電動車還是燃油車:環境效益門檻究竟在哪裡?

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概要

Ventilo 的車這個月第二次拋錨,修車師傅認為它只能報廢了。該換成電動車、油電混合車,還是把這輛老燃油車修好?ARTE 系列節目 Sustainable? But How? 的這一集就從這個兩難出發,先是朋友之間的討論,再由一位語帶嘲諷的旁白接手,拆解一個簡單的想法:「開電動車,不用石油,所以零污染」。影片指出,現實「稍微複雜一些」:一切取決於車輛的製造、電力結構、重量,尤其是使用方式。結論甚至超越汽車本身,呼籲重新思考整體的移動方式。

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排氣管排出了什麼

比較從踩下油門那一刻開始。燃油車燃燒燃料時,會產生「一長串」溫室氣體。根據影片,汽油會產生大量二氧化碳。柴油的排放量較少,卻是氮氧化物(NOx)的「冠軍」,而氮氧化物會加劇空氣污染。旁白提醒,交通運輸是法國溫室氣體排放的最大來源。而這個數字甚至還沒有計入燃料的生產:開採、煉製與運輸,每個環節都耗費大量能源,也是各種污染的來源。

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細懸浮微粒:共同的問題

燃油車的問題不僅限於燃燒。車輛行駛時,也會釋放細懸浮微粒(PM10、PM2.5),其中包括銅、鋅等微小元素。部分微粒來自排氣,但「主要」來自輪胎與煞車來令片的磨損。這些微粒懸浮在空氣中,有些細小到足以進入人體。影片引述一項估計:暴露於細懸浮微粒可能使預期壽命減少 8 個月。

電動車的第一個隱憂就在這裡。沒有排氣管並不能消除這些排放,因為電動車同樣有輪胎和煞車。

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電力不是憑空而來

第二個常被忽略的因素,是驅動馬達的電力如何生產。其影響取決於電力結構,而各國的電力結構差異極大。影片比較了兩種情況。

在法國,超過三分之二的電力來自核能。其餘幾乎全部來自再生能源,主要是風力、太陽能和水力。因此一旦上路,對環境的直接影響「相當非常低」。旁白還半開玩笑地補了一句:「直到下一次車諾比為止」。

在德國,根據影片,再生能源快速成長,如今占電力結構的 60%。其餘 40% 仍仰賴化石燃料,其中四分之一來自燃煤電廠。因此,在萊茵河彼岸以電動車行駛的每一公里,會排放較多溫室氣體。

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製造:電動車的阿基里斯腱

第三個面向是製造。每一輛車都會消耗地球上的非生物資源存量,也就是非生命資源:金屬、礦物、化石燃料。合金構成了所有車輛的骨架,但電動車對合金的需求最大。根據影片,一輛燃油車平均含有 22 公斤的銅,電動車則有 80 公斤,幾乎是四倍。

這些額外用量主要來自動力系統與電池。電池本身的製造就會帶來大量影響,尤其與礦業開採有關。電池回收的問題仍懸而未決,也因此引發報廢階段的污染問題。根據影片,就氣候變遷而言,製造一輛電動車的影響可能是製造一輛燃油車的兩倍。Ventilo 於是考慮把他的「老夥伴 Micheline」修好,繼續開汽油車。

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環境效益門檻

旁白阻止了他:這裡有個「小陷阱」,也就是環境效益門檻。燃油車開得越多,污染就越多,因為每一公里都要燃燒燃料。電動車則「幾乎相反」:開得越多,製造階段的影響就攤提得越多。

因此在零公里時,電動車的環境影響明顯高於燃油車。但超過某個里程後,兩條曲線就會交叉。這個門檻取決於所採用的參數:車款、電力結構、使用類型,以及所選的指標(非生物資源耗竭或氣候變遷)。門檻大約落在 30,000 到 100,000 公里之間。由於車輛的平均壽命為 200,000 公里,這個門檻往往都會被跨越。影片由此得出以下結果:以法國的電力結構計算,電動車的溫室氣體排放比燃油車低 70%;以德國的電力結構計算,則低 40%。

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重量:把門檻往後推的因素

被說服的 Ventilo 的朋友,開始對一輛虛構的 SUV「Double Rainbow Nature Expérience」興致勃勃。旁白潑了點冷水:還有另一個因素對環境效益門檻影響重大,而且越來越重要。根據影片,過去十年來,電動車的重量平均每年增加超過 2%,而燃油車每年僅小幅增加 0.7%。

然而,車輛越重,需要的原物料越多,製造的影響也就越大。移動它也需要更多能源。環境效益門檻因此相應往後推。教訓很簡單:如果考慮電動車,也要考慮輕量化。

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油電混合車:看似好主意?

Ventilo 提出一個實際的反對理由。他工作需要長途通勤,而省道上並不是處處都有充電樁。油電混合車價格稍低,又適合長途行駛,看來是個折衷方案。它標榜的原理是結合燃油車與電動車的優點:用更少的燃料完成同樣多的行程。但根據旁白的說法,現實中累加的主要是缺點。影片區分了兩種類型。

非插電式油電混合車的電池非常小,透過煞車或減速時的動能充電。這套系統在車輛使用壽命中,最多可減少 20% 的二氧化碳排放。但純電續航很少超過 5 公里,而且時速一到 40 或 50 公里就會切回燃油模式。因此它們只適合市區的短程行駛。

插電式油電混合車同樣利用動能,但主要是在充電樁或家中插電充電。它們的純電續航明顯更長,平均在 60 到 80 公里之間。代價是車身更重,因為車上同時搭載了燃油引擎、電動馬達、電池以及整套供能系統。根據影片,油電混合車平均比同級的汽油、柴油或純電車款更重。這些額外的重量意味著移動時需要更多能源,因此無論在製造還是使用階段都會產生更多污染。結論是:「油電混合車並不是什麼奇蹟。」

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選擇取決於用途,而且還不夠

影片認為,選擇哪種車主要取決於用途。電動車最適合數十公里、甚至數百公里的行程,前提是車身必須保持輕巧。但全球有超過十億輛車在路上行駛,全面轉向電動車並不足以解決所有問題。如果全球電力仍以燃煤為主要來源,情況更是如此。

Ventilo 問,有沒有一種既不用電池也不用汽油的車。答案是自行車,以各種形式存在:三輪貨車、貨運自行車,還有許多其他種類。

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重新思考的是移動方式,而不是汽車

旁白帶領大家進行一場「冥想」,反覆念著「移動」這個詞。需要重新思考的正是移動方式,而她引用的法國數據正是為了證明這一點。

  • 車輛的平均乘載率為 1.43 人。這等於是要讓 1.8 噸的金屬與材料動起來,只為了載運 110 公斤的人,在能源上遠遠稱不上最佳。
  • 一輛車每年大約行駛 12,000 公里,但其中 62% 的行程不到 10 公里,依每個人的體能而定,騎自行車大約半小時。
  • 一公里的行程中,有一半是開車完成的,而一公里只需步行 15 分鐘或騎自行車 3 分鐘。

影片接著拓展視野。近一個世紀以來,汽車主導了城市的規劃,並以省道和高速公路形塑地景,代價是犧牲生物多樣性以及土地的人工化。然而,另一種情境是可能的。Forum Vies Mobiles 的法國研究人員模擬了一套替代系統,重新利用所有現有基礎設施,以實現快速且「無痛」的轉型。這套系統建立在覆蓋城市與鄉村的火車、公車與客運網絡之上,班次更可靠、更規律。它也盡可能為自行車和步行保留空間。

根據影片的轉述,這項模擬顯示,與人員移動相關的二氧化碳排放可減少 70% 至 90%。其年度成本將比汽車系統「可觀」的成本低七倍。旁白還補充了對日常生活的益處:以人為本的空間規劃、更從容的生活節奏、更少的公害以及更少的久坐不動。

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一場集體轉型,仍遠未實現

影片承認,這項改變需要「好幾個人、甚至很多人一起投入」,同時也斷言它「可以是一段非常美好的旅程」。最後一幕呈現了這個情境與當前現實之間的落差。Ventilo 和朋友們錯過了公車,而下一班要等到……隔天。飢腸轆轆的他們只好將就吃速食,因為最近的素食餐廳要走兩個小時。Ventilo 的生態焦慮再度發作,而汽車的具體替代方案這個問題,依然懸而未決。