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美国阿贡实验室揭秘:电动车是否更环保?

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关于电动车是否真环保的争议,持续已久。近日,路透社通过“汽车终生排放数据模型”的分析,得到了一个结果。

根据该数据模型,当一辆特斯拉Model3行驶不超过21725公里之前,并不比燃油车环保。只有超过这个里程之后,排放才开始比低于燃油车。

这个模型是由芝加哥大学阿贡国家实验室开发,名为温室气体、排放法规和能源技术(GREET)模型,包含数千个参数。从电动车电池中的金属类型,到汽车中铝或塑料含量,再到充电电能的来源等多方面都有考虑到。截至2021年,阿贡模型的用户已超过4.3万。

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众所周知,电动车在使用环节可以大大减少碳排放。但从全生命周期看,不尽然。

“电动车的生产环节比燃油车产生更多的碳排放”,阿贡实验室首席能源系统分析师Jarod Cory Kelly表示,增加的碳排放主要是产生于电池中矿物质的提取和加工,以及动力电池的生产。

分析显示,一辆中型电动车在原材料开采和生产过程相当于给全生命周期每英里增加47克二氧化碳,即在新车出售之前碳排放已经超过810万克。相比之下,一辆类似的汽油车出厂时,相当于每英里已经产生32克汽油,即550多万克,远低于电动车。

新车汽车首次销售时碳缺口有多大?以及电动车在使用寿命期内的环保“收支平衡点”在哪里?不同的车型可能会有很大的不同。

Kelly表示,这取决于电池的大小、汽油车的燃油经济性以及为电动车充电的电力是如何产生的。

例如,文章开头的Model 3所得数据,设定的使用和充电环境为美国,美国23%的电力来自燃煤发电厂,该车电池为54千瓦时(kWh),由阴极材料由镍、钴和铝等制成。

与之对比的是,一辆重1340公斤、燃油效率为每加仑33英里的丰田卡罗拉。据推测,这两辆车都能行驶28万公里的生命周期。

但是,如果同样的Model 3在挪威使用,那么仅仅行驶8400英里就可以达到跟燃油车一样的排放收支平衡点。因为挪威几乎所有的电力都来自可再生的水力发电。

如果该车充电的电力完全来自煤电,那必须行驶78700英里(12.7万公里)才能与卡罗拉达到同样的排放数值。而在中国火力发电规模依然占比非常大,2020年全国火电绝对发电量52798.7亿千瓦时,占比达71.19%。

假设在全部用煤电充电的极端情况下,不考虑生产环节,分析显示,一辆电动车单在使用环节,每年会产生410万克,同级别的燃油车的碳排放为460万克。但是考虑到电动车及电池在生产环节的巨大碳排放,电动车的减排优势就不太明显。

路透社报道,美国环保署使用GREET评估可再生燃料和汽车温室气体的标准,还开发了一个在线程序,允许消费者根据所在地电力来源估算电动车的真实排放量。而加州空气资源委员会则使用该模型帮助评估是否符合该州的低碳燃料标准。

路透社根据该模型的分析结果与IHS Markit研究小组对欧洲和燃油车进行的全生命周期排放评估结果相似。IHS Markit研究显示,电动汽车的碳排放盈亏平衡点约为15000至20000英里,具体取决于国家。

还有其他数据模型和研究,结果更不乐观。比利时列日大学研究者Damien Ernst估计电动车减排效果赶超燃油车的盈亏平衡点可能在6.7万公里到15.1万公里之间。

当然,还有一些组织和专家认为电动车不一定比燃油车更环保。例如,日本汽车业的领军人丰田章男认为,如果考虑汽车行业电动化快速转型的成本,会导致更多资源的浪费。

代表600多家石油公司的美国石油协会在其网站上说:“多项研究表明,在全生命周期的考虑上,不同的汽车动力系统会导致类似的温室气体排放。”(编译/小山)

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