鉅大LARGE | 點擊量：968次 | 2019年06月06日
電動汽車“真假”環(huán)保
從第二次工業(yè)革命至今，石油成為主宰一切的“上帝”，從政治到經(jīng)濟(jì)，從生產(chǎn)到生活。作為全世界依賴的主要能源，石油在推進(jìn)人類進(jìn)步的同時，也在“毀滅”著人類。
當(dāng)年看《2012》的時候覺得“世界末日”的情景還很遙遠(yuǎn)，如今2019年，雖然并未發(fā)生電影中的慘劇，但在全球仍有諸多跡象預(yù)示著，如果再不做任何改變，“地球會很生氣，后果會很嚴(yán)重”。
所以人們一聽到“新能源”，就不由自主的覺得是世界的“救主”，而電動汽車作為新能源汽車中的一員“大將”，自然背負(fù)著同樣的使命。
汽車尾氣
產(chǎn)生上述認(rèn)知的根源，是由于燃油車尾氣排放物中，含有上百種不同的有害物質(zhì)，其中有固體懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔?、鉛及硫氧化合物等。人們剛聽說氫能源汽車時，以排放僅為“水”作為判斷，認(rèn)為一定很環(huán)保，而如今沒有尾氣排放的電動汽車走進(jìn)了人們的生活，自然而然就被認(rèn)為是拯救環(huán)境的“福星”。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
然而現(xiàn)實并非如想象的一樣“豐滿”。
如今這個時代，商家絞盡腦汁想出宣傳方案，刺激人們的消費(fèi)欲望，似乎任何商品只要被賦予一定的“意義”，就能有市場。例如鉆石，在沒有被開發(fā)出“代表愛情”喻意之前，不過就是用于工業(yè)切割罷了。
當(dāng)年柴油車橫空出世，“省油、環(huán)?！北蛔鳛闃?biāo)簽直到大眾“排放門”之后才被撕掉，而如今電動汽車同樣被冠以“環(huán)保”稱號。誠然，電動汽車沒有排放，所以也就不會擁有同樣的尾氣污染，但是電動汽車從制造到被使用過程中，伴隨著大量二氧化碳產(chǎn)生，而二氧化碳正是導(dǎo)致全球變暖的主要因素。
（南極洲PineIslandGlacier海平面高度變化）
全球變暖并非僅僅是夏天變熱和冬天變暖，如果持續(xù)下去將會發(fā)生如同《2012》電影中的景象，海洋吞沒大陸，而后進(jìn)入“冰川世紀(jì)”。研究表明南極洲的海平面，在近20年上升迅速，受溫室效應(yīng)的影響，相較于1990年上漲了8mm，并且仍以較高速度繼續(xù)提升。
（中國地區(qū)氣溫變化）
或許海平面上漲，是大部分人是無法直觀感受到的，但是溫度的變化相信很多人深有體會。中國在1951年至2017年，地表年平均氣溫平均每10年升高0.24℃，升溫率高于同期全球平均水平。
可以預(yù)估的嚴(yán)重后果并不遙遠(yuǎn)，所以歐盟針對二氧化碳排放制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，用高昂的罰款來“促進(jìn)”各大汽車生產(chǎn)商盡快作出改變。
“真假”環(huán)保
電動汽車雖然在行駛過程中并無二氧化碳釋放，但其制造過程本質(zhì)上與燃油車無太大區(qū)別，仍舊會隨著工廠生產(chǎn)流程，排放大量二氧化碳。
麻省理工一份研究顯示，生產(chǎn)一輛燃油車大約釋放2-17噸二氧化碳，而生產(chǎn)一輛電動汽車釋放二氧化碳是要高于這個數(shù)值的。2016年在《JournalofSustainableDevelopment》雜志中刊登的一篇研究顯示，在發(fā)展中國家馬來西亞每生產(chǎn)一輛燃油車約釋放4.2噸二氧化碳，每生產(chǎn)一輛電動汽車約釋放5.7噸二氧化碳。維基百科統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，制造一輛普通燃油車約釋放5.6噸二氧化碳，混動為6.5噸，插電混動是6.7噸，純電動高達(dá)8.8噸。
之所以會產(chǎn)生這種結(jié)果，是因為電池制造過程會釋放大量二氧化碳，在電動汽車釋放總值中占比可高達(dá)70%。但是不同車型搭載不同大小的電池組，意味著不同占比，不方便作對比。所以筆者將電池生產(chǎn)所釋放的二氧化碳值去掉，并為了“公平”起見，把生產(chǎn)排放值統(tǒng)一為每生產(chǎn)一輛汽車產(chǎn)生10噸二氧化碳。
如今生產(chǎn)電池的企業(yè)有很多，使用的配方和工藝也不盡相同，所以選用比較有代表性的日產(chǎn)Leaf電池組和特斯拉ModelS電池組作為參照對象。根據(jù)資料顯示，生產(chǎn)Leaf所使用的30kWh電池組約釋放1-5噸二氧化碳，而生產(chǎn)特斯拉的100kWh電池組約釋放6-17.5噸二氧化碳。
由于影響其變量的原因有很多，我們選取最大值作為比較以減少可能的誤差。此時僅從生產(chǎn)流程角度看，生產(chǎn)電動汽車所釋放的二氧化碳將遠(yuǎn)超過燃油車。
根據(jù)美國能源部資料顯示，平均每輛燃油車每年約釋放5.2噸二氧化碳（每年行駛19200公里，每天約50公里）。電動汽車雖然沒有尾氣排放二氧化碳，但是制造電力是伴隨著二氧化碳排放的。
根據(jù)不同地方電力來源不同（煤、水利、核電等），所對應(yīng)釋放的值也不同。例如法國、瑞典等國家電力來源較為“清潔”，其對應(yīng)的電動汽車二氧化碳排放較低，而印度、澳大利亞以及中國的電力結(jié)構(gòu)仍存在大量的“污染”，所以對應(yīng)的排放值就較高。如今全球都在減少“污染嚴(yán)重”的發(fā)電設(shè)施，假設(shè)使用較為“清潔”的電力來源（綠色部分平均值），那么按年均行駛19000km計算，每年約排放2噸的二氧化碳。
那么把生產(chǎn)過程和使用過程的二氧化碳排放量加在一起，用最簡單的方程式表達(dá)，燃油車生產(chǎn)排放+燃油車每年行駛排放*年數(shù)=電動汽車生產(chǎn)排放+電動汽車每年行駛排放*年數(shù)。
（行駛6年二氧化碳總排放）
代入數(shù)值后可得，使用30kWh的日產(chǎn)Leaf電動汽車，其二氧化碳的總排放在不到2年就會低于燃油車，而使用100kWh的特斯拉ModelS則在6年左右低于燃油車。
注意，上述比較是基于“較高”制造排放值基礎(chǔ)的，如果將制造排放降低為5噸，日產(chǎn)Leaf將在半年左右低于燃油車排放，特斯拉ModelS將在不到2年即可低于燃油車。此外，燃油車已經(jīng)走過了約100年的發(fā)展路程，其生產(chǎn)、使用情況近期內(nèi)不會得到巨大的改善，而電動汽車行業(yè)才剛剛起步，無論是整車還是電池的生產(chǎn)制造工藝都在飛速進(jìn)步，其二氧化碳的排放也將會進(jìn)一步降低。
耶魯大學(xué)的研究報告指出：“從汽車制造到使用循環(huán)結(jié)束，電動汽車要比燃油車環(huán)保很多?！睆纳鲜龇治鰧Ρ戎胁浑y看出，雖然在制造環(huán)節(jié)電動汽車“貢獻(xiàn)”的二氧化碳與燃油車相差無幾，甚至搭載較大電池還會釋放更多二氧化碳，但是放眼整個汽車使用周期，電動汽車比燃油車要環(huán)保的多。
當(dāng)然，筆者也看到過多次有人提出質(zhì)疑，“雖然電動汽車本身不會像燃油車那樣排放多種有害物質(zhì)，但是就像大量廢棄的手機(jī)電池，對環(huán)境造成巨大危害，所以電動汽車無非是‘換湯不換藥’罷了?！?/p>
電池何去何從
首先要明白一個問題，雖然都叫“鋰電池”，電動汽車使用的鋰電池和手機(jī)電腦使用的鋰電池是不同的。手機(jī)電腦使用的鋰電池是“鋰鈷氧化物電池”，其特性是：“能量密度大，使用壽命短”，由此才達(dá)到電池足夠小和電池容量足夠大，另外此類產(chǎn)品本身被淘汰的速度就很快，所以在保證一定使用壽命即可，即“犧牲壽命，換去性能”。
電動汽車使用的鋰電池目標(biāo)不同，例如特斯拉使用的是“鋰鎳鈷鋁氧化物電池”，其特性是：“能量密度較大，充放電速度高，使用壽命長，成本高”，其目的是以較小體積、重量實現(xiàn)大容量，快速放電以滿足汽車性能，快速充電滿足日常使用方便，壽命長，滿足作為汽車使用壽命的要求。
不過仍舊有人會質(zhì)疑：“使用壽命長？多長呢？三年？還是五年？幾年后電池總?cè)萘繐p耗后，不是還要花很多錢購買？”
（特斯拉車主分享的電池數(shù)據(jù)統(tǒng)計，來自TeslaBatterySurvey）
根據(jù)特斯拉用戶的調(diào)查報告，以及網(wǎng)上特斯拉車主長期記錄統(tǒng)計得數(shù)據(jù)，絕大多數(shù)特斯拉電池的壽命為185000英里（30萬公里）左右降至90%電池容量，其中一位ModelX車主，甚至在60萬公里左右仍有89%的電池容量。特斯拉提供的“8年或19.2萬公里”電池保修政策也足以側(cè)面證明其壽命，如果在兩個條件內(nèi)電池?fù)p耗至70%以下，即可免費(fèi)更換電池。
問題是即便保證了使用壽命，電池終究會面臨“壽終正寢”的一天。鋰電池中含有大量“有毒”物質(zhì)，如果釋放到大自然中，必將造成嚴(yán)重的污染，并且鋰電池還有爆炸的危險，過去鋰電池95%被直接廢棄，導(dǎo)致全球多次發(fā)生垃圾處理時鋰電池燃燒或爆炸事件。
鋰電池的回收，主要是指其中重要的原材料的回收，例如鋰、鈷和鋁等金屬元素。2018年12月，一篇刊登在《JournalofPowerSources》的論文《Recyclingoflithium-ionbatteries:Recentadvancesandperspectives》中，詳細(xì)闡述了如何對鋰電池進(jìn)行回收。通過將電池粉碎，分揀出主要成分，再經(jīng)過酸洗得到較為純粹的元素物質(zhì)，最后再進(jìn)行回收利用。
另外一種回收方式，是用低頻率超聲波將電池中不重要的材料“洗掉”，得到所需物質(zhì)，該技術(shù)比較節(jié)能。最為被看好的一種回收方式是“生物降解”，利用植物的酸性物質(zhì)，和能夠在其中生存的細(xì)菌，“分解”電池，最終可以從電池中提取100%鋰、100%鈷和75%的鋁。
傳統(tǒng)的鉛酸電池由于其技術(shù)較陳舊，并且工藝和成分大都相同，已經(jīng)能夠做到99%的回收利用率。而鋰電池發(fā)展迅速，每家公司之間所使用的材料和工藝也不同，所以很難達(dá)到“成本低，耗能低、回收率高、環(huán)保”的理想目標(biāo)。不過目前已經(jīng)有多家廠商可以完成鋰電池電池回收，Li-Cycle科技公司每年回收利用約25萬噸鋰電池，澳大利亞Enviro-Stream公司在2018年已經(jīng)實現(xiàn)了24萬噸的目標(biāo)。
特斯拉與松下合作的超級工廠，也擁有自己的回收業(yè)務(wù)，其目標(biāo)是通過回收鋰電池并重新制造新電池，節(jié)省原材料購買的成本。Umicore是給特斯拉提供原材料的主要供應(yīng)商，擁有一套完整的回收方法，能夠減少70%的二氧化碳排放并能夠再次利用回收提供給電池制造商。特斯拉給出的另一個解決方案是回收鋰電池作為其他用途使用。例如馬斯克的太陽能源公司SolarCity，將損耗的電池組重新組裝成太陽能儲能裝置，用于儲存“多余”電能。
回收鋰電池需要多方面的努力，除了技術(shù)之外，法律、政策、環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)等因素都會影響其發(fā)展。如今已經(jīng)有多個國家地區(qū)制定了相關(guān)法律政策和“激勵”措施，隨著電動汽車趨勢的逐漸到來，目前仍存在問題的鋰電池回收將會越來越完善。鋰電池并不像汽油隨著燃燒使用消耗殆盡，其主要原材料在使用過程中不存在損耗，如果回收利用行業(yè)成熟，就真的能夠?qū)崿F(xiàn)較為環(huán)保的“永動機(jī)”。
結(jié)語
人總是個“短視“的生物，只要滿足了眼前的“利益”，就選擇性忽視長遠(yuǎn)問題。單純空氣污染已經(jīng)幾乎讓城市“無法生存”，仍有大把人覺得反正大家都這樣，“我一個人也造不成多少傷害。”
電動汽車在披著“節(jié)能環(huán)?！钡耐庖峦瑫r，也存在著對環(huán)境產(chǎn)生污染的可能，如果某地去電力來源主要為煤，電動汽車的二氧化碳排放值幾乎達(dá)到燃油車80%。隨著市場和環(huán)境的壓力，越來越多資金和技術(shù)將會投入到該行業(yè)中，希望汽車制造商或者電池制造商在“品嘗”著紅利的同時，能夠眼光更遠(yuǎn)一些，也希望政府能夠出臺配套政策和監(jiān)管，促進(jìn)行業(yè)“健康”發(fā)展，防止再次發(fā)生類似于大眾“排放門”的事件。
上帝瞅了一眼“作繭自縛”的人類，淡淡地說道：“我忙著呢，自己救自己吧?！?/p>
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