特斯拉 Model S 电动车比 SUV 污染更严重吗？

据称清洁、环保的特斯拉 Model S 的污染真的比耗油的吉普大切诺基运动型多用途车更严重吗？

一位分析师就是这么说的。

分析师内森·韦斯在金融网站 Seeking Alpha 上发表了一篇长达 6,500 字的详尽文章，列举了 Model S 的实际排放量高于大多数大型 SUV，无论是温室气体二氧化碳还是二氧化硫等产生雾霾的污染物。

作为 2013 款特斯拉 Model S 车主，我对他的说法感到震惊和担忧。

尽管碳排放量并不是我决定购买插电式汽车的重要因素——我更感兴趣的是性能、风格和低运行成本——但汽车的环保性能是一个不错的额外优势。

现在这个叫韦斯的家伙把我称为全球变暖的恶棍。

但我忍不住注意到，作为金融分析师，韦斯一直建议他的客户“做空”特斯拉汽车公司 [NSDQ:TSLA] 的股票——做空它。（特斯拉股价下跌 = 客户满意；特斯拉股价上涨 = 客户非常不满意。）

这篇文章发表的那天，恰逢特斯拉第一季度财报公布后，特斯拉股价飙升 30%，这是一个巧合吗？（此后，特斯拉股价又上涨了 30%。）

抛开韦斯的动机不谈，他的主张值得仔细审视。

不仅仅是排气管

与所有纯电动汽车一样，Model S 毫无疑问实现了零尾气排放。

但韦斯关注的是为特斯拉提供电动“燃料”的发电厂的排放量，以及由于充电效率低下和“吸血鬼”损失而导致的 Model S 消耗的多余电力。

他总结说，这两个因素使得 Model S 的有效碳排放量与本田雅阁大致相同。

韦斯说，加上 Model S 85 千瓦时锂离子电池在生产过程中排放的碳，Model S 的排放量就与福特 Expedition 相当。

别那么快……

尽管韦斯提出了一些有道理的观点，但我认为他的论点存在一些缺陷。他根据一份报告估算电池生产的碳足迹，而这份报告与之前关于该主题的研究大相径庭。

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此外，他没有考虑到汽油生产产生的碳排放。如果特斯拉燃料的碳足迹算在内，那么为什么标准汽车的燃料不应该受到类似的核算呢？

因此，让我们逐点了解他的分析和结论。

*发电厂排放量不计入电动汽车排放量

几乎所有电动汽车的倡导者都同意，在衡量电动汽车对环境的利弊时，将发电厂的排放考虑进去才是公平的。

此前，人们也曾做过类似的研究，但结果显示电动汽车仍然占上风。例如，忧思科学家联盟在 2012 年的一份报告中总结道：“通过电网充电的电动汽车的全球变暖排放量低于目前销售的普通汽油汽车。”

当然，电网的碳友好程度因地区而异，取决于当地发电厂的类型。

特斯拉汽车公司在其网站上有一个交互式计算器，可让您根据您所在州的发电厂组合（煤炭、天然气、核能、水力发电等）计算 Model S 的有效碳排放量。数字范围从爱达荷州（主要是水力发电）的 26 克/英里到西弗吉尼亚州（主要是煤炭）的 310 克/英里。

据韦斯称，特斯拉声称 Model S 二氧化碳排放量的全国平均值为每英里 163 克。特斯拉称，汽油车的相应数字为每英里 400 克。

尽管电动汽车并非真正意义上的零排放，但总体而言（尤其是 Model S）电动汽车仍比大多数燃油汽车要好。主流科学界的观点是这样的。

韦斯不同意这种看法。

*特斯拉的数据过于乐观

据特斯拉网站称，其二氧化碳排放量计算假设 Model S 的耗电量为每英里 283 瓦时。这是以 55 英里/小时的稳定速度行驶所需的功率。

韦斯认为该数字过低，不切实际。他引用了其他来源的数据，包括美国环保署的 321 Wh/mi 数据，以及特斯拉车主论坛上的 48 份报告，平均为 367 Wh/mi。

他得出的结论是，85 kWh Model S 的实际功耗实际上更像是 375 Wh/mi。这比特斯拉声称的要高出 33%。

因此，二氧化碳排放量也将增加33%。

在这一点上，我无法与韦斯争论。在我驾驶 60 千瓦时 Model S 行驶 3,000 英里的过程中，我的平均耗电量为 343 瓦时/英里。由于我的 60 千瓦时汽车比更重的 85 千瓦时车型效率高出约 7%，因此这相当于实际续航里程较长的汽车耗电量为 367 瓦时/英里。

由于我的驾驶——以及韦斯提到的 48 位特斯拉车主的驾驶——大多发生在冬季，因此我预计随着天气变暖，平均能源使用量会下降。（我已经看到我的效率在 5 月份有所提高。）我估计，85 千瓦时的 Model S 在现实世界中的全年数字为 340 瓦时/英里。

但我不会对韦斯的 375 这个数字提出异议。

因此，增加 33% 后，特斯拉声称的 Model S 有效碳排放量将从 163 克/英里增至 216 克/英里，与丰田 Prius V 的排放量大致相同。

*充电损耗导致碳排放量增加 18%

并非每千瓦时从墙上插座输出的电能都进入 Model S 电池。根据 EPA 数据和车主报告，韦斯估计 Model S 的实际充电效率约为 85%。

再次，韦斯的观点是正确的。我测量过我自己的汽车的充电损耗为 10% 到 15%。特斯拉在其网站上称其“峰值充电效率”为 92%。平均充电效率为 85% 似乎是合理的。

这意味着 Model S 从插头吸取的电量通常比其驱动汽车所需的电量多 17%。

所以现在我们的 Model S 的碳排放量高​​达 254 克/英里，略低于 2013 款本田思域。

*吸血鬼的损失使排放量进一步增加55%

哇哦！这真是一个令人震惊的说法。这意味着“吸血鬼损失”——Model S 在关机状态下停在车库中时消耗的电量——几乎与特斯拉声称的汽车在行驶过程中消耗的电量相当。

韦斯引用了多个来源（包括我自己在这个网站上关于 Model S 吸血鬼损失的报告），得出吸血鬼损失的数字为每天 5.1 千瓦时。然后，他将这个数字与每年行驶 7,728 英里的估计值相结合，得出结论，与吸血鬼有关的 Model S 二氧化碳排放量为每英里 140 克。

这使他的新总排放量达到 394 克/英里，与宝马 5 系大约相同。

我认为 Weiss 的吸血鬼耗电量数字有点高，但并非不可能。我测量了墙上吸血鬼耗电量，我的车平均每天耗电量为 4.5 千瓦时。

韦斯之所以给出如此高估的估值，原因之一可能是他显然误解了 Model S 电池的热管理系统。他声称，由于需要额外的电量来保持电池温度，30 到 50 度范围内的电池损耗几乎是 50 到 80 度范围内电池损耗的三倍。

这完全是错误的。我没有注意到这样的变化。

特斯拉的一位代表向我证实，当汽车处于闲置状态时，Model S 电池不受温度控制，因此不存在电池加热/冷却耗电现象。（埃隆·马斯克已公开证实了这一点。）在每天一次的“补充”充电周期之前进行短暂的预热/冷却对电池的消耗影响微乎其微。

我还对 Weiss 估计的 Model S 平均每年行驶里程仅为 7,728 英里表示质疑。（他得出这个数字的公式太长了，这里不便分析。）

为什么 Model S 车主的驾驶里程还不到全国平均水平（13,476 英里/年）的一半呢？我知道，自从我买了 Model S 之后，我自己的驾驶里程实际上增加了，只是因为驾驶这辆车实在是太爽了。

这只是暂时的

但是，在有关吸血鬼力量消耗的部分，除了拼错我的名字之外，魏斯最大的错误在于，他暗示这些每日的损失是一种永久的长期状况。

事实上，特斯拉一直在致力于改进“睡眠模式”软件，以减少吸血鬼损失。该公司的下一次重大更新将于今年夏天发布，预计将使吸血鬼损失减少一半。

特斯拉发言人莎娜·亨德里克斯 (Shanna Hendricks) 表示，到今年年底，这些部门将基本被淘汰。

韦斯承认承诺的睡眠模式，但怀疑它是否会带来任何改变。“历史（以及电池的机制）表明，它不会显著降低空闲时的功耗，”他写道。

我认为会的。到今年年底，韦斯的 55% 论点将化为泡影。

预计会有新的睡眠模式，我将忽略吸血鬼损失，并坚持使用 254 克/英里作为 Model S 的碳足迹，而 Weiss 的吸血鬼膨胀数字为 394 克/英里。

*电池产量增加39%

汽车制造会增加其一生的碳排放。众所周知，锂离子电池的制造是一个碳密集型过程。问题是，碳排放有多少？

对于电池生产碳排放数据，韦斯主要依赖《工业生态学杂志》的一项离群研究。该研究对锂离子电池生产碳足迹的估计远高于以前的研究，并且该研究因众多错误而受到博客圈的批评，这些错误太过深奥，无法在此一一列举。

另一方面，美国化学学会期刊 2010 年的一项研究得出结论，电池对环境的影响“相对较小”。该研究估计，电池生产使电动汽车的行驶排放量增加了约 15%。

加州空气资源委员会 2012 年的一项研究显示，这一数字为 26%，假设加州发电厂的混合结构。但如果你调整到污染更严重的美国国家电网发电厂组合，驾驶排放量就会上升。因此，电池生产的百分比份额也会下降，降至约 15%。

事实上，特斯拉甚至可能比这些较低的数字还要好。在电动汽车制造商中，特斯拉是唯一一家使用地球上生产效率最高的锂离子电池的制造商：“商品”18650 笔记本电脑电池，松下在高度自动化的工厂中生产了数十亿个这种电池。（我不知道这些电池有任何碳生命周期分析。）

我们将采用主流共识数字 15%，这使 Model S 的总碳排放量达到 292 克/英里，而 Weiss 的电池增强型总碳排放量为 547 克/英里。

碳摘要

我们得出 Model S 的实际有效二氧化碳排放量为 292 克/英里。诚然，这比特斯拉在其网站上声称的要高得多

但比大切诺基差吗？几乎没有。

V-6 大切诺基配备最小的 3.6 升 V-6 发动机时，其官方 EPA 二氧化碳排放量为 479 克/英里。而更强大的 V-8 车型的二氧化碳排放量则高达 592 克/英里。

哎呀……

几天后的后续帖子中，韦斯改变了看法，并大幅下调了他对 Model S 碳排放量的预估。

他承认，在计算每英里的吸血鬼损失时，每年 12,000 英里的总距离更能进行比较。他还将他对空闲功率损失的估计降低到每天 3.5 千瓦时。

而且，奇怪的是，他根本没有考虑电池生产的碳足迹。

利用这些新数字，他重新计算出特斯拉的总有效碳排放量为 346 克/英里，比我上面计算的 292 克/英里高不了多少。

韦斯还降低了 SUV 的评级，指出即使按照他修改后的 346 克/英里的较低数字，Model S 的碳污染仍​​然比丰田汉兰达更严重，后者的环保署评级为 312 克/英里。

那么汽油生产中产生的碳又如何呢？

但是，尽管韦斯热衷于详尽分析电力生产的碳足迹，却忘记提及生产汽油也有自己的碳足迹。

根据麻省理工学院能源实验室 2000 年的一份报告，汽油生产占一辆典型汽车一生中二氧化碳排放量的 19%。实际驾驶汽车产生的碳排放量约占其一生碳排放量的 75%。

因此，燃料生产产生的碳足迹会使燃气汽车的标称二氧化碳排放量增加约 25%。

抱歉，韦斯先生。如果你对汽油车应用与特斯拉相同的规则，你的丰田汉兰达的碳排放量将从 312 克/英里上升到 390 克/英里。

在这种经过调整的同类基础上，特斯拉的 292 克/英里的数据与 Scion iQ 的数据大致相当。

*其他污染物

随着人们对全球变暖和碳排放的担忧日益加剧，传统意义上的“烟雾”空气污染——主要是氮氧化物（NOx）和二氧化硫（SO2）——已逐渐被淡忘。

由于严格的排放法规，现代汽油汽车几乎不排放这些对肺部有害的污染物。但不幸的是，燃煤发电厂却并非如此。

韦斯计算出，动力装置的排放使 Model S 的实际氮氧化物污染水平约为美国环保署对燃气汽车的限制的三倍。（我不相信他怀疑吸血鬼损失的存在。）

二氧化硫的情况则更糟糕。韦斯计算出 Model S 的有效二氧化硫排放量相当于约 400 辆汽油车的排放量。（再次强调，可疑吸血鬼数据不予考虑。）

韦斯写道，“在包括加利福尼亚州在内的许多州，如果烟雾测试中心能够通过排气管测量特斯拉 Model S 的有效排放量，车主将面临罚款、处罚，或者根据该州的‘旧车回购’计划出售车辆。”

就二氧化硫而言，燃气汽车非常清洁，而燃煤发电非常肮脏，以至于一个 60 瓦的灯泡所排放的二氧化硫量实际上与一辆以 60 英里/小时行驶的普通汽油车相当。

坦白说，我无法反驳这些令人不安的数字，而且我也没有看到任何地方驳斥这些数字。但它们更多地反映了针对燃气汽车的严格排放法规和对排放二氧化硫的燃煤发电厂的极其宽松的规定，而不是针对 Model S 的规定。

尽管如此，我对从我的特斯拉虚拟排气管中喷出的二氧化硫感到有点内疚。

至少我住在纽约州，该州的发电量中只有 10% 是使用煤炭。这大约是美国全国发电量的四分之一，所以在二氧化硫排放量方面，我的汽车“只”比汽油汽车差 100 倍。

幸运的是，我并不孤单；绝大多数电动汽车都在低煤电网的州运行，例如加利福尼亚州、华盛顿州和纽约州。

而且电网也正在慢慢变得更加清洁。随着越来越多的风能、太阳能和天然气投入使用，以及老旧煤电厂的关闭，我的有效二氧化硫排放量将稳步下降。

所以最后…

经过这一切，结论似乎很清楚：我驾驶的是一辆超棒、高性能、五座全电动豪华运动型轿车，其从油井到车轮的碳排放量与一辆带有两个真正座位的微型 Scion 微型车相同。

有人对此有意见吗？

当谈到虚拟尾气排放、碳排放和其他方面时，Model S 并不完美。

但如果你问我，这是朝着正确方向迈出的一大步。

本文由 David Noland 撰写，最初发表于《大众科学》的出版合作伙伴《绿色汽车报告》。请在 Facebook 和 Twitter 上关注 GreenCarReports。