對美國縣的最新分析顯示,電動車造成的污染超過汽油車的地方 - 彭博社
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futureatlas.com / Flickr汽油車可能造成的環境危害低於電動車的想法似乎是不可思議的倒退。但在你輕易否定它之前,請考慮以下思維實驗。
從尾氣排放口的視角來看,電動車顯然佔據優勢:沒有排放,沒有污染,沒有問題。然而,如果將視角轉向煙囱,我們得到的畫面就大不相同。白天在路上沒有造成環境損害的電動車,晚上仍然需要充電。這需要大量由某個發電廠產生的電力,如果那個發電廠使用煤炭,那麼想象它從煙囱排放的污染物比一輛相應的汽油車從尾氣排放的還要多,並不困難。
彭博社城市實驗室一位藝術家重新構想童年的空間,結果卻充滿荊棘房地產開發商納夫塔利在邁阿密海灘尋找交易,推動佛羅里達發展美國的駕駛和擁堵率達到了歷史新高海牙成為全球首個禁止石油和航空廣告的城市所以,事實的真相取決於視角——而且,事實證明,地理位置也很重要。這是來自一組經濟學家的令人警醒的教訓,一項新的工作研究。研究人員使用細緻的、按縣級劃分的美國車輛排放數據,追蹤尾氣和電力網,繪製出汽油車和電動車分別造成更多污染的地方。在某些地方,電動車造成的相對危害如此之大,以至於它們不應該像目前的情況那樣被補貼,實際上應該被徵税。
“我們發現,收益在全國各地是大相徑庭的,”北卡羅來納大學格林斯伯勒分校的研究合著者斯蒂芬·霍蘭對CityLab説。“真正重要的信息是:位置,位置,位置。”
他們做了什麼
簡單來説,研究人員確定了每個美國縣的汽油車排氣管產生的排放和為電動車供電的電網產生的排放。如果這對你來説是足夠的方法論解釋,可以跳到下一部分。
如果不行,這裏有一些額外的細節。研究人員關注了五種主要污染物:二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、細顆粒物(PM 2.5)和揮發性有機化合物(VOCs)。他們考慮了11種不同的2014年電動車型,以及“最接近替代品”的汽油車。每當可能時,他們使用了精確的等效車型,比如福特福克斯,它有電動和汽油動力版本。
“事實證明,西部比東部乾淨得多。”對於汽油車,計算環境損害相對簡單。研究人員考慮了汽車的燃油效率評級(城市縣的城市裏程,非城市的高速公路里程)、污染物擴散(如平均風向)和環境損害的數量(對健康、基礎設施、作物等的影響)。這些數據共同提供了在特定美國縣駕駛某款汽油車一英里所產生的總排放。
確定電動車的可比損害則稍微複雜一些。在這裏,他們使用電動車的燃油效率等效值(每英里千瓦時)來計算它從區域電網中提取了多少電力。他們還知道美國1486個發電廠五種目標污染物的每小時排放情況。因此,對於每個縣,他們知道電動車插入時電網的反應,這告訴他們該車在發電廠產生了多少環境損害。
研究人員隨後將所有的損害估算轉換為美元價值。瞧:駕駛的環境成本在電動車和汽油車中都是如此。
他們發現了什麼
美國各縣汽油(左)和電動車(右)的估計損害;損害範圍從每英里大約1到5美分不等,綠色到紅色。Holland等,2015年,NBER上述地圖顯示了2014年汽油(左側)和電動(右側)福特福克斯的各縣環境損害。對於汽油車,最嚴重的損害——以紅色顯示,每英里超過五美分——往往發生在高度人口密集的城市地區。這是有道理的,因為尾氣排放在這裏造成的社會危害最為直接。較乾淨的綠色區域的損害接近每英里一美分。
對於電動福克斯,環境損害則更具區域性。在西部,電網通常較為清潔,電動車造成的損害很小(同樣,大約每英里一美分)。但在中西部和東北部,電力網往往依賴於煤電廠,排放造成的損害又回升到每英里接近五美分。德克薩斯州和南方地區則處於中間水平。
“事實證明,西部比東部乾淨得多,”Holland説。
在這些廣泛的趨勢中,有相當大的細微差別。一些地方,比如洛杉磯,是電動車的贏家。該市的空氣流域捕獲了汽油車的污染物,導致當地霧霾;與此同時,電力來自像內華達州這樣的清潔電網,因此環境損害既遙遠又微小。相反,你會看到南達科他州的一個典型縣,汽油車相對較乾淨。那裏對稀疏的當地人口造成的污染損害微乎其微;而電力則來自像伊利諾伊州這樣的人口密集地區的煤電廠,相比之下則較為骯髒。
“因此,即使在最極端的地區,現有的補貼——更不用説額外的州激勵——也無法通過對空氣污染的環境效益來證明其合理性。”在這兩個極端之間,有兩種地方或多或少是持平的。以紐約市為例。在那裏,汽油車和電動車都產生有害排放:尾氣對密集的當地人口造成傷害,但在中等密度的賓夕法尼亞州中部,煤電煙囱也造成類似的損害。與此同時,像內華達州的農村地區,由於原因不同而達到平衡:汽油車的影響不大,因為人不多,而電動車的影響也不大,因為能源網相對清潔。
這對政策意味着什麼
現在進入實際部分。利用當地的車輛行駛里程數據,霍蘭德及其團隊確定了電動車對每個美國縣的價值。他們通過從汽油車在150,000英里生命週期內造成的損害中減去電動車造成的損害來實現這一點。當這個數字為正時,電動車更清潔,因此值得補貼。當這個數字為負時,電動車更髒,因此應該徵税。
下面的地圖顯示了按縣計算的補貼:深綠色的地區值得獲得高達$5,000的補貼;深紅色的地區則應徵收超過$5,300的税。
美國各縣估算的電動車補貼。霍蘭德等,2015年,NBER我們再次看到明顯的地理分界。加利福尼亞的都市地區表現最佳,而中西部地區表現最差。電動車值得顯著補貼的地區包括洛杉磯($4,958)、舊金山($3,086)和聖地亞哥($2,986)。達拉斯($1,144)和休斯頓($1,140)也表現良好。然而,即使在洛杉磯,電動車相對於汽油車的環境效益最高,計算結果也沒有證明當前每輛車$7,500的聯邦補貼是合理的。
“所以即使在最極端的地區,現有的補貼——更不用説額外的州激勵——也無法通過對空氣污染的環境效益來證明其合理性,”霍蘭説。
在全國其他地方,電動車相對於汽油車幾乎沒有任何好處。在184美元的補貼下,紐約市基本上是持平。而在許多大都市中,電動車實際上造成的環境損害比汽油車還要多:亞特蘭大(-314美元)、芝加哥(-900美元)和華盛頓特區(-1,077美元)等。這些負數表明,電動車應該被徵税,而不是補貼。在非城市縣,這一税收平均達到2,200美元,在中西部的某些地區接近每輛車5,000美元。
平均而言,美國一個縣應徵收742美元的電動車税。“如果我們只是對電動車的購買設定一個全國性的補貼或税收,那麼我們的計算顯示這確實應該是一個税,而不是補貼,”霍蘭説。
研究結果顯示,建立一個有意義的聯邦電動車補貼的難度。簡單來説,並不是每個地方對電動車的受益都是一樣的。複雜的是,絕大多數電動車造成的損害(91%)是通過位於其他地方的發電廠產生的排放被轉移到其他州的。以下是考慮所有損害後的州級補貼地圖;只有12個州(綠色)應獲得補貼而不是税收:
考慮全面環境損害的各州建議電動車補貼。荷蘭等,2015年,NBER### 還有什麼需要考慮的
關鍵不是汽油車好,電動車壞;如果説有什麼的話,這提醒我們到處駕駛都有高社會成本——尤其是在城市中。
但這項工作確實建議了一種更好的方法來調整駕駛的環境成本,荷蘭説:根據車輛類型和地理位置收取每英里污染費。在南達科他州,汽油車的費用會比電動車低得多。在洛杉磯,汽油車的費用會高得多。在紐約,所有車輛都將支付高額的每英里環境費用,而在像內華達州的鄉村地方,這個費用將是最小的。(荷蘭還支持直接對骯髒的電力網徵税的想法。)
“經濟學家們長期以來一直支持收費以彌補污染造成的損害,”他説。“這將為個人提供激勵,儘量減少他們活動造成的損害。”
“汽油車將有其市場,但我們的計算顯示在某些地方電動車有顯著的好處。”研究者承認,這項研究最大的警告是,他們沒有考慮全面的“生命週期”排放分析——因此製造汽車、鑽探石油或運輸煤炭等事情並未包含在環境成本中。一些先前的研究發現,當考慮到所有影響的總和時,電動車比汽油車更清潔;其他研究發現,只有在為電動車充電的電網也很乾淨時,這才成立。
另一個批評是電動車並不是關於現在,而是關於未來。假設電力網會變得更清潔,遠離汽油車是接近零碳交通部門的唯一方法(更不用説避免對石油依賴的政治成本)。霍蘭德反駁説,日益提高的燃油效率標準也在使汽油車變得更清潔。如果這真的是關於未來,他説,那就讓我們補貼汽車研究,而不是汽車購買。
霍蘭德知道,反對傳統智慧的工作會引發強烈情緒。(“我們看到留言板上有人對我們説各種惡毒的話,”他説。)不過,歸根結底,他希望人們能理解電動車與汽油車的辯論是非常複雜的——而地理在政策方面扮演着關鍵角色。
“在這方面,我算是一個全面的人,”他説。“汽油車會有一個小眾市場,但我們的計算顯示,在某些地方電動車有顯著的好處。”
在我們的後續文章中閲讀一些關於這項研究的額外觀點和挑戰。