→這是《環(huán)球零碳》的第565篇原創(chuàng)
在世界各地，政府和汽車制造商都在推廣電動汽車，將其作為遏制石油使用和應(yīng)對氣候變化的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
國際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2030年，道路上的電動汽車、公共汽車、貨車和重型卡車的數(shù)量預(yù)計(jì)將達(dá)到1.45億輛。
2月14日，歐洲議會以340票贊成，279票反對和21票棄權(quán)，通過歐委會和歐洲理事會達(dá)成的《2035年歐洲新售燃油轎車和小貨車零排放協(xié)議》。
按照協(xié)議，到2030年，所有新上市的乘用車和輕型商用車碳排放水平須比2021年分別減少55%和50%，到2035年均減至零。這意味著由汽油、柴油等化石燃料驅(qū)動的車型從2035年起將無法在歐盟上市。
這是歐盟為達(dá)到2050年率先實(shí)現(xiàn)碳中和這個目標(biāo)，做出的努力之一。不僅是歐盟，其他國家和地區(qū)也對燃油車禁售提出了要求。
實(shí)際在歷史上，上一次交通工具的更新?lián)Q代也是因?yàn)榄h(huán)保問題。
19世紀(jì)末20世紀(jì)初，汽車取代馬車成為主要交通工具，并不是因?yàn)槠嚤锐R車更優(yōu)越，而是因?yàn)轳R車導(dǎo)致街上的馬尿和馬糞越來越多。
那時候，倫敦每天要清理3000噸馬糞和30萬公升馬尿，大街常年充斥著尿騷味?！叭祟惾绾卧谖磥硪粋€世紀(jì)處理馬糞圍城問題”也稱為了國際一大難題。
在這情況下，專家們開始把目光投向剛起步的汽車。當(dāng)時的汽車又慢又貴，尾氣排放還很嚴(yán)重，但與馬糞和馬尿相比，卻更容易接受。于是汽車才被慢慢發(fā)展起來。
汽車取代馬車，新能源車取代燃油車，兩者的初衷都是為了地球越來越美好。但現(xiàn)在，隨著電動車成為主流，專家也開始質(zhì)疑：電動車真的環(huán)保嗎？
澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長劉科曾指出：“如果中國電網(wǎng)67%還是煤電，那電動車是在增加碳排放，而不是在減少碳排放。只有能源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)里大部分是可再生能源構(gòu)成的時候，電動車才算得上清潔能源”。
那么，相比燃油車，電動車到底是否環(huán)保？我們用數(shù)據(jù)來說話。
大多數(shù)人可能認(rèn)為，汽車的碳排放主要來自汽車行駛過程，但這只是冰山一角。
更嚴(yán)謹(jǐn)來說，汽車行業(yè)的二氧化碳排放分三個時段，分別為使用前 (原材料獲取與汽車制造過程)、使用中 (汽車駕駛過程) 以及使用后 (電動汽車和燃油汽車報廢之后)。
這種考量方法被國際上稱為生命周期評估（Life Cycle Assessment，LCA），是通用的產(chǎn)品環(huán)境影響評估方法。它評估的是某一產(chǎn)品（或服務(wù)）從取得原材料，經(jīng)生產(chǎn)、使用直至廢棄的整個過程，即從搖籃到墳?zāi)沟倪^程。
要了解電動車是否環(huán)保，我們也必須采用這種方法來同時比較不同動力來源的汽車類型。
在國際清潔交通委員會（ICCT）關(guān)于比較全球燃油車和電動車全生命周期碳排放報告中，假定所有車型終生行駛里程約為20萬公里，將每一階段折算到每公里碳排后，形成下圖多種SUV車型的全生命周期碳足跡。
在汽車使用前的原材料獲取與汽車制造環(huán)節(jié)，燃油車的碳排放僅來自于整車制造（即深灰色部分），而電動車和氫燃料汽車的碳排放，除了整車制造還需要加上電池制造和氫氣罐制造過程中的碳排放（即黃色和紅色部分）。
值得注意的是，電池制造環(huán)節(jié)的碳排放幾乎是整車制造環(huán)節(jié)碳排放的一半，由此可見電池制造有多“臟”。
汽車制造商沃爾沃也曾比較過全電動汽車XC40 Recharge和燃油汽車XC40 ICE的整個生命周期（LCA）的碳足跡。此前環(huán)球零碳在《電動汽車比汽油車碳排放更大？這個報告揭示了真相》一文中作過相關(guān)介紹。
其中發(fā)現(xiàn)，在燃油汽車的制造原材料獲取上，碳排放量竟然比電動車低約40%。最大的區(qū)別是來源于電池。
燃油汽車的主要原材料是鋁、鋼鐵、電子產(chǎn)品、聚合物和流體。而電動汽車的原材料為鋁、鋰離子電池模塊、鋼鐵、電子產(chǎn)品和聚合物。
電動車的這部分鋰離子電池模塊足足增加了原材料獲取階段70%的碳排放。
在汽車使用過程的駕駛環(huán)節(jié)，從下圖可以看到，藍(lán)色為行駛過程中因燃料消耗而產(chǎn)生的碳排放，燃油汽車要遠(yuǎn)高于電動汽車。
但是，在電動汽車中，是否使用可再生能源的電力也大大影響著碳排放，使用綠電可以減少約100g/CO2eq/km。
由于現(xiàn)在中國煤發(fā)電比例還比較高，用純綠電來給電動車充電過于理想。哈爾濱理工大學(xué)蔡蔚教授曾做過一項(xiàng)研究，比較油耗6.31L/100km的A級燃油車從油井到車輪以及電耗14kWh/100km的A級電動車從發(fā)電廠到車輪的碳排放的情況。
研究數(shù)據(jù)顯示，從油井采取原油一直到油箱，包括煉油、運(yùn)輸?shù)仍趦?nèi)的過程中，碳排放為0.2kg/L。因此對于油耗6.31L/100km的A級燃油車來說，一年行駛10000km的碳排放是0.1262t。
這并不包括開車過程燃油的碳排放。根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算，這個過程碳排放為1.5t /10000km。綜合以上數(shù)據(jù)，該燃油車行駛10000km的碳排放總量是1.626t。
不同于燃油車，電動車最主要是電的碳排放，包括輸電及充電環(huán)節(jié)。按照平均水平來算，一般的熱（煤）電廠，每發(fā)一度電，碳排放大概是0.68-0.96kg。
再按照我國2020年71%的煤電比例，從煤井到發(fā)電，到充電樁，再到電池這段過程，每消耗1kWh，大概要排放0.56-0.80kg二氧化碳，取平均值0.68kg。
那么對于電耗14kWh/100km的A級電動車來說，每開1萬公里碳排放為0.952t。
由于開車過程中碳排放為零，因此該電動車行駛10000km的碳排放總量是0.952t。
通過對以上兩個數(shù)據(jù)比較，電動車在該環(huán)節(jié)可比燃油車減少大約42%的碳排放。
在汽車使用后的報廢回收階段，燃油車和電動汽車相比，最大的區(qū)別是電池包的回收利用。
目前，在我國僅回收一個電動車電池包的能耗就占整車回收總能耗的13.6%，相應(yīng)的溫室氣體排放量為12.6%。因此，與燃油車相比，電池包的回收是增加電動汽車二氧化碳排放的另一個因素。
然而，回收效率可以通過開發(fā)其他電池組件 (如石墨、鋁和電解液) 的新加工技術(shù)來提高，并使用回收材料，在整個電池生產(chǎn)過程中，汽車使用后的整體溫室氣體排放可以減少 50%，使其成為一個更顯著的可持續(xù)過程。
根據(jù)以上分析，我們了解到，在使用前階段，電動車由于電池的原因，碳排放比燃油車高，在使用階段，由于動力來源的區(qū)別，燃油車碳排遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電動車，在報廢階段，雖然電池包回收利用將產(chǎn)生碳排放，但回收材料也可以用于電池生產(chǎn)，會抵消一部分碳排放。
那最終總碳排量是哪一類車高呢？
在前面提到的沃爾沃對燃油車和電動車的分析報告中顯示，在20萬公里的整個生命周期里，燃油車的碳足跡是58噸二氧化碳當(dāng)量，電動車的碳足跡為27-54噸二氧化碳當(dāng)量。其中，電動車總碳排放的范圍取決于是否用綠電。
由此可見，總體而言，電動車的總碳排放還是低于燃油車。
它們兩者的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在哪？
由上圖可看到，在車輛總駕駛的20萬公里內(nèi)，隨著行駛里程的增加，電動車的碳排放優(yōu)勢逐漸體現(xiàn)，在146000公里處，充任何電力的電動車，都比燃油車碳排少。
簡單來說，電動車的使用壽命越長，它的碳足跡就越低。
但是，現(xiàn)階段我國煤發(fā)電比例仍然很高，再加上在使用電動車的年限并不長，這一情況之下，電動車的碳排放相對還是比較高。
因此，不少專家提出要大力推動電力的零碳化及燃料的零碳化。在這一思路之下，甲醇汽車應(yīng)運(yùn)而生。
工信部甲醇汽車試點(diǎn)運(yùn)行的數(shù)據(jù)顯示，甲醇汽車與汽油車相比，能效提高約21%，二氧化碳排放減少約26%。
最大的原因是，甲醇能夠通過自身的合成、燃燒反應(yīng)，把大氣中已有的碳循環(huán)起來，從而達(dá)到減少化石能源開采依賴，降低碳排放的目的。
劉科院士曾表示，綠色甲醇燃料使得內(nèi)燃機(jī)更為清潔、高效。
雖然如此，但相比電動車，甲醇汽車也還有很長的路要走，其在制造階段的碳排放目前也缺少數(shù)據(jù)而不得知。
單從電動車角度而言，目前無論在哪個國家，短期內(nèi)要想實(shí)現(xiàn)電動車比燃油車更具可持續(xù)性的愿景，仍有很長的路要走。
隨著綠電和清潔能源占比越來越大，電動車的優(yōu)勢會越來越明顯。當(dāng)然，對于中國來說，發(fā)展電動車，除了交通脫碳的需要，還有擺脫石油依賴，取得汽車制造主動權(quán)的考慮。這是更大的戰(zhàn)略。
（參考文獻(xiàn)詳見公眾號環(huán)球零碳）
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