(diǎn)??梢灶A(yù)見目前基于MQB模塊平臺(tái)設(shè)計(jì)的汽油動(dòng)力車型(如A級(jí)車型Golf、B級(jí)車型Passat及SUV車型Tiguan等產(chǎn)品)都將改以MEB平臺(tái)基礎(chǔ)推出電動(dòng)車型。MEB平臺(tái)是基于MQB模塊化平臺(tái)進(jìn)行升級(jí)的全新電動(dòng)車底盤平臺(tái),擁有主驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在后軸為特色(也就是傳統(tǒng)意義上的后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)),這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于能夠進(jìn)一步控制馬達(dá)快速爆發(fā)出來之扭矩帶來的打滑現(xiàn)象,同時(shí)該平臺(tái)還采用“地板電池儲(chǔ)存艙”的設(shè)計(jì),在降低車身重心的同時(shí)還能增大相應(yīng)載物與存儲(chǔ)空間。得益于該平臺(tái)優(yōu)勢(shì),電動(dòng)車型的續(xù)航里程有望達(dá)到250~500公里。
除了前述車廠外,其他汽車品牌亦針對(duì)淘汰傳統(tǒng)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(qū)動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)跑車、電能驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及開發(fā)輕量化技術(shù)這四個(gè)領(lǐng)域構(gòu)建長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作關(guān)系。隨著歐洲市場(chǎng)對(duì)于混合動(dòng)力技術(shù)的逐漸接受,2016年Toyota集團(tuán)更宣布向競(jìng)爭(zhēng)品牌提供自己的動(dòng)力總成(集團(tuán)研發(fā)中的9款發(fā)動(dòng)機(jī)、4款變速箱以及6種混動(dòng)系統(tǒng)),這聽起來似乎有些異想天開,目的是推動(dòng)其純電動(dòng)力系統(tǒng)和低排放動(dòng)力系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)快速擴(kuò)張。
電動(dòng)車普及仍有巨大商業(yè)障礙
理想或許很豐滿、但是回歸到電動(dòng)車普及的嚴(yán)苛條件,現(xiàn)實(shí)也不禁骨感了起來。
2015年全球電動(dòng)車銷售45 5萬輛、2016年70萬輛。2015年中國(guó)市場(chǎng)的電動(dòng)車銷售為17.11萬輛,首次超越美國(guó)市場(chǎng)的11.65萬輛、成為全球電動(dòng)車第一大單一市場(chǎng)。根據(jù)“EV Sales”最新發(fā)布的數(shù)據(jù),全球電動(dòng)車市場(chǎng)2017年上半年累計(jì)銷量達(dá)到449817輛,預(yù)估今年全球電動(dòng)車的累計(jì)銷量有望達(dá)到110萬輛,雖然這個(gè)數(shù)字對(duì)比兩年前已經(jīng)翻了一倍有多,但在全球汽車市場(chǎng)的占有率仍只有區(qū)區(qū)1%。
生產(chǎn)出幾輛在車展炫光奪目的電動(dòng)概念車(或是限量車型)不是件難事,但大量生產(chǎn)數(shù)十萬甚至上百萬輛的電動(dòng)車,同時(shí)成本還維持在消費(fèi)者能承受的范圍就是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。我們不談電動(dòng)車,先以已經(jīng)問市近20年的Hybrid混合動(dòng)力車作為例子——相較于傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng),混合動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成與控制功能復(fù)雜許多。混合動(dòng)力系統(tǒng)涵蓋創(chuàng)新差速齒輪式的動(dòng)力分配裝置、系統(tǒng)能量管理、電源管理、傳動(dòng)系統(tǒng)、剎車能量回充及高效能一體式馬達(dá)/發(fā)電機(jī)等技術(shù),可說是電動(dòng)車型的先期準(zhǔn)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?qū)@麢?quán)保護(hù)壁壘障礙而未能與之抗衡。
與傳統(tǒng)汽車三大核心部件(發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤)不同,電動(dòng)汽車核心部件有四個(gè):底盤、電池、電機(jī)、電池控制系統(tǒng)。Tesla的電池、電機(jī)都來自供貨商(鋰電池是日本Panasonic的18650規(guī)格電池,這種電池常見于筆記本和智能手機(jī)中,電機(jī)來自臺(tái)灣富田)。電動(dòng)車真正的研發(fā)挑戰(zhàn)在于如何掌握電池控制系統(tǒng)以及車輛底盤設(shè)計(jì),而這涉及到造車的核心——車身安全。
事實(shí)上在Tesla的發(fā)展過程中,傳統(tǒng)車廠仍貢獻(xiàn)良多:包括Toyota的質(zhì)量控制和問題追溯體系,還有Mercedes的測(cè)試流程。
電池依然是發(fā)展攔路虎
經(jīng)過多年發(fā)展,車用鋰電池成本依舊是阻擋電動(dòng)車普及的第一大障礙。毋庸諱言,二次電池技術(shù)在過去30年有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,鋰電池在智慧手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)及筆記本電腦等設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用,而根據(jù)全球知名咨詢公司——麥肯錫的研究表明,從2010年起至今,電動(dòng)車車載鋰離子電池組的價(jià)格雖然下跌了近80%,但其成本依然昂貴,目前多數(shù)電動(dòng)車內(nèi)的鋰電池模塊成本仍然占到整車售價(jià)的四成以上!根據(jù)麥肯錫的預(yù)估,欲使電動(dòng)車的售價(jià)跌至汽油車的價(jià)位,或許還需要耗費(fèi)10年甚至更久。目前國(guó)際平均水平是每度電(kWh/千瓦時(shí))的電池成本大約是800~1000美元(仍在持續(xù)降低中),一般電動(dòng)車要達(dá)到100公里續(xù)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(xué)院(MIT)從事能源研究的教授Jessika Trancik表示,發(fā)展電動(dòng)車真正的挑戰(zhàn),在于幫助人們克服對(duì)電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程數(shù)的擔(dān)憂:當(dāng)用戶購(gòu)買新車后,他們想要了解車輛的續(xù)航里程數(shù),若進(jìn)行長(zhǎng)途行駛、其車輛能否駛達(dá)目的地?這也是增程型電動(dòng)車(range-extended electric vehicle,R-EEV)近期成為矚目焦點(diǎn)的原因,例如Buick VELITE 5增程型混動(dòng)車的續(xù)航里程能匹敵傳統(tǒng)燃油車與Model S100D頂級(jí)電動(dòng)汽車,而它僅用了一個(gè)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?jī)H能增加5kwh)與車重(增程套件總重不超過100公斤)都有極大優(yōu)勢(shì)。
另一方面,許多研發(fā)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(guó)晟碟、陶氏化學(xué)、通用、杜邦等。其中,三星、IBM、東芝、韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究所等機(jī)構(gòu)動(dòng)員了大量的人力物力。雖然僅存在于理論數(shù)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(yè)鋰離子電池高100倍”的性能數(shù)據(jù)仍讓我們對(duì)未來充滿遐想。
倘若電池技術(shù)前進(jìn)的腳步低于預(yù)期,我們只能選擇透過增設(shè)電動(dòng)車充電基礎(chǔ)設(shè)施,或是采用車輛共享等新業(yè)務(wù)模式來解決電動(dòng)車的推廣問題。endprint