電動(dòng)汽車在2020年“火了”。無(wú)論是在政策、市場(chǎng)與投資、公眾輿論層面，電動(dòng)汽車都成為熱門(mén)關(guān)注領(lǐng)域。

政策層面，全球多個(gè)國(guó)家陸續(xù)提出了實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，其中交通領(lǐng)域的低碳化是實(shí)現(xiàn)總體碳中和目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。挪威、德國(guó)、英國(guó)和日本等國(guó)家相繼出臺(tái)禁售傳統(tǒng)燃料汽車的計(jì)劃，中國(guó)、挪威和日本等國(guó)家也將發(fā)展電動(dòng)汽車作為主要戰(zhàn)略。

表1.主要國(guó)家汽車領(lǐng)域低碳化目標(biāo)

市場(chǎng)層面，2020年全球電動(dòng)汽車銷量增長(zhǎng)43%。根據(jù)國(guó)際能源署的分析，2030年全球電動(dòng)汽車的銷售份額將超過(guò)30%。中國(guó)、歐洲和美國(guó)作為電動(dòng)汽車推廣普及的先行者，到2030年這三個(gè)地區(qū)的電動(dòng)汽車年銷量將接近3000萬(wàn)輛。

雖然在長(zhǎng)期來(lái)看，大力促進(jìn)電動(dòng)汽車的生產(chǎn)和使用是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要手段，但是研究發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)仍需要在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)以及使用環(huán)節(jié)進(jìn)行低碳化變革，才能真正助力國(guó)家的碳中和戰(zhàn)略。其中，至關(guān)重要的兩個(gè)方面是：保障動(dòng)力電池的資源綠色供應(yīng)，提升充電環(huán)節(jié)的可再生能源的比例。

動(dòng)力電池資源開(kāi)采碳排高，需構(gòu)建綠色供應(yīng)鏈

“清潔環(huán)?！币恢笔请妱?dòng)汽車的標(biāo)簽，也是車企在宣傳中的一張“安全牌”。但“清潔環(huán)?！敝皇请妱?dòng)汽車的部分事實(shí)，也是一個(gè)相對(duì)概念。

在上圖的數(shù)據(jù)中，依據(jù)5種汽車全生命周期碳排放強(qiáng)度對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)純電動(dòng)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(dòng)汽車在車輛周期的碳排放較高，無(wú)論是碳排放占比、還是絕對(duì)數(shù)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(chǎn)、維修保養(yǎng)等階段。

問(wèn)題主要出在動(dòng)力電池上。

在動(dòng)力電池的生產(chǎn)過(guò)程中，原材料的獲取和加工階段依然是碳排放的主要來(lái)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(qiáng)度如表2所示。相比于制造車身的主要材料——鋼鐵，生產(chǎn)單位質(zhì)量鋰、鈷、鎳和石墨的碳排放，普遍更高。從電池的類型來(lái)看，生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的碳排放強(qiáng)度分別為109.3kgCO2/kWh和104kgCO2/kWh，對(duì)于現(xiàn)在市面上比較常見(jiàn)的容量約為60kWh的動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)一塊電池的碳排放超過(guò)8噸。

表2. 三元鋰電池中生產(chǎn)單位質(zhì)量原材料的平均碳排放強(qiáng)度（以電量為26.6kWh的電池為例）。數(shù)據(jù)來(lái)源：鋼鐵行業(yè)對(duì)低碳未來(lái)的貢獻(xiàn)，國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)行動(dòng)報(bào)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(jù)綠色和平“為資源續(xù)航--2030年新能源汽車電池循環(huán)經(jīng)濟(jì)潛力研究報(bào)告”的分析，2021年-2030年，全球范圍用于乘用電動(dòng)汽車電池中鈷的累計(jì)使用量將超過(guò)205萬(wàn)噸，相當(dāng)于全球已探明鈷礦可開(kāi)采量的30%。2030年全球動(dòng)力電池中鎳的使用量預(yù)計(jì)達(dá)到86萬(wàn)噸，比2018年的使用量增長(zhǎng)43倍。由此可見(jiàn)，未來(lái)動(dòng)力電池生產(chǎn)制造的碳排放壓力不容小覷。

對(duì)于這些資源來(lái)說(shuō)，僅從碳排放的角度去衡量環(huán)境影響是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，其實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中引發(fā)的生態(tài)和社會(huì)問(wèn)題難以用數(shù)字來(lái)衡量。

印度尼西亞擁有全球近1/4的鎳儲(chǔ)量，是全球第一大鎳礦生產(chǎn)國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全球大約30%的鎳資源產(chǎn)自印尼。伴隨著大規(guī)模鎳礦開(kāi)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(guò)2.2億噸的礦渣。

從礦石中提取礦物的過(guò)程中會(huì)使用化學(xué)品和砷等物質(zhì)，這些物質(zhì)暴露在空氣和水中會(huì)變成有毒物質(zhì)。含混著有毒有害物質(zhì)的礦渣沉入海底，不僅對(duì)當(dāng)?shù)乇揪蜑l臨滅絕的珊瑚礁造成致命損害，同時(shí)也影響到依托這些珊瑚礁生存的水產(chǎn)品，間接影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。

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

除此以外，剛果（金）的鈷供應(yīng)鏈也出現(xiàn)了雇傭童工、手工采礦等問(wèn)題，智利阿塔卡瑪鹽湖開(kāi)采鋰礦造成其本就匱乏地下水資源幾近枯竭，引起當(dāng)?shù)鼐用竦目棺h。這些案例也揭示出，電動(dòng)汽車在成為低碳產(chǎn)品的同時(shí)，不僅會(huì)將污染轉(zhuǎn)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(dòng)汽車的生產(chǎn)者，汽車企業(yè)應(yīng)當(dāng)肩負(fù)改善產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境問(wèn)題的主要責(zé)任。

首先，汽車企業(yè)應(yīng)設(shè)置明確的綠色供應(yīng)鏈準(zhǔn)則，保障其各級(jí)供應(yīng)商的礦產(chǎn)采購(gòu)、原材料生產(chǎn)加工和產(chǎn)品制造過(guò)程的綠色透明。也應(yīng)將產(chǎn)業(yè)鏈資源循環(huán)視為最終目標(biāo)，資源循環(huán)不但可以將廢棄材料再利用，同時(shí)由于使用了再生材料，能夠適當(dāng)減少行業(yè)對(duì)于原生材料的需求，也能降低開(kāi)采原生資源給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的不良影響。

充電環(huán)節(jié)碳排放強(qiáng)度占比高，改善用電結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵

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

這其中的關(guān)鍵因素是中國(guó)的電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。電動(dòng)汽車的電力來(lái)源主要是電網(wǎng)，因此發(fā)電技術(shù)本身的碳排放強(qiáng)度決定了電動(dòng)汽車使用的電能的清潔程度。目前，中國(guó)電力結(jié)構(gòu)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(shù)（煤、石油和天然氣）要比使用可再生能源發(fā)電技術(shù)（光伏和風(fēng)電等）的碳排放強(qiáng)度高數(shù)倍甚至數(shù)十倍。

以特斯拉 Model S 為例，以平均每百公里耗電18kWh計(jì)算，特斯拉 model S 在中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)行駛1公里產(chǎn)生的碳排放分別是107.6g，70g和63g。

這三個(gè)國(guó)家的電力結(jié)構(gòu)中，德國(guó)的可再生能源發(fā)電比例最高，已經(jīng)超過(guò)全部電力來(lái)源的50%，美國(guó)使用可再生能源發(fā)電的比例約為1/3，其余電能主要來(lái)自天然氣和煤炭。相比之下，中國(guó)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(lái)源，這也是電動(dòng)汽車行駛每公里碳排放較高的原因。

所以說(shuō)，能源轉(zhuǎn)型的程度對(duì)電動(dòng)汽車的清潔程度影響巨大。尤其對(duì)于以煤炭作為主要電力來(lái)源的中國(guó)，如果想要實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)域提前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，改善電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)、提高發(fā)電環(huán)節(jié)中可再生能源使用比例是關(guān)鍵。

與此同時(shí)，充電端企業(yè)也應(yīng)在能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中扮演推動(dòng)角色，通過(guò)綠電交易、綠證購(gòu)買等市場(chǎng)化手段采購(gòu)綠電，為電動(dòng)汽車的綠電使用比例帶來(lái)新增量。這其中包括：開(kāi)設(shè)品牌充電站與換電站的電動(dòng)汽車車企以及第三方充電站企業(yè)。隨著中國(guó)電力市場(chǎng)化改革的深入，企業(yè)采購(gòu)綠色電力將獲得更大空間。

作為全球交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的重要途徑，電動(dòng)汽車誕生的意義不應(yīng)是僅比燃油汽車清潔一點(diǎn)。近年來(lái)，在政策支持和資本投入的驅(qū)動(dòng)下，電動(dòng)汽車的發(fā)展水平明顯提高，但與其技術(shù)發(fā)展速度相比，汽車使用過(guò)程中的電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型程度，以及生產(chǎn)過(guò)程中原材料的綠色供應(yīng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。長(zhǎng)期來(lái)看，電動(dòng)汽車行業(yè)應(yīng)該追求全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期的綠色低碳，將目標(biāo)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(qū)動(dòng)綠色未來(lái)中國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展回顧及未來(lái)展望，國(guó)際清潔交通委員會(huì)/中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)，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(yáng)系綠色和平污染防治項(xiàng)目主任）