最後更新日期:2023年05月12日
第 26 屆聯合國氣候變遷大會(COP26)後,「淨零碳排」成為產業永續發展的關鍵字,多國政府訂下 2050 淨零碳排的目標,希望在 2050 年前達到溫室氣體淨零排放。根據聯合國的資料,交通占的碳排放量是全球碳排的 23%;而根據 Statista 的數據,私人汽車的碳排放量佔所有交通工具的 39%。據此推論,若能將私人汽車的碳排放量降到零,就能解決全球近 9% 的碳排問題。
因此電動車成為各國政府的寵兒,被視為汽車零碳排的重要技術。由於電動車不需要燃燒石油,而是透過電能驅動,若電能來自於再生能源,這樣汽車就能達到零碳排的目標,因此許多政府祭出措施鼓勵電動車的發展,甚至訂出禁止販售燃油車的時間期限。在政府政策與民眾環保意識的支持下,電動車銷量不斷攀升。根據 Counterpoint 的資料,電動車 2022 年全球銷量為 1020 萬輛,年成長率達 65%;Counterpoint 也預估,2023 年電動車銷量將達 1700 萬,年成長率 67%。Vantage 市場研究指出,2030 年全球電動車市場規模將達 6937 億美元,而 2022 至 2030 年間的 CAGR(年均複合成長率)則是 17.3%,是快速成長的市場。
為了搶奪電動車商機,全球車廠皆投入研發電動車。除了電動車廠特斯拉與 Rivian 之外,福特、福斯、Toyota、賓士、奧迪等傳統車廠也推出自己開發的電動車型,爭搶市占。但它們皆是汽車品牌廠,若我們拆解電動車,可以發現電動車有龐大又複雜的產業鏈,上中下游都有很多公司,帶來無數個投資機會。下文,Growin 要帶大家簡單認識電動車產業鏈,帶各位了解一台電動車是如何製造出來的。
上游:從鋰礦開始,組成電動車的動力核心 – 電池
電池是電動車的動力核心,因此電動車產業的最上游,就是電池材料的開採與加工製造商。由於鋰電池具有能量密度高的優點,有助於提升續航力,因此鋰電池是目前電動車最主要的電池。顧名思義,「鋰」是鋰電池最主要的材料,而全世界的鋰主要來自於智利、澳洲、阿根廷、中國等國家。鋰礦開採後,還要經過提煉加工,純度才能符合鋰電池的要求。提煉後,會送到寧德時代、Sony、Panasonic、LG 等電池廠,製成電動車的鋰電池。
若我們拆解鋰電池,可以發現鋰電池分為正極、負極、電解液與隔膜等部件。其中負極使用石墨材料,成本占比不高,因此正極、電解液、隔膜是鋰電池的關鍵,而上一段提到的鋰就是正極材料。電池廠商會將這些材料組合成鋰電池,接著鋰電池就會被組合成動力電池系統,產業鏈也跟著進到中游。
中游:包含電池、電控、電機三大系統,讓電動車順暢運作
上游製造的電池,是屬於獨立的,市面上看的到的一顆一顆的電池,電壓並不高,容量也不大,若要驅動電動車,就必須將這些電池串聯起來,成為電池模組。但鋰電池使用液態電解質,有起火爆炸的風險,若模組內電池的充放電不協調,就會有危險,因此還需要搭配電池管理系統與熱管理系統,組成一套動力電池系統。而如何控制成千上萬顆電池的充放電,是電動車廠的重要 knowhow,特斯拉是其中的佼佼者。
若將電池比喻成電動車的心臟,則電控系統可以說是電動車的大腦。電控系統控制電動車內的所有電子元件,包含電池模組的充放電,讓電池可以依據車速與路況的需求,輸出適當的電力。半導體是電控系統的關鍵材料,例如碳化鎵與氮化矽。而西門子、ABB 等廠商在電控系統中扮演重要角色。
在中游當中,最後一項是電機,它包含馬達、逆變器與減速器,相當於電動車的腳,能將電池輸出的能量轉成電動車前進的動能,控制輪胎轉速,讓電動車以適當的速度奔馳。而金力永磁、大洋電機等企業是電機系統的概念股。
下游:將電動車製造出來,並設置充電樁為車充電
將電池系統、電控系統與電機系統組合後,再搭配車身、輪胎、車燈等組件,一台電動車就此誕生。特斯拉是近年電動車風潮的開創者。其實早在 19 世紀,人類就有電動車,而且還是當時最主要的車種。但當年電動車續航力不足,所以才會在 20 世紀被燃油車取代,成為現在汽車的主流。但馬斯克在 10 多年前解決電動車續航力的問題,加上減碳意識興起,才讓電動車復活。現在市場上有特斯拉、Rivian、比亞迪、中國蔚小理(蔚來、小鵬、理想)等電動車廠,還有福特、福斯、Toyota、Honda、日產、現代、賓士、BMW、奧迪、保時捷等傳統車廠,它們都投入開發電動車,提供消費者多樣選擇。
但電池電量總有耗盡的時候,為了補充電能,充電樁也是電動車重要的基礎建設。簡單來分,充電樁分為小電流量,可以隨車攜帶的旅充,與安裝在自家的家用壁掛式充電;中等電流量,安裝在社區、大樓地下室停車場的慢充,以及安裝在特定區域,輸出龐大直流電,能在半小時內充滿大約 80% 電力的超級充電站。除了上段提到的比亞迪與蔚小理,ChargePoint 也是電動樁的重要開發者。
結論
讀者從上游、中游走到下游,想必可以看到,電動車是個龐大的產業鏈,數百家企業通力合作,才能將最初的鋰礦原料,轉成一輛在公路奔馳的電動車。龐大產業鏈,帶來的就是龐大商機,未來 Growin 將有一系列的電動車文章,帶讀者認識未來 10 年的關鍵產業中,有哪些企業是值得認識與投資的。
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參考資料
聯合國:
https://www.un.org/sites/un2.un.org/files/media_gstc/FACT_SHEET_Climate_Change.pdf
Statistica:
https://www.statista.com/statistics/1185535/transport-carbon-dioxide-emissions-breakdown/
Counterpoint:
https://www.counterpointresearch.com/global-electric-vehicle-market-share/
Vantage Market Research:
https://www.vantagemarketresearch.com/industry-report/electric-vehicle-ev-market-1853
Samsung:
https://www.samsungsdi.com/column/technology/detail/55272.html
Volkswagen:
https://www.volkswagenag.com/en/news/stories/2020/03/lithium-mining-what-you-should-know-about-the-contentious-issue.html#
財訊:
https://www.wealth.com.tw/articles/7e66e68a-7fcf-4513-be84-ef4d808cedc2