[科学视野]电动汽车真的环保吗……①科学计算汽车的“全生命周期”

by Kim Jonghwa

Published 23 Aug.2026 07:30(KST)

从电池生产到运行、报废均纳入考量的全生命周期评价
出厂时电动汽车处于劣势……行驶中逆转碳排放差距

编者注“科学视野（Science Scope）”是深入观察特定科技现象，并分析其意义与未来的专题策划。

电动汽车行驶时不会排放尾气。由于发动机不燃烧汽油或柴油，行驶过程中也不会排放二氧化碳。电动汽车是否就是“完美的环保汽车”？

汽车留下的碳排放并非只产生于道路上。从生产车身和零部件、组装汽车的过程中，就已经会产生碳排放。此外，还包括锂、镍、钴等电池原材料的开采与精炼，以及电芯生产过程。用于充电的电力在发电厂生产时也会排放温室气体。报废汽车和电池处置过程同样会影响环境。尾气为“0”，并不意味着碳排放也是“0”。

现代汽车集团Kona EV试驾活动。评估电动汽车的环境影响，不仅要看行驶环节，还应考察从车辆及电池生产到报废、回收的全生命周期。现代汽车集团供图

韩国环境研究院循环经济研究室高级研究委员 Lee Sora 解释称：“电动汽车在道路上不排放尾气，但这仅是观察汽车生命周期中的一个阶段，即运行阶段。实际环境影响贯穿整个周期，包括原材料开采、零部件·电池·车辆制造、电力生产与充电、运行、报废·回收等环节。”

将产品原材料采集、制造、使用、报废·回收过程中产生的全部环境影响纳入计算的方法，被称为“全生命周期评价（Life Cycle Assessment）”。这种方法将汽车从诞生到报废的“整个生命周期”视为一个分析单位。

即便尾气为“0”，碳排放也并非“0”

“油箱到车轮（Tank-to-Wheel）”是指测量汽车行驶时排放的气体。内燃机汽车燃烧燃料时会排放二氧化碳，而电动汽车在这一阶段的直接排放量为零。

“油井到车轮（Well-to-Wheel）”则涵盖原油开采、运输、炼制以及电力生产。全生命周期评价在此基础上进一步纳入车辆与电池的原材料采集和制造、运行、报废及回收。同样是电动汽车，电池在何处、使用何种电力生产，以何种能源充电，以及使用多久，都会影响其环境表现。

电动汽车的“起点”并不利于取得优异的环境成绩。车辆驶出工厂时，其累计碳排放量可能已经高于内燃机汽车。

最大的原因在于电池。开采、精炼电池原料矿物，并生产正极材料、负极材料和电芯，都需要大量能源。若电池工厂使用的电力高度依赖化石燃料，生产阶段的碳排放将进一步增加。

电池容量也会产生影响。电池越大，所需原材料和能源越多，车辆重量也会增加。因此，不能仅因同属“电动汽车”，便以相同标准评价小型电动汽车和大型电动运动型多用途车。

国际清洁交通委员会2025年对欧盟销售的中型乘用车进行分析后发现，纯电动汽车在生产阶段排放的温室气体比汽油车高约40%。但在整个生命周期内，结果恰恰相反：电动汽车的排放量为63克二氧化碳当量/公里，较汽油车的235克二氧化碳当量/公里低73%。

这是因为车辆交付后碳排放的累积方式不同。内燃机汽车每次燃烧燃料都会排放二氧化碳；相比之下，电动汽车行驶时没有直接排放，运行过程中的碳排放主要产生于充电电力的生产环节。随着电网低碳化，已经在道路上行驶的电动汽车的间接排放量也可能下降。

国际能源署分析认为，按照全球平均水平，若2023年销售的中型纯电动汽车在15年内行驶约20万公里，其生命周期温室气体排放量约为同级内燃机汽车的一半，比混合动力汽车也低40%以上。

行驶1.7万公里即可逆转……“碳排放盈亏平衡点”

电动汽车在电池生产过程中额外排放的碳，随着运行逐步得到抵消的节点，通常被称为“碳排放盈亏平衡点（Carbon Payback Point）”。

国际清洁交通委员会2025年的分析显示，在欧盟销售的中型电动汽车行驶约1.7万公里后，即可抵消其在生产阶段较汽油车额外排放的温室气体。此后，随着行驶里程增加，累计排放量差距将进一步扩大。当然，“1.7万公里”并非适用于所有电动汽车的绝对数值，而是采用欧盟平均电力结构以及车辆·电池生产条件所得出的结果。

在化石燃料发电占比较高的地区，碳排放盈亏平衡点可能会推迟；反之，在低碳电力占比较高的地区，则能更快抵消碳负担。电池尺寸、制造方式、车辆寿命和总行驶里程等因素也会改变结果。

Lee Sora 表示：“电动汽车在制造阶段排放更多温室气体，在运行阶段排放较少，因此总行驶里程越长，越能抵消制造阶段的初始排放劣势，整体上更具优势。反之，如果车辆配备特别大的电池，或仅短时间使用便报废，也可能无法达到盈亏平衡点。”

若在使用电动汽车期间需要更换电池，计算结果又会有所不同，因为必须生产新的电池。近期研究正重新审视“电池寿命短于汽车本身寿命”这一假设。

根据国际清洁交通委员会在2025年报告中引用的研究，镍锰钴电池在仍可维持初始容量80%以上的情况下，可承受3000至5000次完整充放电循环。磷酸铁锂电池则可达到5000至6000次以上。若按单次充电续航200至400公里计算，镍锰钴电池的3000至5000次循环，简单换算约相当于60万至200万公里。

实际使用资料也呈现类似结果。国际清洁交通委员会引用的一项针对2万辆电动汽车的调查显示，在2016年以后销售的车辆中，除召回外的电池更换比例不足1%。国际清洁交通委员会综合现有研究认为，锂离子电池通常可比乘用车本身使用得更久。

电池能够使用多久，也是决定电动汽车“终身环境成绩单”的变量。

在韩国，电动汽车碳排放也更低……“并非100比0”

梨花女子大学研究员 An Jaeyeon、Lee Juha，韩国交通安全公团未来汽车研究处处长 Kim Jaryung，以及梨花女子大学人类机械生物工程系教授 Choi Wonjae 的研究团队，在2025年发表于《韩国氢能与新能源学会论文集》的《韩国国内乘用车全生命周期温室气体排放量分析》中，对内燃机汽车、混合动力汽车、电动汽车和氢燃料电池汽车的生命周期温室气体排放量进行了比较。

研究团队以现代汽车 KONA 为基准，对KONA内燃机车型、KONA混合动力车型和KONA纯电动车型进行了比较，并分析了氢燃料电池汽车NEXO。结果显示，若将燃料·电力生产、车辆·电池生产与报废及行驶中的直接排放均纳入考量，电动汽车受电池生产影响，在车辆生产·报废阶段的排放量高于内燃机汽车和混合动力汽车。

不过，电动汽车行驶时不会直接排放温室气体。尽管生产充电所需电力的过程中会产生温室气体，但即便将其纳入计算，电动汽车的全生命周期排放量仍低于内燃机汽车和混合动力汽车。

Choi Wonjae 解释称：“若考虑车辆生产与报废，混合动力汽车和电动汽车在全生命周期温室气体排放量上的差距会缩小，主要原因是生产电动汽车电池时会产生较多温室气体。”

他同时指出：“即使在韩国的条件下，电动汽车的温室气体排放量仍低于混合动力汽车，但并不像普通公众所认为的那样，存在100比0的悬殊差距。”