國戰會論壇/羅慶生》電池:台灣無人機戰略的致命短板

台灣國防部門不斷將資源挹注在無人機,對國科會智庫DSET的警告置若罔聞。缺電池,是美、台無人機戰略的致命短板,不理解這問題的嚴重性,將無法出台解決方案。
文/羅慶生
2021年2月,美國總統拜登在白宮簽署供應鏈行政命令時拿起一個小小晶片,稱之為「21世紀的馬蹄鐵釘」。這是引用英國國王理查三世因為戰馬少了一根馬蹄鐵釘而導致戰敗失國的故事,以凸顯晶片的重要性。從此美國加大了對半導體產業鏈的關注與補貼,包括加速台積電將先進製程轉移到美國工廠的進程。
晶片在21世紀大國競爭中的角色的確非常重要,稱為「21世紀的馬蹄鐵釘」名副其實。但穩固馬蹄鐵需要的鐵釘不只一根,夠資格稱「21世紀的馬蹄鐵釘」的科技也不只晶片,同樣重要或許更重要的,至少還包括電池。
電力是21世紀的新能源,逐漸取代傳統化石能源(FossilEnergy)的產業應用。如果重視20世紀的石油危機以及歷年來因為爭奪石油而發生的地緣政治衝突,即應關注電力這種新能源的發展。電池是儲存電力的容器,電池技術愈成熟,運用電力的能力就愈強。電池在21世紀的大國競爭中扮演關鍵角色,但美國戰略上關注晶片,卻輕忽電池,未來在真實戰場上恐將面臨高風險。而令人擔心的,台灣也是。
無人化戰爭需要電池
電力取代傳統能源的優勢,在於電的能源效率高於化石能源。電動馬達的能源轉換效率可達80%至90%,汽、柴油引擎效率卻僅有20%至30%。這幾年在俄烏戰場上大出鋒頭,以小博大,殺傷效果極佳的FPV穿越機,就是使用電動馬達。安靜、輕巧、啟動迅速、轉向靈活,遠非使用汽、柴油引擎的遙控飛機可比。
這當然不表示傳統能源將退出戰場。化石能源的優點是能源密度高,汽油約為鋰電池的10倍,少量即能跑很遠距離。因此一個遠程打擊,例如攻擊1、2千公里外目標的自殺無人機,從發射到攻擊要飛幾個小時,汽、柴油引擎就比電動馬達好用。
然而電子設備,電動馬達驅動電機與電子設備是天然適配,不像引擎帶動機械會有延遲。些許延遲在高強度的競爭環境,例如戰爭,可能是致命的。2024年,美國著名的機器人企業波士頓動力放棄原本的液壓系統,轉向純電機器人,即說明電力系統的優勢。
烏克蘭戰爭的經驗顯示,未來戰場的主角很可能是無人機與機器人。這兩者結構與性能基本無差,差別只在下達摧毀的攻擊指令,前者來自於碳基的人類大腦,後者則來自矽基的人工智慧(AI)晶片。而隨著AI能力的快速發展,將摧毀指令控制權交給AI將是趨勢。因為自殺無人機本質是炸彈的延伸,像飛彈一樣,使用者都希望有「射後不理」(fire-and-forget)」的功能。
今年7月,烏克蘭軍方已開始將美國Auterion公司開發的AI自主導引套件,裝置在FPV無人機上。飛手將無人機飛進戰場後切換至AI導引模式,無人機就能透過攝影機自主追蹤目標並進行打擊。這種光學導引模式不受電磁波干擾,無須依賴全球定位系統(GPS),雖然成本增加數倍,但效能更高。
然而這套系統真正吸引人的地方,在於以往飛手操作無人機,從起飛到摧毀目標,一次只能操作一架。但使用AI導引無人機(或稱FPV自殺機器人),飛手只要將其飛到目標區域,就可放手任其自主尋標,然後再飛另一架無人機到目標區,接續可以飛很多架。換句話說,一位飛手的戰力,可以增加數倍。這對兵力短缺的烏克蘭軍隊,或者任何因少子化而徵兵愈來愈困難的國家,都是非常重要的功能。
具身智能的機器人能讓軍隊戰力擴大數倍,這是AI導引的真正價值。由於人類社會所有設施都是依據人類體型設計,能配合使用這些設施的人形機器人就變得很重要,美、中兩大AI強權都在競相發展。
例如美國新創公司「未來工業基金」(FoundationFutureIndustries)研發的「幻影」人形機器人,就預設了軍事用途。幻影身高180公分、體重約80公斤,可載重約25至30公斤的裝備。今年2月已有2台幻影Mk-1送到烏克蘭戰場測試。有報導指出美軍有意在2027年底部署5萬台幻影至前線協助後勤任務。如果發展順利,幻影持槍將是遲早的事。屆時就等於美軍多了5萬大軍。
中國大陸的軍事人形機器人尚未公開,但宇樹科技的人形機器人曾在央視春節晚會上翻筋斗。美國8月開始限制外國人形與4足機器人進口,這通常意味該項產業的中國技術已威脅美國。研判美、中的無人機與機器人技術在伯仲之間,即便某方在某領域領先,幅度也在可追趕範圍。
因此未來美、中如果真的開戰,戰場景況可能不是傳統的戰機、軍艦與潛艇等武器載台間的作戰,而是無人機對無人機、機器人對機器人,或各式無人載具間的混戰。未來戰爭將是無人化戰爭,現在烏克蘭戰場的無人機作戰只是初級階段,千萬不可誤以為那就是未來戰爭樣貌。隨著AI與機器人技術的快速發展,無人化戰爭的型態將加速演化。數年後閱兵典禮出現「機器人方隊」,將不是無法想像。
下一代的高科技戰爭,攻擊可能是以機器人為矛頭開路,防禦則以機器人在第一線固守。美軍印太司令帕帕羅(SamuelPaparo)2024年提出的「地獄景象」(Hellscape)戰略,強調解放軍發動渡海攻台,就以大規模無人機、無人艇飽和攻擊登陸部隊,讓解放軍付出難以承受的代價,將是過時的想像。因為解放軍若真的渡海攻台,搶灘的將是機器人或機器狗,海面上佈滿的則是大量的無人機與無人艇,而不是傳統的登陸船團。
至少有兩個理由支持這個預測。第一是歷史經驗。武器發展的經驗顯示,當新武器進入戰場,反制該武器的最佳方式就是該武器本身。例如遊牧民族的騎兵進入戰場,農耕民族也發展騎兵應對;火砲進入戰場,各國都打造火砲。用戰車反戰車、用潛艇反潛艇、用飛彈反飛彈…。冷兵器時代如此,熱兵器時代如此,數位戰爭時代同樣如此。以無人機反制無人機,以機器人對抗機器人,是未來戰爭趨勢。
第二個理由,是無人化戰爭可避免戰爭螺旋升級,將鼓勵高科技國家競相發展。2019年6月,伊朗擊落一架美軍RQ-4全球鷹無人偵察機;美軍原有意空襲伊朗報復,但被川普總統以不成比例喊停。無人機是軍事資產,但也是耗材,損失再買即可。但如果是有人戰機被擊落,飛行員陣亡,那美軍非報復不可。使用機器人戰鬥可釐清彼此實力的差距,又不致因人命損失產生巨大仇恨,有機會透過談判冷卻形勢,避免因相互報復讓衝突螺旋升級,最後戰爭失控。
這就是為何電池將是21世紀另一個馬蹄鐵釘的原因。當戰爭無人化,機器人或無人機成為戰爭的主角,提供它們動力的電池,就成為影響戰力的關鍵要素。電池的續航力,就是機器人或無人機的可持續戰力。誰的電池續航力強、充電快,或能提供大量消耗,誰就可能是戰場上的贏家。從這角度,中國大陸較美國更佔優勢。
中國電池產業的壟斷
中國的電池優勢可從兩組數據看出來。第一組數據:市場研調機構SNE Research今年6月統計顯示,全球前十大電動車電池廠中有七家來自中國,合計市占率高達72.2%,較去年同期增加2.1個百分點。第二組數據:台灣國科會轄下智庫DSET今年7月中旬發布報告,中國掌握全球約65%的鎳錳鈷正極活性材料、95%的正極材料前驅體、97%的負極材料,以及95%的電池級石墨加工產能。
第一組數據讓人驚心的是,2020年這數據只有38%至40%。6年的時間,中國動力電池的全球市占率倍增。而年增2.1%,表示中國市佔率擴大的趨勢還在持續。
西方並非不知道這趨勢的嚴重性。3年前歐洲就試圖打造本土電池產業鏈以擺脫對亞洲的依賴,但最終因成本高、良率低,競爭不過中國。包括曾被譽為「歐洲版寧德時代」的瑞典Northvolt、英國的Britishvolt、德國的BMZ Group、Varta AG、挪威的Morrow Batteries等電池相關企業,就在這幾年紛紛破產倒閉。
美國電池產業在拜登政府時期雖有《通膨削減法案》的政策支持,但川普總統上台後對化石能源的獨特偏好,卻讓脆弱的電池產業受到重擊。2025年5月Li-Cycle破產、6月Powin倒下、今年4月Ascend Elements也逃不過破產命運。自2025年以來,至少有15家歐美電池產業鏈相關企業倒閉。只有亞洲的韓國與日本廠商,因有本國電動車的電池需求支撐,還能勉力維持。
第二組數據更令人震驚。電池的上游材料,95%正極材料、97%負極材料、95%的電池級石墨加工都掌握在中國企業手中。中國已經壟斷了磷酸鋰鐵電池(LFP)的生產。全球電池的上游材料,幾乎都直接或間接地來自中國。中國如果斷供,美國與其盟邦恐將都造不出電池。如此當庫存與備料耗盡,機器人、無人機的生產,恐怕就要停擺。包括台灣。
台灣當前的國防政策,是採購大量無人機,以培養「非紅產業鏈」的無人機企業,戰時可自行生產自殺無人機應戰。台灣有這能力製造無人機,但沒有電池,無人機飛不起來。電池上游材料掌握在中國手中,台灣即便能造出大量的自殺無人機,造不出電池,也無法形成戰力。國科會智庫DSET的報告,即示警台灣無人機電池產業「上游供應鏈高度曝險」。然而台灣國防部門卻仍興沖沖地不斷將資源挹注在無人機,對DSET的警告置若罔聞。缺電池,是美、台無人機戰略的致命短板,不理解這問題的嚴重性,將無法出台解決方案。
中國利用西方這5年「重晶片、輕電池」的戰略疏忽,壟斷了全球電池產業,已形成美國國防上的高風險。美國現在已經知道這風險。解決方案之一,就是將可回收原、材料的廢電池視為戰略物資,自今年8月27日起禁止出口,以發展本土的回收產業。雖然美國要重新建立自給自足的電池產業難度極高,但至少是個開始。
另一個解決方案是換賽道。不久前美國國防高等研究計劃署(DARPA)提出「輻射轉電能」(Radsto Watts)計畫,有意開發長效電力的核能電池,目標是讓電池有30年的續航力。
這是個深具野心的計畫,如果成功,將解決長期困擾的電力續航問題,讓機器人與無人載具擁有數十年無須再添加的動力。如此將改變戰場規則,重塑科技與大國競爭的面貌,影響極為重大。然而正如前述,美國戰略目光「重晶片、輕電池」;相較金額通常是以億美元計算的晶片合約,這項由美國馬里蘭州的摩根州立大學奪下的國防合約,預算只有337萬美元。未來能否突破,或獲得更多重視,將是觀察的重點。
(作者羅慶生為台灣國際戰略學會執行長,本文授權中時新聞網與洞傳媒國戰會論壇同步刊登)
