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2011 年 10 月 15 日 / ctkuo

汽車與生質燃料(二) 我的車可否加酒精?彈性燃料車

Audi A4 TFSI Flexifuel;近年來有不少高階的彈性燃料車問世。(圖片來源)

作者:歐陽孚 / 編輯:楊卓儒、郭致廷

上一篇文章的最後我們談到了酒精汽油。一般車輛添加低濃度酒精汽油並不會有任何異狀,甚至許多地區加油站買到的汽油都已經混入了低濃度的酒精,例如美國為了擴大國內的酒精市場,其環保署(EPA) 早在30年前就批准加油站可以提供E10,也就是說一般在美國買的87汽油, 89汽油, 93汽油等,其實很多都已經混入了10%的酒精。美國政府在2010年更進一步允許加油站提供一般大眾E15,然而僅有2001年以後出廠的車輛才能夠使用E15的酒精汽油,原因是在此之前的車輛並沒有相應的設計,貿然添加可能會損害車體 。如果E15就可能會傷害一般車輛,那麼美國加油站的E85到底是給什麼車種使用的燃料呢?


美國環保署(EPA)的宣傳標示 (圖片來源)

彈性燃料車(Flexible Fuel Vehicle, FFV)

E85是專門給「彈性燃料車(Flexible Fuel Vehicle, FFV)」使用的燃料,也有人將這種車稱作「可變燃料車」、「靈活燃料車」。簡單來說,一般車輛原本是為汽油而設計,如果要加入酒精則需要作出適當改變;然而FFV是以酒精為設計軸心,汽油的存在是為了改善燃料的性能。在巴西,加油站提供E100給FFV,也就是車輛可以僅用酒精來驅動;然而在北美或是歐陸,因為考量車輛的綜合性能,供應給FFV的最佳燃料是E85,也因此在北美許多人直接稱呼FFV為「E85 vehicle」。為了避免引擎因低溫而無法發動的狀況,冬天時美國加油站提供的E85實際上是E70,用較多的汽油含量來改善燃料整體的低溫表現。正是因為酒精含量在燃料中並非定值,有些車種甚至宣稱酒精成分可以是0~100%的任意值,因此這種車的名稱裡才有個「Flexible」;但當前FFV的燃料主要成分還是酒精,同時「純酒精車」也逐漸式微,所以要稱FFV是「酒精車」也無妨。

針對酒精的特性,車輛引擎的壓縮比與每個工作週期(四個行程)使用的燃料量都需要調整,另外由於酒精具有腐蝕性,許多燃料供應線路上的零件需要使用不同的材質,早期的車輛還具有特殊的啟動系統以修正酒精在低溫發動引擎的困難。為了改善酒精車的引擎效能,當然還有更多的設計與修改可以努力,這也是許多車廠近年來努力的目標。

但是酒精車其實並不是什麼新玩意兒,1908年福特汽車發表的「Model T 」最早便是以酒精為燃料,也可以將酒精替換成汽油或煤油,亨利福特本人更提倡酒精是「未來的燃料」,但是隨著「黑金」的大量開採造成油價降低 ,以及美國在1920年到1933年間實施的「禁酒令」限制了酒精的流通,汽油最終成為市面上最為普及的燃料,並引導了迄今百餘年的車輛工業發展。然而,如果低價曾是汽油獲勝的關鍵之一,那麼當油價飆高時,人們再次想起酒精也就不足為奇了。

Ford Model T (圖片來源)

巴西的FFV與酒精產業

1973年,為了報復美國支持以色列進行「第四次以阿戰爭」,阿拉伯的石油輸出國家聯合實施禁運,讓油價從每桶3塊美金飆升到12塊美金,造成「第一次能源危機(1973 Oil Crisis) 」。有感於在能源方面的脆弱,巴西政府在1975年推動以酒精取代包括汽油在內的所有石油衍生燃料,這項計畫(Pró-álcool)利用他們價格低廉的甘蔗作為原料,刺激酒精工業發展提升酒精產量,並與汽油混和供一般車輛使用,1979年汽車公司飛雅特(Fiat)的Fiat 147問世,是近代第一輛採用E100的量產酒精車,這輛車雖然是「純酒精車」並不能混和汽油使用,但它是標誌著酒精重回汽車工業的里程碑。近年來巴西已完全停產「純酒精車」,全國新出廠的車輛逾七成都是FFV,舊型的純酒精車與FFV加起來大概佔現在所有車輛的一半之多,巴西酒精車的推廣成功由此可見一斑。

Fiat 147 (圖片來源)

巴西從1976年開始強制對市售汽油添加酒精,從一開始的10%起,到現在的18%-25%,使得市面已無純汽油(E0)的蹤跡。值得一提的是,巴西政府會依據甘蔗收穫量來調整酒精汽油的混和比例,因此前述的添加值才會是一個範圍;此外,酒精並不是他們甘蔗產業的唯一產品,巴西在國際蔗糖市場也具有舉足輕重的地位,因此藉由調控酒精產量、蔗糖產量,還有市售汽油的酒精添加比例,巴西建構了一個非常健全與穩定的機制,可以降低國際油價與糖價波動帶來的負面影響。

其他國家的FFV

但是走出了巴西,FFV在其他國家的發展相形之下並不算成功。美國是FFV在巴西以外的最大市場,一部分原因是美國的生質燃料主打的是生質酒精,其龐大的玉米產業有三分之一的玉米收穫量是用來生產酒精,低濃度酒精汽油(E10)也已相當普遍。然而儘管如此,這麼多年下來,FFV大概只佔全部登記車輛的4%左右,其原因除了是美國人對汽油的莫名熱愛外(我的個人觀察),根本還是在於美國僅有1.7%的加油站提供E85,不像巴西所有的加油站都供應E100,想要擁有一台車的原因有很多,一個重要因素是「便利」;美國能源署(DOE)的資料顯示 :在美國目前有6個洲沒有提供E85,有12個州的E85加油站僅有個位數。如果不能在自家附近找到加油站,請問您會想買酒精車嗎?


美國暢銷的休旅車:Ford Escape,這台車既是FFV又是油電混和車,右邊中間的黃色油箱蓋是美國FFV的特色(2006年開始)。 (圖片來源)

普及率低的另一個原因是「價格」。由於每單位酒精的能量含量(energy content)較汽油低了約27%,要行駛相同里程,所需的E85燃料量會比一般汽油更多,就算E85的單位價格較低,以目前油價估計仍然沒有比較划算。美國能源署(DOE)有一個計算網頁 ,能依據消費者的車型、居住地油價、每年行駛里程等等,估算出一整年的油價花費,我嘗試了幾種不同車型,以每年行駛1萬5千英里計算,E85的燃料費要比普通汽油高出600美金上下。這樣看起來,FFV除了較低的二氧化碳排放量外,並沒有其他顯著的優點。

歐洲地區雖然也有FFV的蹤影,但最熱絡的瑞典也僅有4.7%的普及率。除了便利性與價格外的因素外,可能也和歐洲盛行的替代燃料是生質柴油有關,在本專欄之後的文章裡我們也會談到生質柴油車的發展情況。

FFV的未來

台灣目前連E3都推展的相當緩慢,國內的酒精產業也還算不上成熟,要談FFV是太早了些。至於在其他市場的發展,一個重大的關鍵還是在於原油價格,雖然我們並不樂見,但原油價格終究會持續上漲,當價格攀升到一定高度時便會刺激消費者轉向FFV,帶來更多加油站的設立並吸引更多FFV的使用者,因此我們也不用對於FFV的發展感到悲觀。維基百科上有一張FFV製造商與車種的清單,近幾年來越來越多車商投入,應該是認同這個市場發展潛力的證明。不過,FFV並不是唯一的替代燃料車,接下來的文章裡我們會再跟各位讀者談到生質柴油車油電混和車以及電力車丁醇車與瓦斯車燃料電池車等,敬請期待。

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