Note 電動車如何拯救地球(Regarding carbon footprint)
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對於電動車而言，其發展目的與目標是在於保護環境
但是車輛從生產、使用到報廢，無不是使用外部資源
畢竟他是一輛車，不管幹什麼事都會消耗能源
這迎來了我們本篇文章的問題，電動車真的比較傳統汽車環保嗎?
可以以幾個面向來討論這個議題，分別為"碳足跡"及"使用材料"
第一項
碳足跡的觀念較為直覺，就是等於消耗多少能源
電動車開在路上會發生碳足跡(間接產生溫室氣體)
電動車是否也只是將溫室氣體轉移到發電廠
第二項
製造時的污染與使用材料的環保與否，這就比較難了
要瞭解到這項材料能否容易回收，製造過程是否造成汙染
這一塊主要談的會落在電池技術上，目前的電池技術仍有障礙
電動車完全仰賴於電池提供動力，需要龐大的電池組
這些電池的種類是否牽涉到重金屬，而對地球產生負面影響
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第一項-行駛碳排放
分為幾個階段談
首先先談"行駛時的能量效率"，介紹一個概念"Miles Per Gallon of gasoline-equivalent"
美國環保署(EPA)在2010年制定以「能量」消耗的方式測試電動車的「等效油耗」
將電動車以相同於燃油車輛的駕駛型態進行測試並紀錄能量消耗，再以1加侖燃油等於33.7 kWh的換算式，換算出電動車的「等效油耗」
*駕駛型態-請見舊文-電動車續航里程標準
(不同的續航力計算方法，會導致等距離的消耗電量不同)
當時為因應有許多種燃料種類的車型，EPA與NHTSA在思考一種方法要讓消費者能容易理解車輛的節能程度，嘗試過許多方法及研究之後，2011年便定案如下。
從這個標籤可以看到不同駕駛型態下的油耗，以及每100miles所需要的能源
其他資訊便是每年能源成本、能源效率評比、排放評比等等
這是美國比較特別的統一標章，可以有很清楚的資訊
而其他國家即使沒有等效油耗的概念
只需要將"續航力" / "電池容量大小"，即可得到耗電效率
例如，續航力300km，電池大小100kwh
及代表每度電可以行駛三公里 (3 km/kwh)
或是 每行駛一公里需要 1/3 度電
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Next，便是一度電產生多少碳
還是以美國為例子
美國為電動車發展國家豎立非常好的模範
不是因為他賣的好(2015年電動車銷售量負成長)
而是因為建立了為環境保護很好的概念、作法
在美國，每一洲所使用的發電廠電力來源不同(形式or比例)
http://www.ucsusa.org/clean-vehicles/electric-vehicles/ev-emissions-tool#.VxOA5zB96Uk
有鑑於此關懷科學家聯盟建了一個查詢網站
輸入ZIP即可知道當地電動車平均每公里所排放的碳
另外，ucsusa分析美國不同車型、不同地區的碳排放問題-報告連結
如果在台灣便可以上台電查年報，了解每度電產生的碳排放
之後，再乘於傳輸過程的耗損比例，就可以知道
在台灣開電動車，每走一公里排放多少碳
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根據電動車每公里排放的二氧化碳，來個全球比較
印度真的是太慘了，完全倚賴燃煤發電
美國的名次，未來應該還可以再往下走
近年逐漸減少燃煤發電，轉成比較乾淨的天然氣
資料出處-Shrinkthatfootprint報告
補充: 中國相關報導-蓋世汽車新聞
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第二段-製造/材料
由於電動車牽涉到處理大量電池製造
電池製造仰賴精密化學處理，過程使用大量電能
首先先看這篇-Wall Street Journal的文章
文中提到:
"A 2012 comprehensive life-cycle analysis in Journal of Industrial Ecology shows that almost half the lifetime carbon-dioxide emissions from an electric car come from the energy used to produce the car, especially the battery. "
其中，鋰礦的開採、提煉等過程，都是十分不環保的
當電動車出廠的時候，已經消耗三萬磅的二氧化碳排放
而傳統燃油汽車只需要一萬四千磅的排放
不過其中有許多資料是很多年前的研究
我們來看看最新的有什麼
在上面段落提到的Shrinkthatfootprint報告就有
汽油車的製造過程碳排放約8噸
電動車的製造過程碳排放約14噸(其中有4噸是電池)
此外，上面段落提到的ucsusa報告，則採比較樂觀的數據
一台續航力84miles的小型電動車，比相同規格的汽油車，製造需多1噸CO2
一台續航力265miles的全規電動車，比相同規格的汽油車，製造需多6噸CO2
上述兩份報告都簡單帶出一個重點，電動車的製造比傳統車輛耗更多能源
但是都可以輕易地從使用過程中補回
(但前提是車輛的壽命能達到一定里程)
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再來提到材料，這個比較難
不過給幾個點讓大家參考
首先看這篇報導
http://www.wired.com/2016/03/teslas-electric-cars-might-not-green-think/
"At this mine(指稀少金屬), those rare earths amounted to 0.2 percent of what gets pulled out of the ground. The other 99.8 percent—now contaminated with toxic chemicals—is dumped back into the environment. That damage is difficult to quantify, just like the impact of oil drilling."
這個前提提醒大家，即使，"用在"電動車上的材質可以回收，很環保
但是過程中廢棄掉的物質，對地球並不太友善，而這一點常常被忽略
接下來，就是要談"用在"電動車上的材質
除了電池外，其實用到的東西跟原料跟傳統汽車差不多~(廢話)
再來看電池
NMC-鎳錳鈷三元鋰電池
LFP-磷酸鋰鐵
LCO-鈷酸鋰
LMR-NMC....不熟
可以看見鈷酸鋰電池跟三元鋰電池製造過程中耗能較嚴重
但是不同種類電池有不同應用特性(能量容積比、續航力及安全等等問題)
所以碳排放完全不是選擇電池種類的考量之一
Anyway 目前的電池材料，多半可以回收
關鍵字:second hand electric vehicle batteries
Tesla、Nissan跟Daimler等等，許多車廠都看好這個市場
將電池材料取出做二次使用
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以上，簡單說明電動車與溫室氣體的關係
最後補充一個有趣的故事
http://gas2.org/2016/02/24/charging-your-electric-car-at-night-may-be-bad-for-the-environment/
今年二月美國的新聞，晚上幫電動車充電竟然會多排放碳
因為晚上用電大幅減少，許多電力公司就會將電力來源轉為燃煤
造成晚上對電動車充電對環境的傷害比白天充電來得大
其實電動車充電時需要的電流極大
慢充對電網造成的影響已經很可觀，更別說是快充
(目前在家裝置快充，是一個極大的發展障礙)
怎麼樣突破這個問題，又是一個很長的故事了......
