■工研院 / 林軒宇 研究員
前言
近年來由於氣候變遷，因此追求環境永續發展已成全人類齊心追尋的重要目標。根據世界資源研究所(World Resources Institute)的資料顯示，2020年運輸部門所排放的溫室氣體占年度總溫室氣體排放量的16.2%，而其中道路運輸的溫室氣體排放量又占整體運輸部門排放量的74%，顯示若要降低運輸部門的溫室氣體排放量，從道路運具著手會是最有效的，據此，各大車廠為了迎合未來趨勢，也為了抓緊商機，近年來無不加碼投資電動車的開發。本文將針對電動車發展的趨勢進行介紹，並探討此趨勢將為塑膠產業帶來什麼機會。
電動車的時代真的來臨了嗎？
新冠肺炎於2020年初開始廣泛地影響世界各國的經濟，各地為緩解疫情，紛紛祭出全面封鎖的政策，這也造成了全球經濟衰退，新車銷售也同樣受到衝擊，根據國際能源署(International Energy Agency, IEA)所發布的《2021全球電動車展望》，2020年車市因為疫情而萎縮了16%，但若細看其中電動車的銷售情況可發現，2020年電動車銷售了3百萬輛（占總新車銷售的4.6%），較前一年增加41%，其他如電動巴士和電動卡車雖不若小型電動車有如此強勁的成長力道，但在全球主要市場如歐洲、中國等都有著顯著的成長。圖1是2010年至2020年間全球逐年電動車的存量變化圖，2020年全球累計總數正式突破1千萬輛，過去10年間電動車的成長趨勢非常明顯，且以中國和歐洲最為顯著，值得一提的是，2020年歐洲也正式超越中國，成為全球最大的電動車市場。因此依目前的態勢，電動車已注定成為道路運輸的未來。
電動車銷售成長的主要動力來源
電動車在過去數十年中能有如此持續且強勁的成長力道，主要原因可歸納為三方面：一是全球對於減碳的承諾；二是各別國家對於電動車提供額外的誘因；三是電動車的可選擇車型增加以及電池成本持續下降。
圖1：2010年至2020年全球電動車存量（資料來源：Global EV Outlook 2021）
首先，全球各國在2016年《巴黎協定》規範下，都有義務進行碳減排，且讓簽署各國以五年為一週期訂定自身的減碳目標，而2021年4月的全球領袖氣候峰會，歐、美、日等強權更是紛紛許下淨零碳排的承諾，因此減碳已成為共識，在道路運輸上，各國紛紛祭出減碳措施以利達成減碳目標，如圖2所示，目前有逾20國設定汽車電動化目標或對傳統燃油車的銷售規範，更有歐盟以及其他8個國家承諾零碳排放。
圖2：各國針對燃油車、電動車以及零碳排規範時程（資料來源：Global EV Outlook 2021）
其次，各國政府的法令或補助措施對於電動車的成長也扮演關鍵性的角色。2020年初，歐盟、中國以及美國加州等都已施行很強的管理措施，如排氣法規以及電動車指引等，主要目的是希望車輛設備製造商將生產重心從傳統汽車轉至電動車的動力總成(powertrain)。而除了法規性的規範外，2020年起德國、義大利、韓國等更是加碼擴大對購買電動車的財務補助，而中國原本將在2020年到期的電動車財務補助措施，也延長至2022年，這類財務補助措施被公認是早期擴張電動車市場最具效果的政策。另外，新冠肺炎雖然對於整體車市產生不良影響，但多國在2020年夏天後推出的振興措施卻反而對電動車的銷售帶來了間接推升的效果，圖3為2020年全球電動車主要市場的電動車掛牌數以及純電動車(Battery Electric Vehicle, BEV)和插電式混合動力車(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)銷售占比圖，由圖3可發現中國以及歐洲等遭受新冠肺炎嚴重影響的國家在電動車的銷售上反而於2020年有著明顯的上升，顯示法令、補助扮演極為關鍵的角色。
圖3：重要國家於2015年至2020年間電動車掛牌數與銷售比例（資料來源：Global EV Outlook 2021）
最後，推升電動車銷售的第三股力量則來自車商提供消費者更多車型選擇，且車價因電池科技進步而同步下降。在車型方面，2020年全世界共有370種電動車車型可供消費者選擇，比起2019年成長了40%。若以國家來看，2020年以中國消費者可選擇的車型種類最多，但若以選擇性來看，歐洲消費者的選擇性在2019年至2020年間成長了一倍，成長幅度遠超過世界其他區域，顯示歐洲的電動車市場急速擴大。伴隨著可選車型的增加，消費者在2020年花了1,200億美元購買電動車，較2019年成長了50%，這樣的成長幅度可歸因於各國政府的補助措施以及消費選擇性增加而引發的購買量增加。
在電池方面，電池科技的進步，更是顯著的增加了電動車的吸引力。以純電動車來說，因電池容量的增加，2015年時每次充電僅可跑200公里，但至2020年卻大幅提升至350公里，此外，近年電池成本在容量增加之餘也明顯下降，2010年每kWh成本高達1,100美元，但到了2019年，銷售量加權的電池組價格則大幅降低為每kWh約156美元，10年間每kWh成本下降超過85%。在目前電池成本占電動車成本約30%以上的情況下，電池成本的下降也連帶促使電動車車價下降，也因此推升了電動車的銷量。
因此，在法令、補助措施、選擇性增加以及電池成本下降的推波助瀾下，2020年新電動車銷售占比加總達90%的前20大電動車生產商中，高達18家承諾將增加輕型電動車(electric light-duty vehicle)的銷售以及車種。各生產商在未來10年的目標如圖4。
圖4：2021年至2030年18家電動車生產商承諾增加的電動車銷售量（資料來源：Global EV Outlook 2021）
私部門的需求是電動車開發的領頭羊
由於全球性的減碳共識，世界上許多知名企業也紛紛在電動運具上做出要求或投資，事實上，這些宣示背後的訊號值得台灣汽車零組件產業多加注意，以材料面來說，由於電動車訴求的是減碳，因此對於環保與輕量化需求殷切，而這些私部門重要宣示也帶動各大汽車製造商開發電動車的力道與方向，而這些開發更進一步刺激汽車塑膠材料產業的發展，由於台灣汽車塑料零件出口極具競爭力，下節將針對電動車市場崛起對塑料產業的影響進行討論。表1羅列近5年重要的世界級企業在商用電動車的宣示。
電動車的發展為塑膠產業帶來的機會
根據Markets & Markets塑料應用於電動車的市場報告指出，2020年時電動車使用塑料的市場規模約7.67億美元，但預測到了2025年將成長為26.21億美元，複合成長率高達26.9%。電動車因大幅改良的電池技術而成功商業化，但更好的儲能及充電效率背後所代表的卻是電池的重量增加（往往可重達總車重的25%至50%），在車重會嚴重影響電動車續航力的情況下，如何讓車子變得更輕就成了重要課題。
為了達成輕量化的目標，從零件的角度看，車用零件置換成輕質合金、橡塑膠材料及複合材料等製成是目前的趨勢，雖然塑膠或複合材料在電動車材料需求上受到同樣變得更輕、更強的鋁或鋼等輕質合金的競爭，但塑料仍具有一定的優勢，例如將原本較重的金屬換成塑料零件後，車輛發生意外時塑料零件可較有效的吸收碰撞的力道，減輕乘客下肢等所受的傷害。此外，塑料在持續精進支撐強度下，美觀上也較使用金屬材料來的佳，因此在電動車的應用上，內裝的需求仍會是塑料最大的市場所在。
若以電動車車種的角度看，油電混合車(hybrid electric vehicle, HEV)、純電車(battery electric vehicle, BEV)以及插電式混合動力車(plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)等類型中，BEV是未來的趨勢，塑料應用於BEV最具成長性。因此汽車塑料零組件製造商應持續研發具強度、安全性且耐高溫的塑料，未來在純電車的電池支撐與外殼等應用上才能持續獲取商機。
若以市場來看，圖5顯示電動車塑料需求在未來五年最具潛力的地區是亞洲，其電動車用塑料的需求增長幅度超越歐洲與北美，而中國、日本、印度和南韓則是亞洲這方面重要的國家。亞洲在電動車塑料市場中，2020年已有3.87億美元的市場規模，至2025年則預估將成長為13.53億美元，複合成長率達28.4%，其中中國受到國際減碳壓力、電動車零組件輕量化以及政府支持電動車等多重因素影響下，被預測在2025年之前都會是亞洲電動車塑料最大的市場。
圖5：區域別之電動車塑料市場(USD Billion)（資料來源：Markets & Markets）
結論
追求「車體輕量化」已是電動車發展的重要目標，因此在可預見的未來，輕量化的需求將是有增無減。在汽車塑膠材料占汽車總量近50%之下，許多原本用於傳統汽車且追求輕量化的塑料零件，可很快地轉用到電動車，因此電動車的崛起對內裝使用塑膠材料的需求仍大。
此外，電動車電池組減重則是另一機會。目前電池科技朝提升單位體積電池所能儲存的電量(Wh/L)，或增加單位質量電池所能儲存的電量(Wh/kg)而努力，然而對塑膠產業來說，如何持續研發輕量耐高溫、能保護乘客，且具成本優勢的電池組外殼是非常重要的。
最後，雖然在安全性的考量下，目前所見的四輪電動車底盤和車身鈑金大多以金屬作為主要材質，但由於極致輕量化是各大汽車製造商無不全力追求的境界，因此中長期來看，隨著未來自動駕駛的普及，也許在2040年路上自動駕駛的車輛將會是大宗，此時在車聯網協助下，車輛碰撞機會降低，追尋輕量化很可能將使原本為了安全而使用金屬車板與底盤的汽車製造商，逐漸改用塑膠材質來取代金屬，這也是未來電動車配上自動駕駛的世界中，塑膠產業的機會之一。
表1：私部門過去5年對於電動化商業運具之重要宣示（資料來源：Global EV Outlook 2021）
