[Science Scope]电动汽车真的环保吗……②胜负不在汽车，而在电网

by Kim Jonghwa

Published 06 Sep.2026 07:30(KST)

同一辆车使用何种电力充电，碳排放也不同
电动SUV、混合动力车与废旧电池改变环境表现

编者注“Science Scope”是深入审视特定科技现象，并分析其意义与未来的策划栏目。

在首尔充电的电动汽车，与在法国充电的同一辆电动汽车，其环境表现并不相同。这是因为，电动汽车所使用的电力是由煤炭和天然气生产，还是由核电、太阳能和风电生产，会导致车辆行驶过程中间接产生的碳排放量不同。

电池在哪里、以何种方式生产同样重要。若使用碳密集度较高的电力生产电池，车辆甚至在驶出工厂前就会背负更大的碳负担。反之，若以低碳电力生产电池并进行充电，其全生命周期温室气体排放量将显著降低。

英国废弃物与回收专业企业Cawleys的锂离子电池回收设施内，工作人员正在拆解报废电动汽车电池。将从废旧电池中回收的材料用于新电池，可减少原材料开采和精炼带来的环境负担。Cawleys供图

电动汽车的环保性，并不会仅因将汽车动力源改为电力而得以实现。发电厂和电网、电池工厂、车辆尺寸、行驶方式以及废旧电池回收利用，全部彼此相连。

同一辆电动汽车，使用何种电力充电会产生不同结果

电动汽车虽没有排气管，但用于充电的电力仍由发电厂生产。即使电动汽车本身不直接排放二氧化碳，发电过程中产生的碳排放也应计入电动汽车的行驶排放量。

燃煤发电会排放大量温室气体。液化天然气发电也并非零碳排放。核电、太阳能和风电若将发电厂及设备的生产、建设过程纳入考量，同样存在全生命周期排放，但其碳密集度低于化石燃料发电。

韩国环境研究院循环经济研究室高级研究委员Lee Sora表示：“即使是同一辆电动汽车，若使用燃煤火电充电，产生的温室气体也会多于使用核电和可再生能源充电的情况。在韩国这类化石燃料占比相对较高的电力结构下，以当前时点来看电动汽车已具优势；随着逐步淘汰煤炭和扩大可再生能源，这一环境优势将在结构上进一步扩大。”

欧洲已经出现了实际变化。根据国际清洁交通委员会2025年的分析，以欧盟电网为基准，电动汽车的全生命周期温室气体排放量较2021年分析结果低24%。研究人员将电网脱碳化列为主要原因。

在欧洲运输与环境联合会高级数据分析师Yoann Gimber负责的全生命周期分析中，电力来源的差异也十分鲜明。即便是装配中国生产电池、在高度依赖煤炭的波兰行驶的电动汽车，其全生命周期二氧化碳排放量也比汽油车低37%。若电池在瑞典生产并在当地使用，排放量最高可降低83%。

在韩国，最关键的变量同样是电力。梨花女子大学人类机械生物工程系教授Choi Wonjae称：“电力排放系数的影响最为显著。减少发电过程中排放的温室气体，是降低电动汽车温室气体排放量最直接的方法。”

即使在同一国家，“何时充电”也是变量

即便同一辆电动汽车在同一国家行驶，排放量也可能因充电时间不同而有所差异。这是因为各时段的发电来源构成并不相同。

梨花女子大学研究员Lee Juha、韩国交通安全公团未来汽车研究处处长Kim Jaryung及Choi教授等人在2024年发表于《韩国氢能与新能源学会论文集》的《不同充电时点下电动汽车从能源生产到车轮温室气体排放量分析》显示，各时段变化的发电来源构成会如何影响电动汽车温室气体排放。研究团队应用2022年韩国分时电源结构，测算了电动汽车从能源生产到车轮的排放量变化。

研究结果显示，与未考虑分时电源结构的平均情形相比，电动汽车从能源生产到车轮的温室气体排放量会因充电时点不同，最高增加16%，或降低28%。这意味着，即使是同一辆电动汽车，环境表现也可能因充电时间而不同。

这表明，未来“智能充电”不仅能节省电费，还可成为减碳手段。例如，引导车辆在可再生能源发电量较高的时段充电，并在电力需求集中的时段延后充电。

电动汽车在为电网增加新需求的同时，也能发挥可调节充电时点的储能装置作用。

电动SUV还是混合动力车……车型与尺寸也会改变环境表现

决定电动汽车环保性的另一变量是车辆尺寸。

大型电动运动型多用途汽车（SUV）比小型电动汽车需要更大的电池，以及更多钢铁、铝等材料。这不仅增加生产阶段的温室气体排放，为驱动沉重车身所需的电力消耗也会增加。并非都挂着“电动汽车”的标签，环境表现就会相同。

国际能源署的分析以数据展示了这种差异。对2023年销售的电动SUV与行驶里程相近的中型电动汽车进行比较后发现，SUV的电池平均大25%，其耗电量也比其他电动汽车平均高20%。

缩小车辆尺寸能够节约的资源也相当可观。国际能源署估算，若将2023年全球销售的所有电动SUV均替换为中型电动汽车，在不会明显影响行驶里程的情况下，可减少约60吉瓦时的电池需求。换算为所需原材料，相当于约6000吨锂、3万吨镍、约7000吨钴及超过8000吨锰。

这意味着，电动汽车尺寸越大，所需的电池和资源也越多。

混合动力车与电动汽车的比较则更为复杂。混合动力车同时使用内燃机和电动机。其电池比纯电动汽车小，因此生产阶段的碳负担相对较低；同时，可通过再生制动和高效发动机运转，减少相较传统汽油车的燃料消耗。

在Choi教授研究团队针对韩国乘用车的分析中，若将车辆生产和报废阶段也纳入计算，电动汽车与混合动力车的全生命周期温室气体排放差距会缩小。内燃机汽车在行驶阶段的排放量较大；纯电动汽车虽然没有直接行驶排放，但在电力生产及车辆、电池制造过程中仍会产生碳排放。

Choi教授表示：“在韩国的条件下，电动汽车的温室气体排放量低于混合动力车，但两者的差距并非普通民众所想象的100比0。”

随着电网逐步脱碳，电动汽车可降低行驶阶段的排放量。另一方面，若混合动力车的燃油效率提升，或低碳燃料的使用扩大，其排放量也仍有下降空间。

Choi教授称：“今后比较电动汽车与混合动力车时，仍应持续分析并对比实际使用的燃料，以及汽车生产、使用、报废的全过程。有必要通过反映现实的全生命周期分析进行客观比较。”

国际能源署分析称，按全球平均水平计算，2023年销售的中型电动汽车全生命周期排放量比同级别混合动力车低40%以上。但在印度等高度依赖煤炭、年行驶里程相对较短的地区，这一差距可能缩小至不足10%。

归根结底，对于“选电动汽车还是混合动力车”这一问题，不能只看汽车名称便下结论。车辆尺寸、电池容量、电源结构、燃油效率、行驶里程和车辆寿命，都必须纳入计算。

报废后仍未结束的电动汽车环境表现

电池寿命结束后的处理方式，同样会改变环境表现。若从废旧电池中回收锂、镍、钴等材料并重新投入新电池生产，可减少矿产开采和精炼过程中的能源消耗与碳排放。

电池原材料本身的影响也不容小觑。国际能源署指出，在镍锰钴电池的全生命周期排放量中，关键矿物加工过程约占55%。磷酸铁锂电池则在电池制造阶段产生近50%的总排放量。因此，提高将退役电池回收原料重新投入新电池生产的比例至关重要。

LG新能源与通用汽车的合资公司奥特能电池同北美最大电池回收企业Li-Cycle签订废旧电池回收合同，正全面推进废旧电池回收业务。LG新能源供图，韩联社提供

但回收同样需要能源。电池的运输、拆解，以及材料分离和精炼过程中都会产生碳排放，减排效果也会因采用的技术不同而有所差异。

Choi教授解释称：“废旧电池回收产生的温室气体排放量，会随回收技术不同而变化。车辆轻量化的结果，也会因使用何种材料而各不相同。”

Lee高级研究委员将电网脱碳化列为提升电动汽车环保性的首要任务。他表示：“从温室气体排放角度看，电网脱碳化是最根本、影响范围最大的因素。在汽车和电池行业能够直接控制的领域，改进电池与材料生产工艺，以及建立废旧电池回收和安全管理体系，是切实可行的方案。”

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电动汽车并非完全不排放碳的“完美环保汽车”。在制造、行驶和报废过程中都会留下碳排放。不过，其减碳空间与内燃机汽车不同。内燃机汽车的碳排放主要不断从排气管累积，而电动汽车的碳排放，则有望在电池工厂、发电厂、电网和回收设施中得到削减。这正是电动汽车时代真正的竞争不在道路上，而发生在汽车之外的原因。

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本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。