電動車是以電池為儲能和動力來源,並由馬達驅動之車輛,包括電動汽車(如 Tesla 特斯拉)、電動機車(如 Gogoro)與電動自行車。根據電動車電力供給方式及所占的比例不同,可分為 BEV(純電動車)、HEV(混合動力車)、PHEV(插電式混合動力車)與 REEV(增程式電動車)等類型。由車體自行產生能量的車輛類型也算,例如燃料電池車或太陽能電池車。
電動車產業主要分為三大類,分別為電池、電機、汽機車。在零組件方面,根據 Digitimes 研究資料指出,電動車成本中最高占比為電池系統(40~50%),其次為驅動系統(15~20%)、車身及底盤(16~18%)等三大系統,約占整車成本的八成。
電動車產業上中下游可分為:
* 上游為電池材料之供應商。
* 中游為電動車輛零組件供應商(如大功率電池芯/模組、電池管理系統、動力馬達與電源供應器等)。
* 下游為電動汽機車與電動自行車製造商。
目前全球電動車需求穩定成長,電動車已成為車輛產業未來發展重點。國際車廠包括 Tesla 特斯拉、Toyota 豐田、Nissan 日產、BMW 寶馬、BYD 比亞迪等,都積極推出多款電動車搶市。根據彭博 (Bloomberg)預估,全球電動車市場到 2030 年將達 3 千萬輛、2040 年更將達到 6 千萬輛(占新車總市場 55%)。
未來電動車的發展聚焦於電池技術與先進車電。電池是影響電動車價格及續航力之關鍵核心,電池技術包含無線充電、全固態鋰電池及燃料電池等;先進車電則包含 Level 3 ~ Level 4 自動輔助駕駛、車聯網及車輛共享等,將帶給電動車更多應用的可能性。
電動車上游產業包含電池材料、馬達材料(如矽鋼片)與車體材料等。其中以電池材料最為關鍵,包括正極材料、負極材料、隔離膜與電解液共四大類。正極材料如鈷酸鋰(LCO)、三元材料(NCM)、錳酸鋰(LMO)和磷酸鋰鐵(LFP)等材料,負極材料則包含人造石墨等碳系材料、銅箔等金屬化合物。
電動車的主流電池材料類型為鋰離子電池,其具有高能量密度,而影響鋰電池性能與成本的關鍵為正極材料,常見的車用鋰電池正極材料可分為三元系、錳系與磷酸鋰鐵共三類。Suzuki 鈴木、Honda 本田等日系車廠,多採用三元系鋰電池;Nissan 日產、Mitsubishi 三菱、GM 通用、Daimler 戴姆勒、BMW 寶馬與北汽等,多採用錳系鋰離子電池;中國大陸的 BYD 比亞迪、哈飛汽車與上汽等,則採用磷酸鋰鐵之鋰離子電池。
目前台灣廠商投入電動車上游材料者眾,但因專利技術與資源需求龐大,因此投入上游材料之廠商,背後多有集團資源挹注,如台塑鋰鐵材料,由台塑集團與長園科技合資成立,主要研發氧化鋰鐵磷正極材料,中鋼旗下的中碳與永裕轉投資的新永裕,則專注投入負極材料生產;也有廠商是透過研究法人機構技轉方式取得技術,如泓辰電池材料,由母公司宏瀨科技透過工研院以技轉方式,取得正極材料技術,主要生產磷酸錳鐵鋰。
此外,供應電動車電池正極材料之台灣廠商,還包括康普和美琪瑪。康普主要生產電池正極材料化工原料之一的硫酸鎳,美琪瑪為台灣少數的鈷系列化工廠,主要產品為鋰電池正極材料原料如硫酸鈷與硫酸鎳等。
電動車產業中游產品主要為電池芯/模組、電力元件/模組、電池/充電系統、動力馬達/模組、車電元件/模組、智慧車電系統等零組件、電池系統、電源供應器相關及其他週邊元件等。
鉛酸電池因製造成本低廉,現在多用於電動機車與自行車。而原本也大量應用鉛酸電池的汽機車、不斷電系統(UPS)與電動車,因能源使用效率與環保等因素考量,已漸被磷酸鋰鐵電池逐漸取代。鋰成為電動車電池的必備原料,且因電動車日益普及,主要車廠均投入電動車生產開發,使得鋰的需求增加、原料價格持續上揚,也造成鋰供給吃緊。而生產鋰電池的必備原料──鈷和鋰,於可見的未來,需求也將會飆升。國際能源總署(IEA)預估,未來鈷需求將提高10倍,2030 年升至 10.1 萬噸,而鋰需求將升至 9.1 萬噸。
為因應電動車電池需求攀升,國際大廠紛紛投入電池原料之原物料資源開發,以及擴增電動車電池關鍵材料產能。
如中國電動車製造商 BYD 比亞迪,2016 年投入鋰礦資源開發,在青海地區打造鋰電池產業鏈,包含動力鋰電池、六氟磷酸鋰、磷酸鐵鋰與碳酸鋰等。此工廠預期到 2019 年年產能可達 24GWh,將成為全球規模最大的動力電池工廠。
日本 Panasonic 松下則是於 2017 年決定在日本國內增產車用鋰離子電池。此外,由於 Tesla 特斯拉生產工程改善,其新型電動車 Model 3,於 2018 年第二季末,達成週產 5,000 台的生產目標,Panasonic 作為電池獨家供應商,也因此受惠。其位於中國大連之鋰電池廠在 2018 年開始量產出貨後,亦已考慮未來持續擴廠、增加產能事宜。Panasonic 十分看好中國大陸電動車市場,預計 2022 年中國大陸車用鋰電池銷售量將提升 5 倍。
電動車輛產業下游產品包括電動大客車、電動汽車、電動機車及電動自行車、高爾夫球車等終端應用產品。
據國際能源總署(IEA)統計顯示,2017 年電動汽車增長迅速,全球銷售量已超過 110 萬輛,較 2016 年同期相較成長 54%,其中純電動車(BEV)約占三分之二銷售量。而國內電動車所占之銷售比,由北歐三國──挪威(39%)、冰島(11.7%)與瑞典(6.3%),分別位居全球前三名。若以單一國家銷售而言,全球電動汽車(EV)銷量以中國居冠。其 2017 年電動車銷售量將近 58 萬輛,較銷售量地區排名第二的美國多出一倍,然而其僅占整體汽車銷售市場之 2.2 %,顯見仍有極大成長空間。
過去電動車市場以北美與日本地區為主,因此電動車大廠多以美日業者為主。但因近年中國受惠於政策支持,政府大力推動新能源車政策、並給予補助津貼,成為全球最大市場。除了帶動中國電動車產業鏈發展,也驅使各國際大廠相繼至中國設立電動車或電池工廠。
如 Tesla 特斯拉 2018 年於上海建設美國以外首個工廠的計畫──「Dreadnought」(無畏艦),同時生產電池和組裝車輛。此亦為中國鬆綁外資投資規定後,首家以外資全資身分在中國設立研發的子公司。Tesla 特斯拉除可節省部分關稅與運輸費用,還可取得來自中國官方的政策補貼與相關稅賦減免優惠。
其他國際廠多選擇與中國本土車商合作,如 Audi 奧迪與一汽、BMW 寶馬與長城汽車以及 Daimler 戴姆勒與北汽,都是簽署商業計劃或合作意向書,合作生產並加強各種策略整合。
在產業發展方面,因跨界進入電動車領域之業者將逐漸增加,如 2019 年甫獲 5 億美元融資的美國自動駕駛公司 Aurora,衝擊原有汽車製造產業之競合關係,傳統汽車大廠也加快電動化腳步。如 Audi 奧迪宣布將投入 400 億歐元,研發電動化、數位化及自動駕駛等戰略領域,規劃在 2025 年實現全系車型電動化;BMW 寶馬計畫到 2025 年將推出 25 款新能源車產品,採取純電動車與混和動力車的雙產品並進策略;Daimler 戴姆勒則將投入 100 億歐元研發,將在 2022 年前發布超過 50 款新能源車;Telsa 特斯拉 於 2019 年初以 2.18 億美元收購電池製造商Maxwell,布局乾電池與固態電池未來。其他如 GM 通用、Ford 福特、Honda 本田、Renault-Nissan 雷諾日產聯盟與 Volvo 富豪等汽車大廠,也都紛紛向外界宣示電動車銷售目標與願景。