无论动力来源是什么，电动汽车都对环境更有利

如今，似乎每家汽车制造商——无论是专注于豪华汽车的制造商，还是更注重经济性的制造商——都在进军电动汽车领域。随着美国出台新的购买激励和基础设施改善政策，消费者可能也会更多地参与其中。但考虑到电动汽车生产过程中存在的某些问题，许多人仍然担心电动汽车是否真的对环境更有利。

尽管人们担心开采电池材料和电动汽车制造过程会产生污染，但PopSci采访的环境和能源专家表示，总体而言，电动汽车对环境的益处仍优于类似的汽油或柴油动力车型。

当将典型的商用电动汽车与同等尺寸的汽油汽车进行比较时，它们在许多不同方面都具有优势。

“例如，如果我们关注二氧化碳排放量和温室气体排放量，我们确实知道，在典型电网上运行的电动汽车在其整个使用寿命期间产生的温室气体排放量会更少，”阿贡国家实验室能源和环境分析师戴夫·戈尔克 (Dave Gohlke) 表示。“燃料消耗（使用电力来产生燃料，而不是燃烧石油）最终会减少每英里和整个车辆预期使用寿命期间的排放量。”

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电是如何产生的

说到温室气体排放，还需要考虑电动汽车充电所需的电力是如何产生的。与天然气发电厂相比，燃煤或燃油发电厂的排放量更高，而核能和可再生能源的排放量最少。但戈尔克表示，即使是从燃煤电厂获取电力的电动汽车，其排放量也往往比同等大小的汽油车要少。“这归结为燃煤电厂规模庞大。与装在汽车引擎盖里的相对较小的发动机相比，它能够更大规模地发电，效率更高。”发电厂还可以安装设备来清理烟囱或捕获部分排放物。

电动汽车也不会产生尾气排放，这意味着会减少造成当地空气污染的颗粒物或烟雾前体。

耶鲁大学环境学院环境与能源经济学教授肯尼斯·吉林汉姆表示：“目前最新的证据表明，在美国几乎所有地方，电动汽车对环境的益处都大于传统汽车。对环境的益处取决于充电地点和充电时间。”

与汽油车使用的火花点火发动机或柴油车使用的压燃发动机相比，电动机往往效率更高，因为后者通常会产生大量废热和能源浪费。

让我们谈谈电动汽车生产

“任何技术都有缺点，这是肯定的。使用技术时，你必须利用资源，即我们现有的原材料，并将其转化为新的形式，”麻省理工学院数据、系统和社会学教授 Jessika Trancik 表示。“这通常会带来一些环境影响。从这个意义上说，没有一种技术是完美的，但在评估一项技术时，我们必须考虑它提供什么服务，以及它所取代的相同服务是由哪种技术提供的。”

生产电动汽车在制造过程中会产生污染。密歇根大学可持续系统中心主任 Gregory Keoleian 表示：“生产电动汽车产生的温室气体排放量几乎是内燃机汽车的两倍……这主要是由于电池。生产汽车实际上增加了温室气体排放量，但由于汽车使用过程中节省了大量成本，因此整个生命周期的净收益或减少量是存在的。”“我们发现，就整个生命周期而言，在美国，考虑到温度影响、电网影响，与新型内燃机汽车相比，新型电动汽车的温室气体排放量平均减少了 57%。”

Keoleian 指出，在减少与驾驶车辆相关的温室气体排放方面，纯电池供电的电动汽车效果最好，其次是插电式混合动力汽车，然后是混合动力汽车，内燃机汽车效果最差。对于一些司机来说，里程焦虑可能仍然是首要问题，但他补充说，拥有多辆汽车的家庭可以考虑多样化他们的车队，在适当的时候增加一辆电动汽车供日常使用，而将燃气汽车（或混合动力汽车上的燃气功能）留到长途旅行时使用。

生产和运营电动汽车的成本开始超过类似品牌和型号的汽油汽车的盈亏平衡点出现在大约两年后，或行驶 20,000 至 50,000 英里时。但具体时间可能因情况而异。“如果你几乎没有碳电力，而且你几乎只用自家屋顶上的太阳能电池板充电，那么盈亏平衡点会更快，”Gohlke 说。“如果你所在的地方电网碳排放非常密集，那么盈亏平衡点会稍晚一些。这也取决于你的汽车款式，因为它使用的材料。”

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作为背景，Gohlke 指出，根据登记数据，目前电动汽车的平均使用年限约为 12 年。这些汽车预计在其使用寿命内行驶约 20 万英里。

“显然，如果你开车离开经销商的停车场，然后直接撞上灯柱，而且那辆车行驶里程不超过一英里，那么这辆车的嵌入式排放量将比你第一次驾驶时撞毁的汽油车还要多，”戈尔克说。“但如果你看看整个车队，看看现有的 2 亿多辆汽车，看看我们预计它们在汽车的整个使用寿命中能使用多长时间，每辆电动汽车的能耗和排放量都比相应的汽油车要低。”

吉林汉姆表示，从长远来看，开采和运输石油等化石燃料也需要大量能源。他说，如果权衡这些因素，电动汽车的生产似乎并不比汽油汽车的生产差多少。“实际上，电动汽车的生产越来越好，这取决于电池的化学成分和电池的生产地点。”

虽然矿井确实存在问题，但石油经济已经破坏了环境，并且还在继续破坏。这就是为什么提高单车效率需要与降低总体消耗相结合。

电动汽车电池正在变得越来越好

稀有金属等开采材料可能会对社会和环境产生有害影响，但这是一个全经济问题。特兰西克说，电池中使用了许多金属，但使用金属并不是什么新鲜事。金属存在于许多人日常生活中使用的各种家用产品和电器中。

此外，过去十年，电池技术和汽车工程技术也取得了显著进步。电池变得更便宜、更安全、更耐用、充电速度更快、使用寿命更长。

“还有很大的改进空间。还有改进电池化学成分、改进包装、改进冷却系统和管理电池的软件的空间，”吉林汉姆说。

目前电动汽车中使用的两种主要电池是 NMC（镍锰钴）和 LFP（磷酸铁锂）。NMC 电池倾向于使用更多贵金属，如刚果的钴，但它们的能量密度也更高。LFP 使用更丰富的金属。尽管这项技术正在快速改进，但它仍处于早期阶段，对寒冷天气敏感，能量密度也不高。LFP 往往适用于公用事业规模的情况，例如在电网中储存电力。

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电动汽车还有一个优势，就是可以减少去修理厂的次数；传统汽车有更多可能发生故障的活动部件。“传统汽车更有可能需要进行维护，”吉林汉姆说。他说，在他的研究中，特斯拉汽车已有大约八年车龄，行驶里程为 30 万英里，这意味着，尽管电池每年都会略有退化，但退化程度相当温和。

最终，如果电动汽车市场大幅增长，并且有许多此类汽车在流通，那么重新利用汽车中的金属可以增加其效益。“对于已经在内燃机中燃烧过的化石燃料，这是你无法真正做到的，”特兰西克说。“在这些金属的供应链中建立这种循环性是有可能的，而化石燃料则不容易做到这一点。”

由于电池对环境的成本相当高，因此，对电动汽车感兴趣的消费者最好购买电池较小的汽车，或者大部分时间都使用电池供电的插电式混合动力汽车。“丰田卡罗拉大小的汽车，也许带有一些混合动力，在许多情况下，可能比巨型悍马大小的电动汽车对环境更有利，”吉林汉姆说。（ 《纽约时报》这篇文章中的图表有助于直观地展示这种区别。）