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1、 1 節能減碳的節能減碳的現代風火輪現代風火輪：電動機車電動機車捨我騎誰捨我騎誰 楊淑雲 高雄師範大學工業科技教育研究所研究生 一、前言 2011 年 10 月全球第 70 億人口誕生，人口增加對自然資源與社會資源的需求加遽，資源爭奪衝突嚴重，地球已從無窮盡的地球變成有限的地球 。行政院推動六大新興產業，四大智慧產業，產業榮景再現 ，目前所規劃化的“六大新興產業”包括：生物科技、精緻農業、醫療照護、綠色能源、觀光旅遊與文化創意產業。“四大新興智慧型產業”包括雲端運算、智慧電動車、智慧綠建築與發明專利產業，台灣未來朝低碳高值的產業方向發展。台灣在電動車發展所需的電池，輪胎，零組件等產業擁有非常
2、好的條件，結合 ICT 產業的優勢，朝向智慧電動車發展。在化石燃料減產，能源短缺高油價的年代，綠色經濟成為趨勢，在綠色經濟外有市場競爭力並具發展性，創造另一個藍海。 二、臺灣電動機車發展 一個產業的出現、興盛有其產業結構變化、技術的成長，還有相關的時代背景。現代主要能源仰賴化石燃料，當油價出現大波動，出現能源危機時，替代能源、節能的思惟出現。當第一次石油危機（1973 年能源危機），從 1973 年延續至 1974 年，石油輸出國組織（OPEC）為了打擊對手以色列及支持以色列的國家，宣佈石油禁運，暫停出口，造成油價上漲。當時原油價格曾從 1973 年的每桶不到三美元漲到超過 13 美元。 第二
3、次石油危機 （1979 年能源危機） ，伊朗爆發伊斯蘭革命，爆發兩伊戰爭，原油日產量銳減，國際油市價格飆升，每桶原油的價格從 14 美元漲到了 35 美元。第二次石油危機也引起了西方工業國的經濟衰退。1990 年波斯灣石油戰爭爆發，原油從每桶 14 美元，漲到突破 40 美元。但高油價持續時間並不長，與前兩次石油危機相比，對世界經濟的影響要小得多。最近 2007 年石油價格暴漲，2007 年 1 月原油從每桶 51 美元，到 2008 年 7 月飛漲到突破 134 美元。 2 圖一、近 30 年 Brent(北海布蘭特)原油價格走勢: 資料來源:美國政府能源資訊管理局 2008 年這一波的高油
4、價，除了街道出現了單車族；2009 年開始街頭多了不少造型酷似一般汽油機車或簡化許多的電動二輪車，靜音、免加油、無二氧化碳排放，進而吹起一股環保節能風。電動車的發展，運用我國原在自行車、機車、代步車以及商用車等產業自主品牌優勢，打入國際電動車供應鏈體系，積極發展電動關鍵模組產業及電動車輛產業如電動機車、多功能休閒電動車、輕型電動車、城市電動車、電動汽車、電動巴士等。目前政府智慧電動車發展方案分兩階段進行，初估投入 20 億至 30 億元。前三年推動示範獎勵，第二階段再視經濟情勢，推動個人及租稅補貼。這一波的推動期望結合台灣在資通訊的優勢與資源，與世界節能減碳的潮流，再次成為電動車的新契機，為台
5、灣未來產業發展的新藍海。 （一）1973 年1983 年 台灣電動車之研發開始於 1973 年第一次能源危機到 1983 年第二次能源危機期間 。 清華大學、台灣湯淺電池和 Tanyon Iron 合作，在節約能源的動機下，開發台灣第一項電池計畫，希望可以發展一種鉛酸電池。一開始發展了數十輛電動貨車，做為郵政和電信服務車。此後製造了 200 輛鉛酸蓄電池的交通工具，並維持約十年，直到能源危機告一段落。 （二）1993 年2002 年 我國電動車的發展由政府主導，經濟部於 1992 年委託工研院進行四年電動車發展計畫，1993 年台北五股工業區的康陽機車最早完成國內電動機車的研發，上市推廣“Ci
6、ty Bike“電動3 機車。經濟部能源委員會於 1991 年七月起委託工業技術研究院機械工業技術所與三陽、光陽、山葉、台鈴、展葉、永豐等六家機車業者及士林、台全等電機業者合作投入開發 ZES 2000 雛型電動機車，1995 年順利研發完成，使用的電池以鉛酸電池為主。 環保署曾在 1998 年實施發展電動機車行動計畫，但電動機車因無法維持固定的品質水準和維修服務，加上續航力不足、車重過重、電池壽命太短、充電時間太長等，電動機車不受青睞，民眾接受程度低，難以有效達成空氣污染減量目標。電動機車推廣政策因消費者反應欠佳，取消購車補助，電動機車競爭力無法與技術發展純熟的機車相提並論，四年後黯然結束。
7、 （三）2009 年目前 在高油價時代的來臨，加上電動車所須電池技術的精進，經濟部工業局自 2009 年起為鼓勵民眾汰換二行程機車換購電動機車，冀望以補助方案模式能達四年十六萬輛目標，輕型每輛補助 1.1 萬元，小型補助 8,000 元，預估售價在 2.5 3 萬元間，是實際售價的六折左右。民眾購買益通、光陽、中華汽車、三陽、山葉、東庚、益維特等七家經濟部認可之合格廠商所屬通過 TES 電動機車性能及安全測試的可抽取式鋰電池電動機車 ， 可依發展電動機車補助及獎勵實施要點申請補助。 三、電動機車的推動利多現況 基於環保與能源意識，降低污染與節約能源掀起了電動車輛的研究開發，為鼓勵添換電動機車，
8、改善舊機車排放廢氣問題，中央和地方政府對於未來電動車市場極為重視，紛紛推出電動機車獎助方案，購買小型輕型補助新台幣 8,000 元，輕型新台幣 11,000 元，讓舊車族有換電動機車的意願。如:高雄市汰舊二行程機車並新購電動機車補助款達 25000 元；屏東縣政府打造小琉球為低碳旅遊特色觀光島嶼，以政策將島上機車換為電動車；澎湖為觀光打造低碳島，舉辦低碳電動機車.環保嘉年華活動，補助金額 28000 元為各縣市之冠，以補助購買的方鼓勵換購電動機車。電動機車成推動低碳觀光的一特色，也是讓民眾有接觸電動機車的機會，因經驗而驚豔，即使日後補助減少或無仍願意換購。也拓大需求的市場，讓更多的廠商投入研究
9、與開發，售價自然降低，購買意願增強。 4 表一、各縣市購買電動機車補助金額 行政院環保署補助 地方政府加碼補助 縣市別 淘汰二行程 淘汰二行程 換購電動機車 小型輕型 輕型 台北市 1,500 元/輛 3,000 元/輛 6,0006,000 元元/ /輛輛 6,0006,000 元元/ /輛輛 新北市 1,500 元/輛 3,000 元/輛 12,00012,000 元元/ /輛輛 12,00012,000 元元/ /輛輛 台中市 1,500 元/輛 3,000 元/輛 10,00010,000 元元/ /輛輛 10,00010,000 元元/ /輛輛 台南市 1,500 元/輛 3,000
10、 元/輛 1 13 3,000,000 元元/ /輛輛 1818,000,000 元元/ /輛輛 高雄市 1,500 元/輛 3,000 元/輛 7,2007,200 元元/ /輛輛 10,00010,000 元元/ /輛輛 桃園縣 1,500 元/輛 3,000 元/輛 12,00012,000 元元/ /輛輛 12,012,00000 元元/ /輛輛 新竹縣 1,500 元/輛 3,000 元/輛 5,0005,000 元元/ /輛輛 5,0005,000 元元/ /輛輛 雲林縣 1,500 元/輛 3,000 元/輛 6,0006,000 元元/ /輛輛 6 6,000,000 元元/
11、/輛輛 嘉義縣 1,500 元/輛 3,000 元/輛 4,0004,000 元元/ /輛輛 4,0004,000 元元/ /輛輛 屏東縣 1,500 元/輛 3,000 元/輛 7,0007,000 元元/ /輛輛 7,0007,000 元元/ /輛輛 澎湖縣 1,500 元/輛 3,000 元/輛 17,00017,000 元元/ /輛輛 24,00024,000 元元/ /輛輛 基隆市 1,500 元/輛 3,000 元/輛 10,00010,000 元元/ /輛輛 10,00010,000 元元/ /輛輛 嘉義市 1,500 元/輛 3,000 元/輛 5,0005,000 元元/ /
12、輛輛 5,0005,000 元元/ /輛輛 資料來源:研究者整理自 TES 電動機車產業網 現有機車與汽車廠商投入電動車市場與研發，迎面而過的電動機車外觀無異一般機車，部份廠牌更輕巧許多，車重大符減輕，而電動機車的接受在於性能與價格，而此二項因素的重要發展關鍵電池，也隨著材料工程不斷進步，從鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池到鋰電池，而鋰電池因正極材料之演進（負極皆為碳）而有鋰鎳、鋰鈷、鋰錳及鋰鐵電池等不同電池種類。 目前，電動機車所使用的鋰鐵電池的優點為： （1）由於鋰鐵磷氧化物結構安定，沒有過熱或爆炸等安全性問題。 （2）循環壽命長：鋰鐵電池循環壽命大多是鉛酸電池 4 至 5 倍，也高於一般鋰電
13、池三倍以上具經濟價值。 （3）體積容量密度低：較鉛酸電池低 3050，故體積可大量縮小。 （4）放電功率高。鋰鐵電池有無污染、耐高溫、高電容量等優點，兼具環保節能及替代能源概念，可望逐漸取代鉛酸、鎳鎘、鎳氫等電池，目前最大障礙為成本較高，亦為消費者夠買時的考量之一。 表二、電池比較表 鉛酸電池鉛酸電池 鎳鎘電池鎳鎘電池 鎳氫電池鎳氫電池 鋰鈷電池鋰鈷電池 鋰錳電池鋰錳電池 鋰鐵電池鋰鐵電池 商品化年度 1890 1956 1950 1992 1992 2002 5 鉛酸電池鉛酸電池 鎳鎘電池鎳鎘電池 鎳氫電池鎳氫電池 鋰鈷電池鋰鈷電池 鋰錳電池鋰錳電池 鋰鐵電池鋰鐵電池 工作電壓 v2.0 v
14、1.2 v1.2 v3.6 v3.7 v3.2 能量密度 30Wh/kg 50Wh/kg 80 Wh/kg 150 Wh/kg 100120 Wh/kg 90100 Wh/kg 循環壽命 (充放電次數) 300 次 1000 次 500 次 800 次 800 次 2000 次 自放電率 20%/月 20%/月 20%/月 50%/月 5%/月 45%/月 記憶效應 有 有 有 無 無 無 綠色產品 否 是 是 是 是 是 資料來源:http:/www.gdp- 目前，各品牌的電動機車的製造技術已成熟，可輕易通過一般路面、橋梁與地下停車場坡道；極速和續航力依使用者體重、騎乘習慣、騎乘路況和氣候
15、等不同因素，最高可達 45 公里，續航力最高可達 40 公里左右，在都會區上下班、代步都綽綽有餘。充電方式，除可車充外，抽取式電池也可隨時帶回家充電，每次充電僅約 2 小時，且充電一次 23 元，既方便又經濟。可攜式鋰鐵電池，不僅輕量化、環保、壽命長、安全性佳。每公里約耗費 0.083 元，相較傳統50C.C.機車每公里約 0.603 元，較省錢。(研究者目前所騎乘的 100c.c.機車約每公里 1 元) 購買電動機車代步在省錢上，在高油價年代有明顯成效，進而購買族群非限於有環保意識的消費者，讓綠色消費走入每個人的生活習慣中，讓它成為必須性而非僅是選擇性，各縣市政府藉由補助鼓勵消費者汰換機車，
16、以加速電動車消費市場的成熟，達成節能減碳愛護地球的使命，以下就幾款電動機車進行比較。大小和一般機車有差異不大的外觀，爬坡力一般上下坡陡度都可勝任，續航力短程代步綽綽有餘。 表三、電動機車性能一覽表 項目 三陽電動機車 E-star 中華電動機車 e-movimg 光陽電動機車 sunboy 益通電動機車 e-MO 車長/車寬/車高(mm) 1,715/655/1,030 1,625x625x1,000 1,620x600x1,000 1,500x650x1,000 爬坡能力 12 以上 13 10 10 6 馬達形式 台灣製專利輪轂馬達 輪外無刷直流馬達 輪轂直流無刷馬達 無刷直流馬達 額定功率 800W 750w 750w 最大輸出功率 990W 1,350w 1050W 最高速率 45km/hr 45km/h 45km/h 45km/h 型式 可攜式輕便鋰鐵電池 可攜式磷酸鋰
