电动自行车席卷欧洲，低碳绿色属性备受青睐
Anne De Bortoli
加拿大蒙特利尔大学工学院碳中和研究员
电动自行车在为用户提供一种轻松的方式来进行户外锻炼、享受新鲜空气、征服各式地形的同时，它也对环境有着积极的影响，不仅可以帮助减少碳足迹，也不会像汽车那样向空气中释放危险化学物质。电动自行车全生命周期中哪些环节排碳最多？还有哪些主要的温室气体排放环节？电动自行车的碳足迹能减小吗？
欧洲的电动自行车市场正在快速扩大。到2030年，电动自行车将占欧洲自行车总销量的约55%。
电动自行车是一种低碳的出行方式：平均行驶每公里排放13克二氧化碳当量。新能源汽车每公里排放高达60至75克二氧化碳当量。
电动自行车全生命周期中，大部分温室气体排放来自制造环节（94%），特别是铝制车架的制造。
二手脚踏车改装的电动自行车是最绿色环保的方案，因为省去了车架生产的环节。
若想进一步减少电动自行车的碳排放，可以考虑用其他材料替代铝，或者使用钠离子、固体电解质电池等。
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在欧洲，电动自行车销量近年猛增：2020年，欧洲销售的自行车中有20%（450万辆）是电动自行车，预计到2030年这一数字将上升至55%[1]。电动自行车是否会加剧全球变暖？
与许多其他交通方式相比，电动自行车已经非常绿色了！在法国，电动自行车行驶2万公里的碳排放为平均每公里13g CO2e（二氧化碳当量），而且这一数字包含了全生命周期的排放——从制造、使用、维护到报废。脚踏自行车的碳排放为10-12g CO2e/km，电动自行车与它几乎不相上下。
图片来源：Anne De Bortoil，基于2023年11月更新的数据: https://doi.org/10.1016/j.trd.2021.102743
注：法国（蓝）与德国（红）电动自行车碳足迹对比，左组柱状为2万公里里程，右组柱状为1.5万公里里程。
综合考虑环境因素，电动自行车是最环保的出行方式之一。在法国，电动列车的碳排放约为每名乘客35g CO2e/km，市区代步新能源小轿车为60-75g CO2e/km，燃油车和飞机都超过了100g CO2e/km，只有步行（1-2g CO2e/km）以及巴黎地铁、市郊火车RER（8-10g CO2e/km）比骑自行车更低碳。据估计，在法国一辆电动自行车只要使用里程超过1000公里，碳足迹就能比市区代步燃油小轿车低。
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法国电动自行车排放如此低，是否该归功于法国的低碳发电行业？
我七年前研究这个课题时，发现在中国的电动自行车的碳足迹比法国高3倍，不过现在中国的电力结构已进行了绿色转型，差距缩小了。德国目前发电排放的温室气体是法国的10倍, 在德国电动自行车行驶2万公里的碳排放为17g CO2e/km。不过总体而言，电动自行车的总碳排放不会很高，因为使用期间耗电量本来就少，全生命周期的大部分温室气体排放发生在制造过程中。
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为什么制造环节是电动自行车全生命周期中排放最多的环节？
对于一辆在法国行驶里程为2万公里的电动自行车来说，制造环节占其总碳排放的94%[2]。中国制造的电动自行车，生产过程中每个20kg铝制车架（不包括驱动系统）排放181kg CO2e；每块电池排放20kg CO2e；每台电机排放37kg CO2e。由此可见，制造车架的排放量是最高的，而这一切都归咎于炼铝。中国是世界铝精炼大国，铝产量占全球总量约一半[3]，尽管正努力降低发电碳排放，但炼铝本身的温室气体排量居高不下，从而拉高了电动自行车全生命周期的排量。也正因为此，即使把电动自行车的组装环节转移到法国，对减排依旧无济于事。
图片来源：PI France
与炼铝相比，电池的排放几乎可以忽略不计。因为新能源汽车的普及，电池的环境足迹引起了广泛报道。但是一辆汽车携带的电池多达数百公斤，而电动自行车的电池只有几公斤，排放量不可能太高。
电池的排量难以精确评估。我们对三十余篇关于锂离子电池的学术论文进行了分析，发现每篇得出的每千瓦时碳排放存在显著的差异，可高达10倍。毕竟，电池所需的矿物质的开采条件、提炼条件等工业数据不易获得。但无论如何，车架生产排量最高这一事实不会改变。对于此，可以考虑给既有的脚踏自行车加装电动力系统，以避免生产全新车架造成的额外排放。
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电动自行车全生命周期还有哪些主要的温室气体排放环节？
具体因国家而异。在法国，一辆电动自行车的全生命周期中维修占总排量的8%左右；平均每100公里耗电量为1kWh，相当于0.5g CO2e/km（约占总排放量的4%）。在德国，每行驶1公里排放5g CO2e（约占总排放量的29%）。当然，数据会因每辆自行车、每个使用者的具体情况，以及行驶区域的地形和发电结构而异。
就报废而言，在法国如果回收电池和材料，可以减少电动自行车6%的碳排放。遗憾的是，目前只有不到8%的电池得到回收。
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电动自行车的碳足迹能减小吗？
可以，比如通过上文所说的脚踏车改装和电池、材料回收。一辆车的使用寿命越长，每公里行驶的碳排放就越小。
由于车架占排放比例最大，所以应成为重点的关注对象，未来可以考虑使用钢材、木材等更环保的材料替代铝。另外，我们对电池开展了大量研究，评估钠离子、固体电解质等其他类型的电池对电动车碳排放的影响，其结果非常令人鼓舞。
作者
Anaïs Maréchal
编辑
Meister Xia
1. Deloitte, 08/2021, Consumer sector briefing : Ebikes on the fast track, disponible ici : https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/de/Documents/consumer-business/Sector-Briefing-E-Bikes-eng.pdf
2. D’après une mise à jour en novembre 2023 des données : https://doi.org/10.1016/j.trd.2021.102743
3. Site internet consulté le 24/11/2023 : https://alucycle.world-aluminium.org/public/global/index.html
