虽然电动车的结构比传统燃油车简单，但是要造一辆品控优秀的电动车，却不是那么容易的。其实简单的以电代油的逻辑是经不起环保账的仔细算的，尤其是关于电动汽车的能源环保问题。然而，如何使用高效低碳的能源系统来保证电动汽车的充电仍然是各领域科学家和企业面临的共同挑战。
夸大环保
众所周知，碳排放已经成为扭转全球变暖的核心问题。其实施的逻辑是:首先设定一个碳排放总量，然后分配给各个经济体。从某种程度上说，碳排放总量可以直接反映一个国家或地区的工业化水平和规模。
在此背景下，作为汽车产业重要组成部分的碳排放限制，正迫使汽车企业向新能源转型。事实上，自2005年以来，许多国家一直在推动减少污染严重的车辆，包括以汽油、液化石油气和柴油为燃料的车辆。这是因为，与其他全面禁止化石燃料的政策相比，禁止销售燃油汽车的规定相对简单明了。
由此，传统燃油汽车淘汰趋势加快，新能源汽车发展在政策支持下进入发展快车道。天风证券的研究报告显示，2017年以来新能源乘用车渗透率逐步提升至4.35%，纯燃油车占比稳步下降。2017年1月至2019年10月，纯汽油动力乘用车销量从98.8%下降至93.8%。
人们把希望寄托在新能源汽车上，希望随着石油的消耗实现“零排放”，但事实证明并非如此。从产品的LCA生命周期来看，传统电动汽车在毒性潜势、酸化潜势、气溶胶潜势、对人体的光化学污染等方面都不亚于燃油汽车，节能减排效果也没有达到预期。
从汽车生产的角度来看，大多数研究表明，电动汽车生产的碳排放量实际上比燃油汽车多。由于需要生产电池，在生产工程上，电动汽车的碳排放量比燃油汽车多15%到70%。如果抛弃电池，生产燃油车和电动车的排放规模相当。
那么，考虑生产一辆燃油车所需的碳排放，假设生产一辆燃油车需要10吨碳排放，电动汽车生产一个30kWh的电池需要1-5吨碳排放，100kWh需要6-17.5吨碳排放。取最高值，即生产一辆燃油车需要10吨碳排放，生产一辆30kWh电动车需要15.3吨碳排放，100kWh需要27.5吨碳排放。
从汽车使用的角度，根据美国的碳排放数据。一辆燃油皮卡每年会排放约6.24吨二氧化碳，美国的平均水平是一辆燃油卡车每年排放5.2吨二氧化碳。电动车比较复杂，要看电怎么来的。美国和中国一样，也是依靠火力发电，电动汽车平均每年排放2.02吨二氧化碳。
事实上，目前我国火电比重虽然持续下降，但火电仍是最主要的发电类型。根据国家统计局的数据，燃煤发电量占全国发电量的71.19%。其次是水电，占比16.37%，其次是风电和核电。最后是太阳能发电，仅占1.92%。值得一提的是，所谓的绿色电力通常是指风能、太阳能等可再生能源转化而来的电能。这些电能可以被视为真正的新能源。然而，显然，目前，清洁能源电力的使用比例并不高。
也就是说，对于30kWh的电动车，只要开了1.67年，电动车就会比燃油车更环保，但如果把测量对象改成100kWh的电动车，就需要5.5年。这还没有考虑电池损耗和恢复。
从燃油车到电动车，从汽车生产到汽车使用，环保还在想象中。
电池回收的问题
其实除了“排放”问题，电池回收也是新能源汽车要解决的难题。
考虑到动力电池平均有效寿命4-6年，使用寿命5-8年，结合2014年开始的电动汽车快速普及，2021年底我们已经迎来了第一批报废高峰。十到十五年后，数百万辆电动汽车将到期。传统汽车的铅酸电池可以广泛回收，但新能源电动汽车的锂离子电池回收并不容易。
众所周知，废电池是一种污染性很强的垃圾。尤其是巨大的动力电池，含有大量的重金属、电解质、溶剂和各种有机辅料，并含有多种剧毒污染物。处置不当会严重污染土壤和水源，还会产生有毒气体排放。因此，简单的填埋或焚烧不适合处理退役的动力电池。因此，为了实现锂电池的再利用，“拆解回收”和“梯级利用”成为必然选择。
拆解回收，即有价金属元素的拆解回收，包括火法回收和湿法回收两种主流处理工艺。其中，“火回收”更为常见——回收者首先机械研磨电池，然后将其燃烧，留下一堆烧焦的塑料、金属和胶水，最后使用包括进一步燃烧在内的几种方法提取金属。而“湿法回收”就是将电池材料浸泡在酸池中，产生负载金属的汤料。
当然，火法回收和湿法回收各有利弊。比如“火回收”可以在回收者不知道电池的设计或成分，甚至不知道电池是否已经完全放电的情况下安全进行，但却以消耗大量能源为代价。湿法回收可以提取燃烧不易得到的物质，但可能涉及对健康有害的化学物质。但无论哪种方法，都是不可避免的——会产生大量的废料，会排放温室气体。
从循环经济的角度来看，分步利用比火法冶炼或湿法冶炼容易得多。二次利用是指动力电池达到设计使用寿命后，通过修理、改造或再制造等手段，使其能够在适当的工作位置继续使用的过程。退役的动力电池经相关测试确定性能后，可依次用于小功率电动汽车、电网储能和家庭储能领域。电池性能进一步恶化后，将在最低利用标准以下回收。
但目前锂电池的梯次利用路线整体发展较为缓慢。一方面，梯级利用需要对退役的动力电池进行充分的评估和测试，以确定其性能。退役电池经过测试筛选后，可以根据不同用途进行重组，重组后的电池组电压电流稳定，最后重新包装投入使用。但目前基于容量衰减机理分析的电池寿命预测模型，一开始并不完善，更不用说后面的步骤了。
另一方面，从经济效益来看，梯级利用涉及的逆向物流系统相当复杂，中间环节很多。在梯级利用的过程中，电池生产企业、回收企业和科研人员还需要解决很多问题，这使得梯级利用远比直接拆解回收麻烦，也比直接回收麻烦。不仅如此，复杂的工艺还一步步严重堆积了电池的使用成本，甚至重组电池和新电池价格倒挂——旧电池比新电池贵。
电动车没那么便宜？
在过去，电动汽车革命的目的是减少对化石燃料的依赖，减少排放，减少交通对气候变化的影响。因此，当涉及到个人消费者时，电动汽车也获得了预期的好处，节省了燃料成本。
2021年10月，安德森经济集团(Anderson Economic Group)发布了一份对比燃油车和电动汽车成本的报告，结论是电动汽车可能比燃油车更贵。在编写这份报告时，安德森集团使用了大多数由商业充电站充电的电动汽车的数据。结果显示，在某些情况下，使用公共充电桩的成本是在家充电的3倍。安德森经济集团还增加了隐性成本，比如充电花费的时间。
据国家电网电力预测，到2040年，我国电动汽车将达到3亿辆，占销量的50%至60%，年用电量将增加2.68万亿千瓦时，占全社会用电量的17%；日充电功率可达5.87亿千瓦，占2040年新能源装机容量18.81亿千瓦的31%。要知道，2020年，中国的总发电量只有7.42万亿千瓦时。
面对电动车的激增，单纯增加电网容量而忽视车载电池与电网的相互作用，显然是一种不健康的发展。因为电动汽车的充电接入是分散的，随机的。因此，电动汽车的充电特性会进一步加剧区域电网的峰谷差，加大电网调节的难度。单纯的增加容量和升级线路，会使全社会的电力投资翻倍，增加终端用户的用电成本。
显然，无论是电动车的生产、使用、回收还是消费，都与人们的理想有所不同，环保不是小修小补。汽车制造是一个系统问题。
电动汽车确实承诺了更加环保减排的美好未来，但他们希望消费者驾驶更加环保的汽车，打造汽车企业真正的“核心环保竞争力”。更重要的是，他们应该在汽车制造和使用的各个环节中加入环保的理念——环保，实现清洁能源替代，尽可能减少污染排放，保持高效生产。这意味着在汽车制造本身的工艺不会有大的改变的情况下，要从全局出发，对汽车工厂的每一个细节都追求环保。
不可否认，从燃油汽车到电动汽车的能源升级是必然的。正如马斯克曾经在一次TED大会上解释的那样，将天然气等化石燃料输送到发电厂发电，综合燃烧效率将达到60%。但如果放在有天然气的内燃机中，迄今为止最高综合燃烧效率只有20%。即使考虑到电力在传输过程中的损耗，电动汽车+动力装置的模式也比内燃机直接燃烧有明显的优势，这还没有考虑到从石油提炼汽油、柴油、天然气过程中所消耗的能量。
此外，风力发电、水力发电和太阳能发电作为可持续的能源发电模式，一直在显著提高能源利用率，换句话说，它们在总发电量中的比例将越来越大。但是电能生产方式的逐步转变还需要一定的时间，电动车行业在实现环保的理想之前还需要大量的培育。