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如何看待电动汽车的“隐形”污染?

2015-12-04 08:47
flinay
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  去年,特斯拉位于加州费利蒙市的工厂,加快改造旧的热力焚化锅炉,以便筹备传闻已久的Model X生产线。去年底的时候,旧金山湾区空气质量管理局(BAAQMD)给特斯拉发来氮氧化物排放超标的违规通知。

  而特斯拉辩称,虽然锅炉改造2016年才能就绪,但其工厂排放废气中所含的氮化物比传统车厂要少90%,也低于BAAQMD的新标准。

  这本是旧闻。过了1年,传统的“特黑”专栏作家们又将其翻出来,称电动车在生产环节的污染超过传统燃油车。马斯克本人也承认,只有大规模兴建太阳能集中充电站,才能使电动车具备“终极环保意义”。但目前即便加州南部,太阳能电站的密度也不足以覆盖州际公路。

  锂电全生命周期的污染

  舆论的质疑其实包含两个问题。一个是电动车全生命周期的污染和传统燃油车孰大孰小;另一个是电动车的行驶排放转移是否有意义。

  先说第一个。

  电动车的零部件比燃油车要少得多,这是不争的事实。因此,如果不考虑电池,电动车的零部件和整车生产显然比燃油车排放要少得多。

  电池的生产和后处理成了争论焦点。现在人类的技术水平,只能做到将铅酸电池和锂电池小型化。虽然前者更廉价,但其能量密度低、寿命短,电动车使用铅酸电池已经是“史前时代”。锂电的池的正负极材料比拼才是王道。

  而锂电池中的锂主要来自碳酸锂。后者是金属锂制品的基础材料,其他锂产品其本上都是碳酸锂的下游产品。国外采用盐湖卤水提取工艺生产,效率较高,但工艺和技术要求高。我国主要采用固体矿石提取工艺。

  卤水提取需要大量的氯酸溶液,而固体矿石则消耗浓硫酸。前者的生产过程的除尘工艺是关键,而后者的硫酸副产品则是个大麻烦。两者都需要消耗大量电能。

  锂电池使用若干年后,电储能掉到80%以下,可能会影响用户体验。这时候其生命周期行将结束,但麻烦才真正开始。

  别看锂电池回收的科学论文满天飞,在全球范围内,还没有哪个国家形成完整的锂电池回收处理工业体系。回收镍、钴金属,然后集中封存填埋,已经是良心做法。电池拆解后得到的电解质和电解液偷偷倒入下水道,是我国特色,还没有哪个地方政府有决心、有手段,制止和惩罚这种“黑包工头式”的暴力后处理业务。

  从这一点看,锂电池的前后端的确槽点满满。无怪乎锂电池本身的环保遭到广泛质疑。

  这还不算完,即便使用中间是否环保也存在争议。有人认为应该追踪碳足迹,来评估电动车充电(放电过程无排放)和燃油车哪个更糟糕。

  实际上问题可能过于复杂,因为电能的来源问题是个大坑:煤电、水电、燃油发电、风电、太阳能、核电、潮汐能、生物发电……,如何区分锂电池中的能量来自哪种一次能源?

  还拿发电数据容易查到的美国为例。在某些区域,比如西部加州地区,每产生1000度电,排放610磅二氧化碳,而中部盐湖城发同样电力,则排放1900磅二氧化碳。原因在于,加州电网50%的发电量来自天然气,水电和核电各占15%左右,煤炭只占了7%;而犹他州72%的发电量来自煤炭,天然气占17%。显然,后者的清洁能源比例很低(该区域和中国的煤炭发电占比相差不大)。

  因此,在美国不同地方给电动车充电,对环境的污染也不同。美国将国内电力市场划分为26个区域,其中仅有9个区域内电动车充电,比燃油车的碳排放更低。

  美国从事电动车补贴政策研究的机构,特地将福克斯的电动版和汽油版作为靶子,分析了两者行驶15万英里所造成的污染。结果发现,如果在西部,电动车的确更清洁;在东部,不仅电动车成本更贵(电费贵),而且电动车的总排放和汽油车差距很小,结论是在东部对福克斯的电动型补贴7500美元太过慷慨。

  给未来留点空间

  如此一来,我们为什么还要发展电动车?除了国家的石油安全,环保诉求就变成伪命题了?

  显然不是这样。某些电动车的反对者声称,电动车只不过给污染换了个地方,解决不了环保问题。

  这就涉及到第二个问题。

  即便单纯“换个地方”,也是有价值的。不同空间的环境容量不一样,空气自净能力不一样,区域发展规划定位不一样,人口密集程度也不一样,给整个社会带来的影响就不一样。前些天,保定的空气污染比北京更严重,但后者的雾霾受到的关注显然更多。

  不仅如此,将百十来个电厂安装治污设备容易些,还是在上亿台车的排气管上采取措施更容易呢?将污染集中、易地排放,对于环保仍然值得。

  当然,如果追求绝对的环保,至少目前的技术无法做到。老实讲,人类的存在才是地球最大的污染源。所以,环保的“原教旨主义”实际上并无意义。

  煤电“脏”,大家有共识。广东正在试行煤炭发电的超临界燃烧,据说可以提升能源利用效率,减少污染排放。而燃油车努力了这么多年,其能源转化率从未超过37%,据说丰田正在接近这一目标。而电力能源转化率提升,至少比燃油要容易得多,近年来的进展也更明显。

  风电、太阳能对于电网来说,属于垃圾电。和环保的诉求相比,电网更重视负荷稳定性。这就是“全球停电一小时”活动的不靠谱之处。兼具稳定性和清洁性要求的,当属核电,但“福岛”过后,去核电风潮正在席卷全球。即便煤电自身而言,其技术的发展空间,也比燃油车的要大得多。因此,将希望放在电动车上,并不是转移污染的愚蠢之举。

  结论:

  电动车的污染和燃油车的污染是两码事。前者是可控的,而且其表现将变得更好,而燃油车燃效和污染研究,已经陷入瓶颈多年。电动车尚未成为主流,并非由于环保原因。特斯拉的锅炉即便改造不力,也不影响我们对“电动车更清洁”这一事实的认定。

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