「油車、電車開八年碳足跡相同」已被證實是不實訊息,誰在刻意誤導?

「油車、電車開八年碳足跡相同」已被證實是不實訊息,誰在刻意誤導?
Photo Credit: 中央社

我們想讓你知道的是

電動運具確實並非是完美的零污染、零排放,但現階段已超越燃油引擎,更重要的是,隨著電動運具規模擴大、製程進步,電動車輛的電池生產也將逐漸減少碳排,更不會如網路謠傳的資訊說的一樣,開八年汙染超過燃油車。

「電動車真的環保嗎?」這樣的的新聞標題和討論,隨著2020年出現的偽論述——「油電平權」,近一年多來常常出現在讀者面前。

但綜觀搜尋得出的結果、媒體報導和討論區內容,很容易引發誤會。情況好一點是「電動車沒有『想像中的』這麼環保,但應該還好」、「原來電動車並非零碳排」,更有甚者將風向帶往「電動車根本不環保」、「電動車碳排不比燃油車少多少,甚至可能比較多!」

燃油車輛排放造成空氣污染與氣候變遷已是不爭的事實,因此全球先進國家多已訂定燃油車輛禁售年限,設法解決問題。相對的,關於電動車是否造成污染則仍有爭論!最大的歧異點在於,電動車輛需要使用大量的電能,那麼電能來自何方,電能的產生歷程是否夠環保,都是必須要考慮的。但所有的事實與討論,都不應該被帶風向的惡意操作給混淆視聽。

這張圖就是最好的例證:

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截圖自Facebook

上圖在社群網站上被廣泛傳播,指稱電動車電池製造過程的碳足跡,等於開八年燃油車產生的排碳量,諷刺支持電動車的民眾是「自以為環保」。這則訊息在已經被Facebook 在美國的事實查核夥伴PolitiFact認定為不實資訊,該查核機構指出,電動車電池生產的碳排相當於駕駛一輛燃油車1.4至2.4年,具體數字取決於實際生產地點,且隨著時間推移,碳排放會在後續行駛里程逐步被抵銷掉。

關於電動車不環保的討論是否為真?先說結論:電動車輛並非零排放,發電結構也確實是重要的參考因素!但即便如此,考量能源轉換效率、技術發展的可持續性與能源結構的轉型,電動運具比起燃油引擎仍然更具備顯著的優勢與未來性。

這篇文章接下來會回應目前針對電動車環保考量的重點質疑,也歡迎讀者補充你看過但百思不得其解的問題。

行駛階段:過程真的環保嗎?電從火力發電廠來,只是把污染源移轉?

這樣的推論是建構在台灣以火力發電為主,但卻忽略兩個關鍵要素:第一是車用引擎與電廠發電的能源轉換效率,其次是能源轉型的基本共識。

1. 為何要看能源轉換效率?電動車的能源轉換效率為何比燃油車高?

聯合國環境規劃署(UNEP)早在2016年提出的《排放差距報告》(The Emission Gap Report 2016)便明確指出,改善交通、建築、產業的能源使用效率,是提高世界各國對碳排自主貢獻的關鍵指標。

能源轉換效率比較簡單的理解,是同樣一公升的汽油,能轉換成多少的動能。轉換效率越高,動能越大,交通工具移動的距離就能越遠。去年8月我們在《論者質疑「電動車只是將污染轉移到電廠」,這樣的推論忽略了「能源轉換效率」》一文中計算,在考慮了能源熱值、電廠不完全燃燒及輸配電網的耗損率後,可得出同樣一公升的汽油,大約可讓電動機車「平均」行駛約88公里,「最高」則可行駛114公里;而新型燃油機車「最高」約為57公里。

詳細的計算方式如下圖所示:

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作者製作提供

也就是說,即使在不太公平的比較基準中,電動機車仍可讓每公升的汽油多出高達30公里路程的價值,相當於是台北火車站至基隆火車站的行車距離,而這僅是一公升汽油換算上的差距。

而在電動車方面,根據2018年美國能源局的研究報告顯示,電動車轉換的效率可達77%至82%,但燃油車輛的能源轉換效率卻僅有12%到30%,差距遠在數倍之上。若電動車輛搭配動能回收系統,則可額外再提供能源補償,使整體轉換效率達到80%以上。

整體來看,「電從哪裡來」的思考確實是檢視油電運具之間污染影響的重要一步,但是忽略能源轉換效率的差異性,反射性地把「原來電動運具只是把污染從排氣管移轉到發電廠」這種結論,恐怕只是利用了部分受眾對環保議題批判性思考的期待。

2. 從能源轉換效率再到二氧化碳的排放計算

為了具體呈現電動與燃油機車在碳排放的差異,我們以同樣行駛1公里來作為比較基準進行計算,計算的基礎參考經濟部能源局108年度公告的電力排碳係數,每度電為0.509公斤二氧化碳當量。另根據環保署綠色車輛指南網的計算基礎,一公升汽油的二氧化碳排放值約為2.37公斤。

在燃油機車部分,我們以去年文章中每公升汽油最佳能源轉換效率下約可行駛57公里進行換算,每1公里約需消耗0.0175公升的汽油,0.0175公升乘上每公升汽油二氧化碳的排放值2.37公斤,新型燃油機車每公里約排放0.041公斤的二氧化碳。

而在電動機車部分,我們同樣以去年文章中平均每度電可行駛25.53公里的數字換算,每公里需花費0.039度電,結合108年度電力排碳係數每度電0.509公斤二氧化碳當量的數字計算,電動機車每公里平均的碳排放當量約為0.02公斤。

再一次的,我們拿電動運具每公里「平均」的碳排,比上燃油運具每公里「最佳狀態」的碳排,電動機車仍然比燃油機車減少達50%的二氧化碳排放。總結來看,不管是從能源轉換效率到二氧化碳排放的計算,「油電平權」無非只是燃油大廠反對改革、無視國際政策的口號,而不具有任何科學計算的基礎。

年假結束 收假車潮(1)
Photo Credit: 中央社

3. 能源轉型如何擴大電車優勢?

如果你對上開的計算仍有遲疑,認為火力發電為主的台灣到底是否適合運具電動化,不妨參考國內外專業團體所進行的調查及觀點。

根據環境資訊中心的報導,台大風險社會與政策研究中心博士後研究員趙家緯引用聯合國國際資源專家小組2017年報告指出,若在燃煤發電佔比超過7成的國家推動電動車,可能會增加空氣污染,但以台灣目前的燃煤發電佔比(2019年為37%,預計2025年降至3成)來看,發展電動車確實有助於削減空氣污染。

中興大學環工系教授、長期研究空污議題的莊秉潔也表示,過往確實會顧慮燃煤佔比過高不宜發展電動車,但近來燃煤佔比已有所下降,態度轉趨為支持。

2020年,劍橋大學團隊也在全球59個國家/區域進行實測,發現仍有超過53個區域的電動車輛相較於傳統燃油車輛更能夠減少溫室氣體的排放。

值得注意的點是,網路上常見的錯誤習慣是把「燃煤」和「燃氣」統稱為「火力發電」,誤導民眾把兩種發電方式佔比相加、以為台灣火力發電佔整體能源佔比高達七成,進而延伸出「電能為火力廠的電動車,會增加碳排」的錯誤結論。

燃煤和燃氣的碳排量和污染物相差甚遠,政府所擘劃的2025年能源轉型也是以燃氣50%、再生能源 20%、燃煤30%的目標邁進,台灣目前的燃煤佔比已不到四成,未來無論是以再生能源、核電或天然氣,任一其碳排放和污染物都與燃煤相去甚遠,也就是說傳統燃油引擎不只在現在的能源結構中已經失去優勢,未來更會因為能源轉型措施的逐步到位,而被拉開差距。

興達
Photo Credit: Eric DengWIkipedia CC BY-SA 4.0

電池製造與回收:新興污染無解?來看歐美大國如何應對!

電池是否造成汙染是近期對電動車輛的關注焦點,然國際間早已意識到電池的開發與回收,確實是現階段電動車輛需要持續精進的環保課題,這並不會阻礙電動車輛的發展趨勢,更不是我們回頭擁抱傳統燃油運具的理由。無論從國際能源組織或各國政策不難發現,隨著研發與政策資源的挹注,一個穩健而永續的電池供應鏈是值得被期待的。

早在2017年,世界經濟論壇(World Economic Forum)就建立Global Battery Alliance(全球電池聯盟)平台,由70個組織共同合作,降低鋰電池生產的碳足跡,並預計在2030年前,打造一個永續的電池供應鏈。2020年底歐盟執委會更新電池監管指令,涵蓋壽命終止、回收、效能、分類和材料採購,強調歐盟市場上的電池生命週期,需符合永續、高性能和安全,並建立製造、監管等配套措施。

美國能源部也沒有讓歐洲專美於前,於今年6月8日發布鋰電池國家藍圖。為了在新一波交通運具革命浪潮中取得先機並完成 2030年的氣候目標,拜登政府打算投入資源打造鋰電池國家隊,從零部件電池生產、電動車電池回收機制到電池貴重金屬再利用,都納入鋰電池國家藍圖中。從長遠來看,美國企圖在2030年前製造不含鈷、鎳的鋰離子電池,並部署更多大規模的能源儲存設施。

我們整理上述單位常見的處理作法,不外乎是減少對採礦的依賴,世界各國發展新一代的電池技術,如南韓高鎳化電池、日本全樹脂電池、中國無稀有貴金屬等其他材料的電池;福斯汽車透過濕法冶金(hydrometallurgy)的方式分離可用元素,目前已可回收廢電池中70%的原料,重複應用於新電池之中,未來更期待能夠達成90%以上的回收率。此外各國也加強廢電池回收計劃,當電池實際容量降低到原來的80%後,把動力用在通信基站或儲能設備;並分解電池,取出稀有貴金屬循環後,再次重製,讓廢棄的電池被再次使用。

彭博社的Electric Vehicle Outlook也指出,全球車輛用鋰電池的平均能量密度因為相關技術的不斷投入及研發,正以每年 4-5% 的速度持續增長;瑞典環境科學院2019年的研究報告表示,鋰電池產生的二氧化碳當量,從2017至2019短短兩年便降低 52%。

電池從製造方式到回收技術的發展方興未艾,目前正處在高速成長的階段,電池的製造與回收技術,已在淨零排放的時代成為全球戰略性的技術競爭市場。

慕尼黑的電動車充電樁
Photo Credit: 中央社

有考慮製造過程嗎?納入生命週期研究依舊勝出

除了火力發電與電池製造回收的議題外,近來部分報導會刻意凸顯現階段電動車輛在製造階段的污染傷害,但細究其引述的研究內容即可發現,媒體的下標頗有引起誤導的嫌疑。華爾街日報同樣引述該篇多倫多大學在今年3月做的研究,呈現上則較為完整。該項研究以Tesla Model 3 Performance和Toyota RAV4 2.5L作為油電比較的代表。

行駛里程數

電動車
Tesla Model 3 Performance
(噸/二氧化碳排放量)

燃油車
Toyota RAV4 2.5L
(噸/二氧化碳排放量)

行駛前

12.3

7.5

行駛第1萬公里

13.0

9.6

行駛第3.2萬公里

14.7

14.7

行駛第12萬公里

21

34

行駛第32萬公里

35

76

研究指出,生產一台Model 3會產生12.3噸的溫室氣體,RAV4則只有7.5噸。該數字正是台灣媒體標題凸顯製造污染的素材來源。然而研究近一步指出,行駛1萬公里之後,電動車與燃油車的差距開始逐漸縮小,在第3.2萬公里時整體碳排放量已基本相當。而後第12萬公里時Model 3的碳排僅剩下RAV4的六成。

大家如果對12萬公里的里程數多寡感到猶豫,不妨參考台灣交通部106年自用小客車使用狀況調查報告,該年份受調查車輛的平均行駛里程數正是12萬公里。也就是說,在多倫多大學研究背景的能源結構下,只要「正常行駛車輛達平均使用里程數」,製造過程中較高的碳排放在整個產品生命週期中根本不值一提,只可惜許多民眾已先被報導的標題所誤導。

電動汽機車不是不可挑剔,但仍比燃油汽機車環保

因應2050淨零排放的國際目標,台灣絕無置身事外的空間。電動運具的推廣是國際公認在運輸部門中有效且重要的減碳措施之一。國際能源總署IEA在2020年電動車輛展望報告中,肯定電動車輛是減少人口稠密地區空氣污染的關鍵技術,也是有助於實現能源多樣化和減少溫室氣體排放目標的重要選擇,迄今為止,已有17個國家宣布2050年將實現100%零排放的車輛目標。

目前在台灣825萬輛汽車中,僅有1萬4千多輛為電動車,佔比僅達0.17%;而在1416萬輛機車中,電動機車僅有48萬,佔比為3.3%,整體來說台灣的電動車市場仍有極大的成長空間。

電動運具確實並非是完美的零污染、零排放,但現階段已超越燃油引擎,成為全球產業、政策方向爭相競逐的焦點。更重要的是,隨著電動運具規模擴大、製程進步,電動車輛的電池生產也將逐漸減少碳排,而越來越多的燃煤電廠被汰換、燃氣和再生能源比例逐漸增加,也能讓電動運具對環保的貢獻持續看漲。

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責任編輯:丁肇九
核稿編輯:翁世航


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