拆解特斯拉:电动汽车真的足够绿色吗?
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编者按:特斯拉是电动汽车的先行者。与燃油车相比,由于电动汽车不会排放温室气体,所以对地球来说应该更环保,更绿色。但事情的真相没有那么简单,特斯拉最近被标普 500 环境、社会与治理(ESG)指数除名就是例证。为此我们需要拆解特斯拉,从制造、电池、皮革、回收等环节全面审视它的环境友好性。文章来自编译。
在不到二十年的时间里,特斯拉以一己之力改变了全球汽车行业的格局。在此之前,几乎没有汽车公司把研发全电动汽车(EV)当一回事去做。
现在,世界各地的汽车制造商都在竞相赶超特斯拉,对自己的研发进行彻底“大修”,以电动汽车为优先考虑事项。
我们认为特斯拉及其制造的汽车确实不错。
是,多年来,这家公司一直不乏各种争议和狗血——从对这家公司存在性骚扰的指控,到首席执行官埃隆·马斯克在 Twitter 上臭名昭著的善变(还有二话不说就要买下 Twitter 然后找个理由就说不买了)。特斯拉最近还被踢出标普 500 环境、社会与治理(ESG)指数,这让许多人感到奇怪,因为毕竟这是一家以消除化石燃料排放为存在理由的公司。
抛开最近的新闻不谈,单纯来看特斯拉的汽车本身的话,Model S、3、X 与 Y 在电动汽车领域确实具有其开创性,因为这些属于第一款燃油车能做的它都能做的电动车,同时又不需要驾驶者牺牲格调和奢华。大家蜂拥而至,愿意为了买上一辆排队。因此,尽管公司仍存在争议,但在履行其“加速世界向可持续能源的转变”的使命方面,特斯拉似乎做出了令人钦佩的工作。
我们最近对构成这个世界的材料产生了浓厚兴趣,于是我们开始在想:特斯拉的汽车到底都由什么制成的呢?
组装到这些标志性的电动汽车里面的材料到底是什么?这些材料是不是真的比耗油量大的竞争对手所使用的材料更好?
在这篇文章里,我们将“深入了解”特斯拉之所以是特斯拉到底是如何造就的。
制造
第一个让我们感到惊讶的发现是,制造长程电动汽车的过程所排放的温室气体其实要比制造类似的燃油车多 68%。电动汽车电池是一种工艺复杂的高科技产品,其所需的材料须经开采、运输和加工,而各个环节都会向大气排放大量的二氧化碳。
不过好消息是,这些因制造排放出来的温室气体,在长程电动汽车驾驶了 19000 英里(30577公里)之后就被抵消了。鉴于普通人每年驾驶里程约为 14000 英里(22530公里),选择特斯拉而不是燃油车可在约 18 个月之后开始对地球产生积极影响。此外,随着更多可再生能源发电厂的上线,制造业的排放量还将继续下降。这是双赢的局面。
电池
当然,特斯拉要制造的最密集的部件之一是电池。
大多数人可能都听说过特斯拉用的是“锂离子”电池,其实这种也是智能手机、笔记本电脑、电动牙刷、踏板车和电动自行车等各种消费电子产品的组件。
Tesla Roadster 是全球第一款使用锂离子电池技术的电动汽车,这种电池的储能是以往电动汽车电池的两倍以上。
尽管被称为锂离子电池,但特斯拉开发的电池也使用钴,这是一种在地壳中发现的元素,做出来的东西叫做钴酸锂 (LCO)。
原先的 Roadster 电池包含了 6831 个锂离子电池,排列成 11 个“薄片”。由于意识到需要降低大规模生产锂离子电池的成本和人力, 2013 年,特斯拉在内华达州沙漠建立了一座超级工厂(Gigafactory)。
虽然落户内华达州看似是随机选择,但事实并非如此。 2020年,该公司宣布,计划在内华达沙漠用粘土来生产锂,以进一步保障电池原材料的供应。而且他们也已经为计划新使用的锂提取方法申请了专利。
但还记得钴吗?这也是电池的原材料之一,而且它的储量要比锂少得多(而且价格更贵),这意味着特斯拉如果想提高电池产量,在为电池采购钴的时候会遇到量能不足的问题。因此,2021 年,特斯拉宣布从 LCO 电池转向磷酸铁锂(LFP)电池,不过特斯拉的长程电动车仍将使用 LCO。
LFP 电池造价更低,且更易于回收(参见下面的“回收”章节),因为作为材料,铁比钴或镍更容易获得。而且铁的化学稳定性也更高,因此更安全。
另一方面,LFP 电池的能量密度较低,这意味着与其他类型的电池相比,这种电池充电一次的续航里程更小。但对于标准范围的电动汽车而言,LFP 似乎是更好的综合选择。
约 95% 的 LFP 都是由中国制造的,但是, LFP 的专利限制今年就将到期,这意味着其他国家的电池制造商也可以生产自己的 LFP,且不需要支付许可和特许权使用费了。
皮革
与任何高端汽车一样,特斯拉的内饰采用皮革包裹。
但是,虽然皮革这种天然材料在使用寿命结束时可以生物降解,但牛皮会对地球造成严重破坏。这些皮革大部分都是来自巴西饲养的奶牛,为了满足美国汽车制造商对皮革的需求,巴西的非法养牛不断冒头,而且正在以惊人的速度导致亚马逊雨林森林砍伐现象日益严重。据《纽约时报》的一项分析,被巴西政府归类为非法砍伐森林、土著土地或保护区的土地当中,几乎有3/4与牧场的分布是重合的。
2019 年,在股东的压力下,特斯拉宣布将把所有车型的内饰从牛皮改成“人造皮革”材料。除了成分没有牛皮之外,人造皮革不像真皮那样容易开裂,而且看起来更耐磨损。
从天然皮革转向人造皮革最棘手的部分?是方向盘,因为司机手上的油、汗水和其他东西会给包裹的皮革造成额外伤害。
但是,就像任何合成材料一样,特斯拉的纯素皮革也是由塑料制成的,而塑料最终得由化石燃料制成的(而且在某些情况下显然会起泡)。因此,人造皮革其实也需要取舍:通过使用化石燃料来减少森林砍伐和动物虐待。全球约有 8-10% 的石油供应是用于制造塑料,而全球每年约 20% 的温室气体排放是因为森林砍伐导致的。如果假设生产塑料的过程也会释放温室气体,那么从牛皮到人造皮革的转变对整个地球来说,似乎只能说是稍微好一点而已。
硅
硅不仅仅只是用在计算机芯片——它也是玻璃的主要成分,因为 Model 3 和 Model Y 的全景天窗,特斯拉也要大量使用玻璃。超过 90% 的地壳构成是由硅酸盐组成的矿物质,因此硅很容易获得,而玻璃的制造成本也很便宜。
硅无处不在,所以很容易忘记它的存在——我们大多数人在看电视、手机屏幕或透过窗户时几乎不会注意到玻璃。但是特斯拉的工程师们花了很多时间来思考他们汽车使用的玻璃。多到什么程度,多到特斯拉自己专门定制了玻璃,也就是所谓的特斯拉玻璃(Tesla Glass),其性能远远超普通的窗玻璃。
特斯拉在带有天窗的车型上添加了一个太阳能组件,这个东西可以把照射到天窗的紫外线吸收掉其中的 99% ,以保护乘员免受阳光照射。所有的玻璃面板其实就像一个玻璃“三明治”,两头都是玻璃,中间是隔音层,所以道路噪音和风噪音会大为降低。
特斯拉玻璃还用到了该公司向客户销售的太阳能屋顶瓦片上,这些瓦片让客户可以在家中,使用来自太阳的无化石燃料电能为汽车充电。
即将于 2023 年发布的 Cybertruck 据说还采用了一种更耐用的玻璃,特斯拉的网站称之为“装甲玻璃”。
回收
除了电池、皮革和玻璃以外,特斯拉还包含有更多材料,比如稀土金属、钢、铝、塑料和钛等。
当汽车达到使用寿命时,汽车身上的东西的归宿又是哪里呢?
特斯拉汽车的锂离子电池使用的许多原材料都是可回收的,可以提取出来,再加工成其他产品。特斯拉报告称,2020 年从自己的汽车电池共回收了 1300 吨镍、400 吨铜和 80 吨钴。它还表示,自己制定的现场电池回收计划一阶段设备已经在内华达州超级工厂安装完毕,所有报废的锂离子电池都将回收(不过特斯拉也指出,目前特斯拉绝大多数的电池尚未达到使用寿命)。
特斯拉还计划为旗下所有电池工厂配备回收设施,目标是让汽车原材料回收和再利用率最高达到 92% 。除了回收利用以外,该公司还表示,2020 年,公司一些设施已经减少了 50% 的制造浪费,制造过程中使用的水和能源也减少了。
不过,在减少废物和提高工厂回收利用率方面,福特、通用汽车和丰田等其他汽车公司也宣称取得了自己的里程碑和成就,因此特斯拉并不是唯一一家采取行动,最大限度地利用好材料的公司。
拆解
从承诺回收所有电池,到取消自然皮革拯救巴西奶牛,乃至于在当地生产自己的锂而不是在全球范围内开采和运输,似乎特斯拉确实很认真地对待材料可持续性的问题。如果我们站在全球排放的更大背景下审视的话,特斯拉电动汽车的持续性实际上是不是要优于其他的汽车呢?答案令人惊讶,似乎很难确定。
在年度最环保汽车排名中,Greenercars.org 将 Model Y 排在了第 11 位。这项排名反映了汽车对地球的负面影响,需要评估的内容包括汽车的制造和处置、燃料或电力的生产和分发,以及汽车排气管产生的空气污染。排名还考虑了生产汽车材料所释放的排放量,并在 2022 年的计算中把锂矿开采的排放量纳入进来,而锂是几乎所有电动汽车电池的关键组成部分。虽然特斯拉的 Model Y 的排名高于所有的燃油车,但包括丰田普锐斯、日产聆风(Nissan Leaf),甚至还有部分混合动力车在内,这些车型的表现已经将特斯拉的汽车挤出了前十名。
然后是 ESG (环境、社会与治理)问题。
标准普尔全球表示,之所以决定将特斯拉从指数剔除是基于多种因素的考虑,包括其他公司排名提高了,特斯拉缺乏低碳战略,并未披露其温室气体总排放量数据,发生了与种族歧视指控相关的事件,再加上特斯拉弗里蒙特工厂的工作条件恶劣,而且特斯拉还在处理与其自动驾驶功能相关的多起死亡和伤害的调查。
马斯克批评标普 ESG 指数,称尽管石油和天然气公司的主要业务功能是生产更多的化石燃料,但该指数居然让这样的公司上榜。正如我们过去所写的那样,“什么才是 ESG 要取决于你怎么看。”虽然确实有很多视角可以用来观察特斯拉,但我们认为该公司对为地球做好事这整个承诺要比 ESG 得分更有价值。
没有任何东西会像看起来那么简单,就算是像汽车这样普通的东西也一样。在重新构想电动汽车时代的汽车时,特斯拉必须决定哪些材料更符合其对未来的特定愿景。
通过我们“推动世界向前发展”的视角,我们认为这些选择让特斯拉进入到“对地球有益”这一类,虽说纯素皮革与牛皮的相对优势在哪里等问题还可以探讨。两种选择都不是 100% 好也不是 100% 坏的问题,但特斯拉承诺会选择对地球感觉更好的选择,我们尊重他们——不仅在皮革的选择方面,对它采购的其他材料亦然。
这又让我们对一个问题感到好奇……我们日常生活当中还有哪些令人着迷,但又往往会被我们忽视的故事呢?关于当今和未来世界,学习了解这些故事又可以教会我们什么呢?
译者:boxi。