從電動車市場看電池產業之循環經濟趨勢

楊海嵐*主筆

*資策會產業情報研究所資深分析師

　　2016年巴黎協定正式簽訂後，低碳經濟即成為全球產業發展之策略主軸之一，透過發展低碳能源、電能化（electrification）與去中心化(decentralization)等技術，加速能源與產業部門轉型。其中，在「電能化」方面，則以碳排放占全球25%之運輸部門為主要革新對象。在技術到位與政策激勵下，電動車產業亦持續發展，本世紀初面市的電動車在技術不斷深化下，其能源效率已可達傳統內燃機汽車之3-5倍之多（IEA，2020），排放量更減少了30-60%（視充電電力組成而定）；在減少移動式汙染的同時，亦可降低運輸部門對燃油之依賴，從而提升能源安全。

　　在此前提下，各國紛以「擴大電動車市場」作為加速運輸部門減碳（配合再生能源使用）、降低空汙的主要措施，透過降低進入門檻（如補貼機制、增加證照核發、增加政府採購等）、擴充充電設備基礎建設，以及「零排放」、提升碳稅、逐步淘汰燃油車等措施，提升運輸部門電能化程度，預期在2040年，電動車將占全球車輛數之31%。

這波運輸部門的電能化浪潮，從自用小客車之市場開始，逐漸向外擴散，大型巴士、卡車，乃至於商用大型貨運車、航空業（地勤部分）也開始朝電能化發展；在亞洲，如中國大陸與印度、越南與台灣等市場，電動機車因進入門檻低，且機動性高，恰可滿足人口稠密地區之短程移動需求，搭配共享機制與購車補貼等激勵政策，其所形成的「微運輸」（micromobility）趨勢亦不容小覷，2020年全球之電動機車已占機車市場銷量約30%，按彭博新能源財金(Bloomberg NEF)之預測，2040年市占率更可望達到77%。

　　影響電動車市場價值最大之要素為其核心—電池技術，隨電池化學技術進步與製程改善，電池效率亦加速提升與成本下降，促成近年電動車市場大幅成長。預計在未來10年內，電動車價格即可與傳統燃油車競爭。

電動車產業與電池技術有著相輔相成的關係，利用效率良好的電池，搭配清潔電力，除強化整體產業競爭力外，也是達成「電能化」與巴黎協定減碳目標之關鍵。2018年電動車之電池需求量為142 GWh，今（2020）年則升至229 GWh、占整體電池產業需求超過八成；在電能化持續推動與電網儲能之需求帶動下，預計電池需量將以每年25%之速度增長，2030年將超過2,600 GWh（World Economic Forum，2019）。

　　隨電動車市場擴大，電池產業也加速起飛，從早期的鉛酸電池，迅速進化至單位能源效率（Wh/kg）高的鋰離子電池，且在電化學技術研發精進之下，也朝向能效更高的鋰硫（lithium-sulphur）電池、全固態鋰（solid-state lithium）電池、甚至鋰空氣（lithium-air）電池等方向發展。然而，即使電池能效不斷優化，電池老化、更換也是其不可避免的命運，且電池生產過程之原料開採、煉製等也仍屬高碳排之活動，因此，為充分實現運輸電能化的環境價值、降低整體產業鏈之碳足跡，建立「電動車產業循環經濟」也逐漸獲得政策重視，針對汰役電池之循環應用也隨之而生。

　　循環經濟有「延緩循環」與「封閉循環」兩大重點，就電動車／電池產業來看，「延緩循環」即為透過延長電池使用期限或加值使用，提升電動車之價值，如以智慧充電（V1G）優化電源使用，或藉由邊緣運算／區塊鏈等技術輔助，增加閒置之電動車對電網之電力供應（V2G），另外也可利用共享機制，減少私有運輸工具使用；在「封閉循環」方面，即為擴大汰役電池再利用之規模，整合汰役電池與儲能應用，延緩電池回收時間，同時加強回收已不敷使用之電池，減少原物料之開採；在電池製造方面，也可導入易於回收之設計，降低回收再利用成本。

　　目前汰役電池市場仍屬發展初期，尚無完整之政策規範，然這片處女地也是電池產業價值鏈各環節之利害關係人－包括電池／電動車之OEM廠、回收商與電力業者－強化合作、共塑產業生態系的契機，藉由垂直或水平之企業間之整合／策略聯盟，增加整體產業對終端應用市場之了解、共同擴大市場價值；可以預見的是，在汰役電池市場逐漸穩定後，掌握電池之所有權也意味著掌握了價值金流，未來也將有更多新興商業模式，協助從製造到應用端之利害關係人在這片新興市場中，找出最合適之發展路徑，提升產業與社會利益。