地球的一半｜“環(huán)?！彪妱悠嚾绾巫龅饺芷谔贾泻?/h1>

鄭名揚

2021-03-18 10:14

澎湃研究所 >

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電動汽車在2020年“火了”。無論是在政策、市場與投資、公眾輿論層面，電動汽車都成為熱門關注領域。

政策層面，全球多個國家陸續(xù)提出了實現碳中和的目標，其中交通領域的低碳化是實現總體碳中和目標的重要環(huán)節(jié)。挪威、德國、英國和日本等國家相繼出臺禁售傳統(tǒng)燃料汽車的計劃，中國、挪威和日本等國家也將發(fā)展電動汽車作為主要戰(zhàn)略。

表1.主要國家汽車領域低碳化目標

市場層面，2020年全球電動汽車銷量增長43%。根據國際能源署的分析，2030年全球電動汽車的銷售份額將超過30%。中國、歐洲和美國作為電動汽車推廣普及的先行者，到2030年這三個地區(qū)的電動汽車年銷量將接近3000萬輛。

雖然在長期來看，大力促進電動汽車的生產和使用是實現碳中和的重要手段，但是研究發(fā)現，電動汽車產業(yè)仍需要在生產制造環(huán)節(jié)以及使用環(huán)節(jié)進行低碳化變革，才能真正助力國家的碳中和戰(zhàn)略。其中，至關重要的兩個方面是：保障動力電池的資源綠色供應，提升充電環(huán)節(jié)的可再生能源的比例。

動力電池資源開采碳排高，需構建綠色供應鏈

“清潔環(huán)?！币恢笔请妱悠嚨臉撕?，也是車企在宣傳中的一張“安全牌”。但“清潔環(huán)?！敝皇请妱悠嚨牟糠质聦?，也是一個相對概念。

在上圖的數據中，依據5種汽車全生命周期碳排放強度對比，可以發(fā)現純電動汽車的全生命周期碳排放，的確比其他類型汽車略低，其中燃料周期的碳排放顯著低于其他車種。但是，純電動汽車在車輛周期的碳排放較高，無論是碳排放占比、還是絕對數值，都是5種汽車中最高的。車輛周期包括原材料獲取、整車生產、維修保養(yǎng)等階段。

問題主要出在動力電池上。

在動力電池的生產過程中，原材料的獲取和加工階段依然是碳排放的主要來源，約占其全生命周期碳排放的70%。三元鋰電池主要原材料的平均碳排放強度如表2所示。相比于制造車身的主要材料——鋼鐵，生產單位質量鋰、鈷、鎳和石墨的碳排放，普遍更高。從電池的類型來看，生產磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的碳排放強度分別為109.3kgCO2/kWh和104kgCO2/kWh，對于現在市面上比較常見的容量約為60kWh的動力電池來說，生產一塊電池的碳排放超過8噸。

表2. 三元鋰電池中生產單位質量原材料的平均碳排放強度（以電量為26.6kWh的電池為例）。數據來源：鋼鐵行業(yè)對低碳未來的貢獻，國際鋼鐵協(xié)會行動報告（2014.3），Romare, M., & Dahll?f, L. (2017). The life cycle energy consumption and greenhouse gas emissions from lithium-ion batteries. Stockholm. Zugriff am, 23, 2017. 2.

根據綠色和平“為資源續(xù)航--2030年新能源汽車電池循環(huán)經濟潛力研究報告”的分析，2021年-2030年，全球范圍用于乘用電動汽車電池中鈷的累計使用量將超過205萬噸，相當于全球已探明鈷礦可開采量的30%。2030年全球動力電池中鎳的使用量預計達到86萬噸，比2018年的使用量增長43倍。由此可見，未來動力電池生產制造的碳排放壓力不容小覷。

對于這些資源來說，僅從碳排放的角度去衡量環(huán)境影響是遠遠不夠的，其實際開采過程中引發(fā)的生態(tài)和社會問題難以用數字來衡量。

印度尼西亞擁有全球近1/4的鎳儲量，是全球第一大鎳礦生產國。據統(tǒng)計，2019年全球大約30%的鎳資源產自印尼。伴隨著大規(guī)模鎳礦開采，每年礦業(yè)公司向印尼周邊海域、河流和湖泊中直接傾倒超過2.2億噸的礦渣。

從礦石中提取礦物的過程中會使用化學品和砷等物質，這些物質暴露在空氣和水中會變成有毒物質。含混著有毒有害物質的礦渣沉入海底，不僅對當地本就瀕臨滅絕的珊瑚礁造成致命損害，同時也影響到依托這些珊瑚礁生存的水產品，間接影響當地居民的生產生活。

俄羅斯的Daldykan河被鎳工廠排放的化學物質染成了鮮紅色。 ? Liza Udilova / Greenpeace

除此以外，剛果（金）的鈷供應鏈也出現了雇傭童工、手工采礦等問題，智利阿塔卡瑪鹽湖開采鋰礦造成其本就匱乏地下水資源幾近枯竭，引起當地居民的抗議。這些案例也揭示出，電動汽車在成為低碳產品的同時，不僅會將污染轉移到其他地方，還有民眾的身體健康和日常生活受到不可持續(xù)的采礦行為的威脅。

作為電動汽車的生產者，汽車企業(yè)應當肩負改善產業(yè)鏈環(huán)境問題的主要責任。

首先，汽車企業(yè)應設置明確的綠色供應鏈準則，保障其各級供應商的礦產采購、原材料生產加工和產品制造過程的綠色透明。也應將產業(yè)鏈資源循環(huán)視為最終目標，資源循環(huán)不但可以將廢棄材料再利用，同時由于使用了再生材料，能夠適當減少行業(yè)對于原生材料的需求，也能降低開采原生資源給生態(tài)環(huán)境帶來的不良影響。

充電環(huán)節(jié)碳排放強度占比高，改善用電結構是關鍵

說回到電動汽車在燃料周期的碳排放，即燃料的生產排放和燃料的使用排放兩個階段。雖然相比其他車種，電動汽車在燃料周期的排放有一些優(yōu)勢，但距離真正的低碳化還有很大的進步空間。

這其中的關鍵因素是中國的電力結構轉型。電動汽車的電力來源主要是電網，因此發(fā)電技術本身的碳排放強度決定了電動汽車使用的電能的清潔程度。目前，中國電力結構依然以煤炭為主，可再生能源比例約為27%。

從下圖可以看出，使用傳統(tǒng)能源發(fā)電技術（煤、石油和天然氣）要比使用可再生能源發(fā)電技術（光伏和風電等）的碳排放強度高數倍甚至數十倍。

以特斯拉 Model S 為例，以平均每百公里耗電18kWh計算，特斯拉 model S 在中國、美國、德國行駛1公里產生的碳排放分別是107.6g，70g和63g。

這三個國家的電力結構中，德國的可再生能源發(fā)電比例最高，已經超過全部電力來源的50%，美國使用可再生能源發(fā)電的比例約為1/3，其余電能主要來自天然氣和煤炭。相比之下，中國使用可再生能源發(fā)電的比例接近1/3，但煤電依然是電力的最主要來源，這也是電動汽車行駛每公里碳排放較高的原因。

所以說，能源轉型的程度對電動汽車的清潔程度影響巨大。尤其對于以煤炭作為主要電力來源的中國，如果想要實現交通領域提前實現碳達峰，改善電力供應結構、提高發(fā)電環(huán)節(jié)中可再生能源使用比例是關鍵。

與此同時，充電端企業(yè)也應在能源轉型的過程中扮演推動角色，通過綠電交易、綠證購買等市場化手段采購綠電，為電動汽車的綠電使用比例帶來新增量。這其中包括：開設品牌充電站與換電站的電動汽車車企以及第三方充電站企業(yè)。隨著中國電力市場化改革的深入，企業(yè)采購綠色電力將獲得更大空間。

作為全球交通領域實現低碳轉型的重要途徑，電動汽車誕生的意義不應是僅比燃油汽車清潔一點。近年來，在政策支持和資本投入的驅動下，電動汽車的發(fā)展水平明顯提高，但與其技術發(fā)展速度相比，汽車使用過程中的電力結構轉型程度，以及生產過程中原材料的綠色供應還遠遠不夠。長期來看，電動汽車行業(yè)應該追求全產業(yè)鏈、全生命周期的綠色低碳，將目標指向100%可再生能源使用、資源減量和資源循環(huán)。

參考資料：

- 驅動綠色未來中國電動汽車發(fā)展回顧及未來展望，國際清潔交通委員會/中國電動汽車百人會，2021.1

- https://www.spiegel.de/auto/aktuell/bundeslaender-wollen-benzin-und-dieselautos-ab-2030-verbieten-a-1115671.html

- https://www.ft.com/content/5e9af60b-774b-4a72-8d06-d34b5192ffb4

- Emilsson, E., & Dahll?f, L. (2019). Lithium-ion vehicle battery production. Status 2019 on energy use, CO2 emissions, use of metals, products environmental footprint, and recycling. Report Number C, 444.

- Hao, H., Mu, Z., Jiang, S., Liu, Z., & Zhao, F. (2017). GHG Emissions from the production of lithium-ion batteries for electric vehicles in China. Sustainability, 9(4), 504.

（作者鄭名揚系綠色和平污染防治項目主任）

責任編輯：馮婧

校對：張亮亮

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