該選油/電車還是柴油車?
該選油/電車還是柴油車?
2006.04.01 | 科技

時間是二○○五年五月一日凌晨三點五十分整,地點在美國德州的拉雷多(Laredo)測試跑道,在國際汽車聯盟(FIA)裁判的監督下,三輛從德國生產線上隨機挑出的市售朋馳(M-Benz)E320 CDI柴油引擎轎車,正衝過終點線。這三輛車連續三十天沒有停下來,只有每兩小時停下來不到兩分鐘的加油與更換駕駛,以平均時速超過二百二十公里的高速,創下連續行駛十萬英里(約十六萬零九百三十四公里)的柴油車耐久世界紀錄。

油/電混合與柴油搶市場

打破連續高速行駛十六萬餘公里世界紀錄後,這三輛柴油車並沒休息,立刻接著穿越美國南部,繼續行駛超過一千六百公里的一般道路,之後進行測量,不僅廢棄污染能在法定範圍內,同時這段路程平均油耗,每公升柴油的行駛距離仍高達二十一.○五公里!戴姆勒克萊斯勒 (Dailmer Chrysler)研發部門的韋伯(T. Weber)解釋:「測試證明包括柴油引擎、顆粒濾網、懸吊系統與其他零組件的功能仍完好如初,這種完美技術表現,是最有說服力的品質證明。」朋馳E320 CDI進行這項艱難測試的目的,主要是為了說服美國市場的汽油車消費者,考慮更具經濟效能的柴油車。美國的小汽車年銷量高達八百萬輛,但長期以來,比飲用水還便宜的汽油,奠定了汽油車的市場主導地位。不只是美國,包括汽車年銷售四百萬輛的日本、近五百萬輛的中國大陸,以及絕大多數亞洲其他地區,汽油向來是小汽車的主力能源。直到過去兩年,在高油價衝擊下,不少市場對汽油車的偏好似乎開始鬆動,強調節能的新動力不僅成為話題,更已成為具體新選擇。油/電混合動力(hybrid)與乾淨柴油(clean diesel),一夕間成為汽車動力的新希望。
到二○○五年底為止,初步估計兩大車用能源新動力陣營都各有斬獲,以豐田(Toyota)等日系車廠主導的汽油/電力混合動力車,在全球持續創造聲勢,最具代表性車款Toyota Prius總產量,正式宣布跨過三十萬輛大關。不過同一時間,以福斯(VW)為代表的歐洲車廠,持續研發出節省能源的乾淨柴油轎車,不僅在歐洲以超過七百萬輛的年銷售量超越汽油車,持續壯大的氣勢,更不斷向全球市場推廣柴油科技的優勢。除了朋馳E320 CDI的破紀錄耐久測試外,包括奧迪(Audi)、BMW等歐陸大廠,今年更大膽將柴油引擎安裝在賽車上,挑戰過去純為汽油動力的競速遊戲,都是這場新動力競賽中的重要戲碼。

台灣柴油車市場成長迅速

台灣自從二○○三年七月正式開放柴油小客車後,儘管第一個半年在觀望中度過,但隨著油價高漲的大環境變化,二○○四年創下五百多輛銷售量,讓韓國雙龍(Ssang Yong)等小品牌乘勢站上柴油熱潮最前線。不少大廠悔恨錯失先機之餘,當然立即投入戰局,二○○五年柴油小客車市場成長了四倍,銷售超過兩千輛。福斯部分車款,甚至出現柴油與汽油版本的銷售比例高達七比三的巨幅落差。到了二○○六年,持續加溫的油價話題,加上現代(Hyundai)、福特(Ford)等國產柴油轎車陸續量產,相形於「高貴﹂混合動力車,還在等待政府關愛眼神與環保人士的慷慨解囊,節能效果差不多的柴油新動力,很有可能成為車主最新的選擇。
專訪Volvo動力系統專家亨寧
柴油動力是短期內是最經濟的選擇 來自早已採行多元能源政策的北歐, Volvo動力系統專家亨寧(Stefan Henning)指出, 從單純的引擎技術觀點談能源動力, 似乎也確定柴油動力是短期內不可避免的經濟、可靠選擇。

Q:從動力觀點,可否比較一下汽油與混合動力(hybrid)能源所會面臨的問題?
A:汽油最大問題就是成本太高,在未來石油儲量有限的預期心理下,油價勢必會再往上升,其中可想而知,汽油的漲幅一定最大。而hybrid混合動力,主要優勢是市區行駛,可在電動馬達的優勢下,有效控制油耗與污染,但高速使用則差別不大。同時它還有個問題,就是製造成本高昂,且電池將帶來的另一種高污染,也是無可避免的問題。

Q:北歐在多元化能源領域的發展相當早,柴油在其中扮演什麼角色?
A:目前北歐也有以燃燒甲醇為主的汽車,或是生物柴油等替代能源車,不過包括特殊加油站等基礎建設,以及替代能原本身的動力技術成熟度等,都仍需要些時間才能更充分掌握,目前還不算真正成熟。相對的,柴油動力則已經相當成熟,它兼具環保、省油、低成本、高動力效能,而且燃油補充的基礎建設又方便,目前在歐洲已經相當普遍。

Q:直五缸引擎有什麼技術特色?為什麼中小型排氣量柴油引擎,普遍都是採用五缸架構,而不是四缸或六缸?
A: 柴油引擎因為壓縮比較高,燃燒震動也較大,所以要解決汽缸震動問題,透過外部的結構平衡,是個相當理想的方式,因此直列五缸的設計,剛好可以在適當的汽缸排氣量前提下,以中間一缸,兩邊各兩汽缸的對稱方式,抵銷引擎不必要的震動,大幅提升行車的舒適性;相形之下,四汽缸引擎運轉不夠細密,六汽缸引擎則又太大太長,不適合中小行車使用。許多車廠的直五缸引擎,可能採縱列方式放置,但是Volvo在其安全造車哲學的堅持下,採用橫置的直五缸引擎,這樣讓引擎室可以有更多空間,來做為撞擊時的緩衝,所以這其中同時兼顧了安全與均衡運轉的設計理念。

Q:從動力專家的角度,請你跟一般消費者分享,你認為一輛好車的重點是什麼?
A:跟絕大多數人一樣,打開車門時,迎面而來的整個車室氣氛、設計與組裝品質,都是接觸一輛新車的第一印象,所以任何汽車在這部分的設計都不能馬虎。不過對我來說,引擎的動力表現當然更重要,簡單地判斷,就是從引擎對油門反應來感覺、看看動力的輸出是否順暢、運轉噪音的抑制,以及運轉震動的消除是否有處理好,以上這幾點都是一具引擎好壞的判斷標準。好的引擎提供順暢動力與平穩運轉,對汽車行駛的安全與舒適度,都扮演極重要的角色。

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科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來
科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來

全球每年約生產4億噸塑膠垃圾,只有不到10%有被回收,其中約有1100萬至1400萬噸最終流入海洋。在十分有限的回收量中,約 8 成來自相對單純、流程完整的寶特瓶回收;反觀,同樣是高頻消費品的手機配件,回收率卻不到 1%。這個現象,對長期從事材料研究的犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫來說,是他反思事業選擇的開端,也是突破的轉捩點。

「手機殼產業其實是塑膠產業的縮影!」他在2025 亞馬遜港都創新日的專題演講上直言。手機殼本質上類似一種快時尚商品,每年有超過十億個手機殼被製造,但產業並未建立材料規範,多數產品混用多種複合塑膠、填料與添加物,既難拆解、也沒有回收機制。結果是,一個重量相當於超過二十個塑膠袋的手機殼,在生命周期終點只能被視為垃圾。

王靖夫指出,連結構複雜的資訊科技產品,回收率都能達 45%,但手機殼明明是最簡單、最應該回收的產品,為什麼無法有效回收?這個命題讓他意識到,與其只做手機殼,不如正面處理塑膠問題本身,從材料設計、製程到後端回收再生,開創循環之道。

犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
圖/ Amazon Web Services 提供

以材料工程打造手機殼的循環力

若塑膠要進入循環體系,前提是「材料必須足夠單純」。王靖夫很快意識到,問題不在回收端,關鍵在最開始的設計端。多數手機殼由多款不同塑膠、橡膠件甚至金屬等複合材料組成,無法被經濟化拆解,也難以透過現有流程再製。為此,犀牛盾在2017年起重新整理產品線,希望借鑑寶特瓶成功循環的經驗,擬定出手機殼應有的設計框架。

新框架以「單 1 材料、0 廢棄、100% 循環設計」為核心,犀牛盾從材料工程出發,建立一套循環路徑,包括:回收再生、溯源管控、材料配方、結構設計、循環製程、減速包裝與逆物流鏈等,使產品從生產到回收的每一階段,皆與核心精神環環相扣。

王靖夫表示,努力也終於有了成果。今年,第一批以回收手機殼再製的新產品已正式投入生產,犀牛盾 CircularNext 回收再生手機殼以舊殼打碎、造粒後再製成型;且經內部測試顯示,材料還可反覆再生六次以上仍維持耐用強度,產品生命週期大大突破「一次性」。

另外,今年犀牛盾也推出的新一代的氣墊結構手機殼 AirX,同樣遵守單一材料規範,透過結構設計打造兼具韌性、耐用、便於回收的產品。由此可見,產品要做到高機能與循環利用,並不一定矛盾。

犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
圖/ 犀牛盾

海上掃地機器人將出海試營運

在實現可循環材料的技術後,王靖夫很快意識到另一項挑戰其實更在上游——若塑膠源源不斷流入環境,再強的循環體系也只是疲於追趕。因此,三年前,犀牛盾再提出一個更艱鉅的任務:「能不能做到塑膠負排放?」也就是讓公司不僅不再製造新的塑膠,還能把已散落在環境中的塑膠撿回來、重新變成可用原料。

這個想法也促成犀牛盾啟動「淨海計畫」。身為材料學博士,王靖夫將塑膠問題拆為三類:已經流落環境、難以回收的「考古塑膠(Legacy Plastic)」;仍在使用、若無管理便會成為下一批廢棄物的「現在塑膠(Modern Plastic)」;以及未來希望能在自然環境中真正分解的「未來塑膠(Future Plastic)」。若要走向負排放,就必須對三個路徑同時提出技術與管理解方。

其中最棘手的是考古塑膠,尤其是海洋垃圾。傳統淨灘方式高度仰賴人力,成本極高,且難以形成可規模化的商業模式,因此無法提供可持續的海廢來源作為製造原料。為突破這項瓶頸,犀牛盾決定自己「下海」撿垃圾,發展PoC(概念驗證)項目,打造以 AI 作為核心的淨海系統。

王靖夫形容,就像是一台「海上的掃地機器人」。結合巡海無人機進行影像辨識、太陽能驅動的母船作為能源與運算平台,再由輕量子船前往定位點進行海廢收集:目的就是提升撿拾效率,同時也累積資料,為未來的規模化建立雛形。

從海洋到河川,探索更多可能

淨海計畫的下一步,不只是把「海上的掃地機器人」做出來,王靖夫說:「目標是在全球各地複製擴張規模化、讓撿起的回收塑膠真正的再生利用。」也就是說,海上平台終究要從單點示範,走向可標準化、在不同海域與國家部署的技術模組,持續穩定地把海廢帶回經濟體。

犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
圖/ 犀牛盾

他進一步指出,「其實這套系統不限於海洋,也可以在河川上。畢竟很多海洋垃圾是從河流來的。」未來若能推進到河川與港灣,將塑膠在進海之前就攔截下來,不僅有助於減少海洋污染,回收後的材料也更乾淨、更適合再生,步步朝向終極願景——隨著時間推進,海中垃圾愈來愈少,被撿起、回收後再生的塑膠會越來越多。

「我們已經證明兩件事的可行性:一端是產品的循環設計,一端是 AI 賦能海廢清理的可能性。」王靖夫笑說,塑膠管理命題不只為自己和公司找到新的長期目標,也讓他順利度過中年危機。「選擇改變,留給下一代更好的未來。」他相信,即便是一家做手機殼的公司,也能創造超乎想像的正向改變。

AWS 2025 亞馬遜港都創新日,集結產業先行者分享創新經驗。
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圖/ Amazon Web Services 提供

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