專家專欄

A A A

從生命週期角度淺談電動車是否環保

林心恬 助理教授

國立成功大學環境工程學系


當有汰換車輛的需求時,除了品牌考量,你會選擇電動車還是燃油車呢?即便在電動車技術日益成熟的今天,出於價格上的考量,許多人依然會以燃油車為首選,但在購車這件事上,除了「經濟成本」的考量外,其實我們也應該將「環境成本」納入考慮。環境成本指的是「因某一個東西對環境所造成的影響,人們所需付出的代價」,舉例來說,汽機車排放廢氣造成的空氣污染、發動引擎產生的噪音污染等,這些對於環境的影響都是我們在付錢購車時不用負擔的成本,但日後卻將轉嫁給整個社會。

電動車是否真的環保?
在全球性氣候變遷的迫切危機下,包含美、日、韓、歐盟等許多國家於2021年聯合國氣候變遷大會(COP26)中,共同簽署了《格拉斯哥氣候協定》,各國均對「2050年淨零碳排」做出了承諾。台灣政府在推動能源轉型及減碳政策上同樣不遺餘力,但雖然政府大力推行老舊車輛汰換、新購電動機車補助等政策,許多人對於電動車究竟環保與否依舊充滿疑慮,這些疑慮主要在「製程」及「能源」兩大方面:
(1)製程:電動車體及電池的製造均需使用大量稀有金屬,而且一樣會消耗許多原物料,所以電動車根本稱不上環保?
(2)能源:目前台灣電力組成仍以化石燃料為主,即便從燃油車更換為電動車輛,也只不過是讓二氧化碳等空氣污染換個地方排放而已?
要回應上述這兩大疑慮,我們得從生命週期的角度來進行解釋。

對於電動車常見的疑問
根據美國芝加哥GREET模擬研究指出,在製造車體及電池的階段,特斯拉(TESLA)電動車相對於豐田(TOYOTA)的燃油車,會產生較多碳排量;然而,若電動車主要電力來源為燃煤時,大約行駛五到六年,碳排量便可低於燃油車;而若電動車的電力來源為水力發電時,則僅需行駛六個月,碳排量便可低於燃油車。
因此,我們可以得知「能源組成」為影響電動車碳足跡的重要關鍵,包含製造及駕駛階段所產生的碳排,同一輛電動車會因為電力來源的不同,而影響其環保與否的評價。在理解能源組成的部分,若從「電力排碳係數」來切入會更加清楚易懂,它指的是「電力生產過程中,每單位發電量產生的二氧化碳排放量」,簡單來說,當再生能源佔比越高時,排碳係數就會越低。根據國際能源總署(IEA) 2020年的報告,因歐洲及北美的再生能源比例較高,電力排碳係數在0.25-0.4 kg CO2e/kWh之間;中國與印度等地的電力排碳係數在0.55-0.8kg CO2e/kWh之間;而台灣的能源組成與中國、印度相似,電力排碳係數為0.502kg CO2e/kWh。整體而言,依照IEA的分析結果顯示只要電力排碳係數在0.518kg CO2e/kWh以下的地區,電動車的碳排放量就會比傳統燃油車低了!

台灣的情況
成功大學環境工程學系林心恬老師團隊與國內知名電動機車廠商合作進行研究,以2020年台灣的能源組成進行模擬,並透過實際拆解機車來分析機車製造過程中的環境影響。雖然電動機車與燃油機車相比,製造過程的碳排放量較高,但這個差距可以透過騎乘過程中的減碳來抵銷掉,具體而言,傳統燃油機車在行駛距離約兩年內時,其所產生的二氧化碳排放量將超過電動機車,而台灣的機車平均使用壽命約為10.5年,因此電動機車的減碳效益明顯大於傳統燃油車,在整個機車的生命週期結束時,電動機車相較於燃油機車,在大概可以減碳25%,這還是目前火力發電的情況下的模擬結果,如果在未來電力組成越來越乾淨,則能達成更高的減碳效果。


圖說:成大環工林心恬老師研究團隊對電動機車及燃油機車做拆解及材料組成研究,除此之外電動機車還有「空氣汙染物排放量遠低於傳統燃油車」的優勢,能降低都市空氣污染,以七期機車為例,一氧化碳單位里程排放量為電動機車的111倍,非甲烷碳氫化合物是電動機車的35倍,氮氧化物是電動機車的2.2倍,這些化學物質有造成人體不適、嘔吐,甚至致癌的疑慮,對於地球可能造成的環境衝擊更是眾所皆知。在台灣持續推動再生能源發展的前提下,未來的電力碳排放係數將可預期會持續下降,也就是說,如果現在買了一台電動車,在駕駛它的往後10年間,這台車會越開越環保!


圖說:電動車使用較多耗能材質,製造過程中會有較多碳排放,但在騎乘過程中的節能會慢慢將其抵銷掉。

提高電動車比率的困境
雖然說了這麼多電動車的好處,但目前在提高電動車比率上遇到的最大困境,除了充電、蓄電等技術層面的問題外,「價格」應該是最大的阻礙了。如果要讓電動車成為市場的主流,一定要讓大多數人都負擔得起。當我們捨棄碳排放量比較高的產品,轉而花更多錢購買環保產品,這筆額外支出的錢就叫做「綠色溢價(Green Premium)」。研究指出,在有選擇的情況下,大多數人不願意或是沒有能力支付綠色溢價,而具有高意願的人則會期待產品具備更好的效能。美國的電動車綠色溢價約為46%,也就是說電動車的價格大概是燃油車的1.5倍,要消除兩者之間差異,降低電池的成本或提高充電效率等均是重要的目標,不過技術的發展仍需要一些時間,單靠「對電動車的新鮮感」或「對未來環境的憂慮」等,恐怕不足以推動電動車市場;然而,若政府透過抵減稅額或提供回饋金等政策,則能產生彌補綠色溢價的效果。


圖說:國內外電動車充電站都會越來越普及,國外已經有許多跟路邊停車格結合的快速充電站。(作者攝於巴黎)

結語
世界各國已陸續提出禁售燃油車的政策並規定強制淘汰燃油車的時程,台灣也預計於2040年起禁售燃油車,因此電動車全面取代燃油車勢必將成為未來的趨勢,即使電動車初期的購入成本較傳統燃油車高,但若把環境成本也考量進去的話,選擇電動車絕對是值得鼓勵的一件事!

 

 

 

 

 

 

 

關鍵字