電動汽車真的比汽油車更環保嗎？并非在所有方面、或世界所有地區，但總的來說，結論毫無疑問——而且隨著時間的推移，答案會更明確。

雖然有很多文章質疑電動汽車的環境友好性，但不斷積累的科學證實，幾乎在世界每個地方，駕駛電動汽車產生的溫室氣體排放和其他污染物都比汽油車少。內燃機是一項成熟的技術，在過去的半個世紀里，只做了一些微小的改進。相比之下，電動汽車仍然是一項新興技術，其效率和續航里程仍在不斷提高。在全球范圍內，電能生產方式的巨大變化則會進一步使電動汽車更清潔。

憂思科學家聯盟（the Union of Concerned Scientists）的戴維·賴希穆特 (David Reichmuth) 最近在接受 Treehugger 采訪時說：“我們還有很長的路要走，我們不能奢侈地等待。”

The Union of Concerned Scientists：憂思科學家聯盟由麻省理工學院的科學家和學生于 1969 年創立。那一年，越南戰爭達到頂峰；在克利夫蘭，被嚴重污染的凱霍加河甚至起火。UCS對美國政府濫用科學的方式感到震驚，其創始人包括Henry Kendall和Kurt Gottfried起草了一份聲明，呼吁將科學研究從軍事技術轉向解決緊迫的環境和社會問題。來源：//www.ucsusa.org/

交通運輸行業制造了全球 24% 的溫室氣體 ，美國29%的溫室氣體來自交通，這也是美國最大的單一排放源。根據美國環保署的數據，典型的乘用車每年約排放 4.6 噸二氧化碳，平均每英里 404 克。除了碳排放之外，燃油車輛還會產生細顆粒物、揮發性有機化合物、一氧化碳、氮氧化物和硫氧化物。其對健康的不利影響——從哮喘、心臟病到癌癥和妊娠障礙——已經被充分證明更多地影響低收入和有色人種社區。電動汽車不能解決所有這些問題，但它們可以讓我們的世界變得更宜居。

全壽命周期分析

比較汽油動力汽車和電動汽車的關鍵是生命周期分析，它涵蓋了汽車從原材料到汽車的制造、實際行駛、燃料的消耗，以及它們的生命周期終點作為廢棄物處理對整個環境的影響。

其中，最顯著的差異在于上游流程（原材料和制造）、駕駛過程和燃料來源。目前，燃油車在資源和制造方面具有優勢，電動汽車在駕駛方面更勝一籌。而燃料消耗問題取決于為電動汽車提供電力的來源。在電力供應相對清潔的地方，電動汽車比燃油汽車更具優勢。在電力主要是煤的情況下（污染最嚴重的化石燃料），燃油車的污染比電動汽車少。

但煤炭在世界范圍內并非主要的電力來源，而且未來電動汽車更希望使用清潔電力。在 2020 年發表的兩項綜合生命周期研究中，全球范圍內，燃油車環境優勢的比例不超過 5%。在所有其他情況下，終身無排放駕駛的好處超過了上游流程和能源生產產生的負面影響。

在美國，電網對煤炭的依賴越來越小，引用前述憂思科學家聯盟 Reichmuth最近的生命周期分析，“無論身處美國何處，駕駛電動汽車都比燃油車排放量更少，對全球變暖的影響更小” 。

正如歐盟委員會 2020 年一項重要研究的合著者尼古拉斯希爾在播客《如何拯救地球》中所說：“從我們的研究中，實際上是該領域的一系列其他研究中，都得出相同的結論，即：電動汽車，無論是全電動汽車、混合動力、插電式混合動力汽車、燃料電池汽車無疑比傳統汽車更適合我們的氣候。從完整的生命周期分析來看，這一點應該是毫無疑問的。”

原材料和制造

Jens Schlueter/Stringer/Getty Images

目前，制造電動汽車比制造汽油動力汽車對環境的負面影響更大。這在很大程度上是電池制造產生的，它需要對原材料進行開采、運輸和加工，而這些原材料通常以不可持續且污染嚴重的方式提取。電池制造還要消耗更多的能源，這會導致溫室氣體排放量增加。

以中國為例，一輛汽油車的原材料和制造過程會產生10.5噸二氧化碳，而生產一輛電動汽車則會產生13噸二氧化碳。同樣，最近溫哥華對電動汽車和汽油動力汽車進行的一項對比研究發現，制造電動汽車所消耗的能源幾乎是制造汽油動力汽車的兩倍。

但制造方面的差異，包括原材料提取，需要放在車輛整個生命周期的背景下。汽油車的大部分排放不是來自制造過程，而是來自車輛在路上的累積時間。相比之下，電動汽車的整個生命周期在原材料和制造過程中，排放更大。

平均而言，電動汽車大約總排放量的三分之一來自生產過程，是燃油車的三倍。然而，在發電資源以清潔能源為主的國家，如法國，車輛制造過程可能占電動車生命周期溫室氣體排放量的 75% 至近 100%。一旦電動車被生產出來，后期的排放量會急劇下降。

因此，雖然電動汽車制造產生的排放量高于汽油動力汽車的生產，但低排放到零排放的駕駛壽命使電動汽車具有更大的環境效益。正如我們所看到的，中國電動汽車的制造排放量高于汽油動力汽車，但在車輛的整個生命周期中，中國的電動汽車排放量比化石燃料汽車低 18%。同上，溫哥華的研究也發現，電動汽車在其整個生命周期中排放的溫室氣體大約是同類汽油汽車的一半。電動汽車的好處在制造后很快就會顯現出來：根據一項研究，“電動汽車在制造階段的高排放量僅在兩年后就得到了平衡。”

駕駛

電動汽車在路上行駛的時間越長，其產生的環境影響就越小。然而，駕駛條件和駕駛習慣確實會影響車輛排放。在所有類型的車輛中，輔助能源消耗（非用于汽車驅動的能源，例如加熱和冷卻）約占車輛排放量的三分之一。汽油動力汽車的供暖是由發動機余熱提供的，而電動汽車的車廂熱量需要使用電池的能量產生，這增加了其對環境的影響。

駕駛習慣和模式雖然不太可量化，卻很重要。例如，在城市交通中，電動汽車的效率遠高于汽油動力汽車，在城市交通中，內燃機在空轉時繼續燃燒燃料，而在相同情況下，電動機卻處于暫停狀態。這就是為什么美國環保署對城市駕駛中的電動汽車的里程估計高于高速公路上的行駛里程，而汽油車則相反。除了特定案例研究之外，還需要進行更多的研究，研究電動汽車與燃油車駕駛員之間的不同駕駛習慣和模式。

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交通污染

雖然大多數關于電動汽車益處的研究都與溫室氣體排放有關，但可以理解的是，非尾氣排放對環境的更廣泛影響也是生命周期分析中的一個考慮因素。

道路交通中的顆粒物 (PM) 對健康的負面影響已得到充分證明。道路灰塵以及輪胎和剎車片的磨損產生的細顆粒物在車輛行駛中會被卷起產生“再次懸浮”，再懸浮占所有非尾氣排放量的 60%。電動汽車由于電池的重量，比同類汽油動力汽車平均重 17% 至 24%，導致再懸浮和輪胎磨損導致的顆粒物排放量更高。

然而，電動汽車比較有利的是剎車制動。與交通相關的細顆粒物污染，大約 20% 的 PM 2.5 污染來自剎車。燃油車依靠盤式制動器的摩擦來減速和停止，而電動汽車采用的能量回收（或再生制動）利用電機的制動力來使車輛減速。特別是在走走停停的交通中，通過減少盤式制動器的使用，能量回收可以將制動器磨損減少 50% 和 95%。總體而言，電動汽車由于重量而產生的、相對較大的非廢氣排放大致等于“再生制動產生的相對較低的顆粒排放”。

圖片

燃料

除了制造之外，燃料差異是“電動汽車生命周期環境影響的主要驅動因素之一”。其中一些影響是由車輛本身的燃油效率決定的。一輛電動汽車的平均效率約為 77%，即儲存在電池中的電能有77%轉化為動力，而一輛汽油車則將燃油12% 到 30% 的化學能轉化為動力；其余大部分都作為熱量消耗掉了。

電池儲能和放電的效率也是一個因素。汽油動力汽車和電動汽車都會隨著壽命的增長而降低效率。對于汽油車，這意味著它們在路上行駛的時間越長，它們每公里消耗的汽油就越多，排放的污染物也就越多。當電動汽車的電池在充放電效率降低時，會消耗更多的電力。雖然新電池的充放電效率為 98%，但根據環境和駕駛條件，它可能會在五到十年內下降到 80%。

然而，總的來說，燃油發動機的燃油效率比電動機的效率下降得更快，因此電動汽車和燃油車之間的效率差距會隨著時間的推移而增加。前述消費者報告研究發現，電動汽車使用過五到七年，節約的燃料成本仍比汽油車燃料成本節省兩到三倍，新的電動汽車更高。

清潔電網

David Kuchta / Treehugger

然而，電動汽車對環境更多的優勢取決于車輛無法控制的因素：電力的來源。電動汽車的電力來自電網，因此其排放水平取決于電網電力的清潔程度。隨著電網變得更清潔，電動汽車和內燃機汽車之間的清潔度差距只會越來越大。

例如，在中國，由于電力行業的溫室氣體排放量大幅減少，預計電動汽車的溫室氣體排放量將由2015年的低于汽油車 18%，到2020年進一步比汽油車低36%。在美國，每年電動汽車的溫室氣體排放量從佛蒙特州的 8.5 公斤到印第安納州的 2570.9 公斤不等，具體取決于電網上的電力來源。電網越干凈，汽車就越干凈。

在完全由煤炭供電的電網上，電動汽車比燃油車產生更多的溫室氣體。2017 年，丹麥對電動汽車和內燃機汽車的比較發現，純電動汽車“在減少環境影響方面沒有效果”，部分原因是丹麥電網消耗了大量煤炭。相比之下，在比利時，電力結構的很大一部分來自核能，電動汽車全生命周期排放量低于汽油或柴油車。在整個歐洲，雖然電動汽車“在 150,000 公里的行駛生命周期中，平均產生的溫室氣體比燃油車減少 50%”，但這個數字其實是從 28% 到 72% 不等，具體取決于不同地區的電力生產方式。

在解決氣候變化和解決當地空氣污染問題之間也可以進行權衡。在賓夕法尼亞州的部分地區，絕大多數電力由燃煤電廠提供，即使電動汽車降低了溫室氣體排放，也可能會增加當地的空氣污染。雖然電動汽車在應對美國各地的空氣污染和氣候變化方面提供了最高的協同效益，但在特定地區，插電式混合動力汽車比燃氣動力汽車和電動汽車提供了更大的好處。

充電行為

今天，電動汽車擁有者對其電網的能源結構幾乎沒有控制，他們的充電行為確實會對環境產生影響，尤其是在發電燃料結構日內發生變化的地方。

例如，葡萄牙在高峰時段擁有很高的可再生能源份額（55%），但在非高峰時段增加了對煤炭的依賴（高達 84%），而大多數電動車車主在晚間為他們的車輛充電，導致更高的溫室氣體排放。” 在德國等對太陽能依賴程度較高的國家，中午充電對環境的好處最大，而在電力需求高峰時段（通常在傍晚）充電則從電網中更依賴化石燃料的發電資源中獲取能量。

正如 David Reichmuth 告訴 Treehugger 的那樣，改變電動汽車充電行為意味著“使用電動汽車可以使電網受益”。“電動汽車可以成為智能電網的一部分”，電動汽車車主可以與公用事業公司合作，以便在電網需求低、且電源更清潔時為他們的車輛充電。他說，隨著試點計劃的進行，“我們很快就會看到——‘電動汽車充電固有的靈活性’被用于實現更清潔的電網。”

在電動汽車充電站的建設中，提高環境效益的努力也表現在建設更多使用清潔或低碳能源的充電站。高速直流快充會對電網提出更多要求，尤其是在用電高峰時段。這可能要求公用事業更加依賴天然氣“調峰”電廠。

Reichmuth 指出，許多采用直流快充的充電站正在安裝儲能電池，以降低公用事業成本并減少對高碳發電廠的依賴。用太陽能發電為他們的電池充電，并在高峰需求時間將它們放電，使得充電站消納更多的太陽能，即使在沒有陽光照射的情況下，也能夠用儲能支持電動汽車。

使用太陽能為電動汽車充電的快充設施。Dafinchi/Getty Images

廢棄物的處置

當電動汽車達到使用壽命時會發生什么？與汽油動力汽車一樣，可以回收或轉售電動汽車的金屬、電子垃圾、輪胎和其他部件。當然，主要區別在于電池。在燃油車中，鉛酸電池超過 98% 的材料被成功回收利用。電動汽車電池回收仍處于起步階段，因為大多數電動汽車上路的時間還不到五年。當這些車輛達到使用壽命時，可能需要處理大約 200,000 噸的鋰離子電池。需要制定可行的電池回收計劃，以避免降低電動汽車的相對優勢。

它只會變得更好

電動汽車生命周期中的各個階段可能比汽油動力汽車對環境造成更大的危害，尤其是在以煤炭為主提供電力的地區，電動汽車比燃氣動力汽車產生更多的空氣污染和溫室氣體。但是，這樣的區域實際上非常的少，電動汽車的整體優勢遠遠超過燃油車——而且這些優勢只會隨著電動汽車制造的發展和電網變得更清潔而得到改善。

如果道路上有一半的汽車是電動汽車，全球碳排放量可以減少多達 1.5 GT——相當于俄羅斯目前全年的排放量。到 2050 年，交通行業電氣化對比2020年可以減少 93% 的二氧化碳排放量、96% 的氮氧化物排放量和 99% 的氧化硫排放量，并防止 90,000 人過早死亡。

電動汽車行業還很年輕，但它是比汽油動力汽車更環保的汽車。隨著行業的成熟，這些好處只會增加。