政治家和汽车制造商都加入了电动汽车的行列。3 月底，拜登政府宣布计划向电动汽车市场投资 1740 亿美元，部分资金将用于建立全国性的充电站网络。加利福尼亚州州长去年发布了一项行政命令，要求该州所有新销售的汽车 到 2035 年实现零排放。通用汽车等汽车制造商已承诺在不久的将来 清理其车队。
交通电气化是实现脱碳未来的关键基石。在其整个生命周期中，电动汽车产生的温室气体排放量低于内燃机汽车。但一些专家警告说，我们在讨论交通排放时倾向于关注电动汽车，这只是我们对快速技术解决方案的胃口又一个例子。“这很有吸引力，因为它意味着你不需要改变你的行为，”佛蒙特大学公共政策教授理查德·沃茨说。
明确地说：用电池供电的发动机替换汽油和柴油发动机将有助于应对气候变化。去年，《自然可持续性》杂志的一项研究发现，在世界 95% 的交通系统中，电动汽车在其整个生命周期中的排放量——包括与生产、使用和处置相关的温室气体——都低于汽油动力汽车。唯一的例外是主要以煤炭发电的地区，例如波兰。即使为电动汽车供电的电力来自天然气，它们仍然比耗油量大的汽车更有优势，因为它们的能源效率更高。电动汽车将 超过 77% 的能源转化为驱动车轮的能量；然而，在内燃机中，能源损失很大——只有 12% 到 30% 实际用于推动车辆。
这种效益的大小 因你居住的地方而异，因为为你的电网供电的燃料决定了电力的碳强度。然而，随着许多国家走向脱碳，现在购买电动汽车意味着你的汽车将逐渐变得越来越清洁。
电池是电动汽车中最脏的部分
但是电动汽车在道路上的气候优势是其效率的结果。制造阶段是另一个问题。制造电动汽车比制造内燃机汽车对环境的影响更大。在此阶段，用于制造电动汽车的能源和材料会导致更大的温室气体排放。这在很大程度上归功于为电动汽车供电的大型电池组。“平均而言，生产电池占生产电动汽车排放量的一半，”多伦多大学可持续性研究员亚历山大·米洛瓦诺夫说。仅仅生产电动汽车电池组本身有时就会产生与制造整个汽油或柴油燃烧车辆相同的排放量。
构成电池组的每一个小电池都需要锂、钴和镍等金属。开采这些材料可能具有破坏性、污染性和高能耗。例如，安阿波利斯国家实验室能源系统分析师齐强·戴说，从矿石中精炼镍和钴会释放二氧化硫空气污染。然后，将这些材料转化为电池组件，例如用于将储存的能量转化为汽车动力的阴极粉末，也 消耗大量能源；例如，电池组必须在需要严格湿度控制的特殊“干燥室”中组装。
其中一些组件也被美国政府视为“关键矿物”，这意味着它们对经济有价值，但来源的供应链很脆弱。一个例子是钴，其 70% 来自刚果民主共和国，那里的采矿做法一直受到 侵犯人权行为的担忧。
电池供应链跨越大陆，这使其固有的温室气体排放量很高且难以监管。“即使只是一种材料，也可能在一个国家被开采，在另一个地方被精炼，然后在另一个国家被转化为，例如，活性阴极粉末，”戴说。当你坐在电动汽车方向盘后面时，它的电池已经走遍了世界。
重新配方和回收可以减轻电池的影响
电池还有很大的改进空间。研究人员正在积极研究调整制造中使用的材料，这可能会带来更便宜、对环境影响更小的电池。戴说：“目前的趋势是他们试图减少活性阴极材料中的钴含量，并增加镍含量。”这一进展可以提高原材料的可及性，因为镍的供应更广泛，降低电池成本，并增加车辆续航里程。
再利用和回收也为减少电动汽车的环境足迹提供了机会。然而，戴说，目前道路上的电动汽车还不够多，其电池产生的回收量不足。不过，随着车队的发展，可能会有回收一些材料的潜力。电池中的贵金属比原材料中的含量更集中，因此能够提取和重复使用它们可以减少生产新电池的影响。
米洛瓦诺夫补充说，在电动汽车使用寿命结束时，电池本身并非必然过时。电池中的电池组可以被提取出来用于其他目的。但回收并非一个无限的闭环。在某些时候，材料将无法再次再利用，并最终将被送往垃圾填埋场。“这些是物理学决定的限制，”米洛瓦诺夫说。“总会有对新的初级关键矿物材料的需求。”
电动汽车是可持续交通生态系统的一部分
如果美国仅依靠电动汽车来实现交通运输脱碳，那么到 2050 年我们将需要大量的电动汽车——3.5 亿辆——这将 消耗一半的国家电力需求，并激增对锂、钴和锰等关键元素的需求，这是米洛瓦诺夫最近领导的一项分析发现的。减少对电力的消耗和开采这些矿物的对环境的影响需要减少人均汽车拥有量和驾驶里程。
“我们的社会需要重新思考我们对汽车的依赖，”沃茨说。他认为，遏制交通排放的解决方案必须包括将我们的基础设施和政策从支持以汽车为中心的城市转移开。“随着时间的推移，我逐渐认识到，如果你想让人们少开车，你就不能投资于以汽车为中心的基础设施。”
这是华盛顿的政策制定者似乎意识到的问题。
有很多可以开始的地方。沃茨说，为人们提供更多选择是关键——安全的自行车道和人行道，以及可靠的公共交通。当城市增加受保护的自行车道时，骑自行车的人就会增加。允许更密集开发的区域划分，具有混合用途——商业物业和住宅近距离——也可以减少驾驶。
话虽如此，如果你发现自己需要一辆新车，从长远来看，电动汽车最终会通过排放量收回成本。一项研究发现，在英国，一辆新的日产聆风汽车 不到两年驾驶 就能还清其“碳负债”。“我自己也买了电动汽车，”戴说。“我个人认为我会设法说服我认识的所有人驾驶电动汽车。”
