电动汽车（EV）已成为现代世界的伟大象征之一，这个世界已经意识到不可持续性和气候变化的深刻挑战。以至于我们很可能想象深思今天对生命、宇宙和一切的回答可能合理地是“电动汽车”。但是，正如道格拉斯·亚当斯肯定会问的那样，如果电动汽车是答案，那么问题是什么呢？
让我们想象一下“完美”的电动汽车：太阳能驱动、高效、可靠且价格实惠。但它可持续吗？由可再生能源驱动的电动汽车可能有助于减少交通运输的碳足迹。然而，衡量可持续性的标准不仅仅是碳足迹，而是物质足迹：产品生产和消费过程中使用的生物质、金属矿石、建筑矿物和化石燃料的总量。一辆电动汽车大约一公吨的重量由金属（包括稀土）、塑料、玻璃和橡胶等材料构成。因此，全球对电动汽车需求的激增将推动对每种这些材料的需求增加。
任何制成品生命周期的每个阶段都会产生环境成本：栖息地破坏、生物多样性丧失以及从原材料开采、制造/建造到处置的污染（包括碳排放）。因此，全球物质足迹的不断增加从根本上说是气候和生态双重危机的原因。
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自工业革命以来，全球物质足迹与呈指数级增长的全球经济（GDP）同步增长。这主要是由于在建立在无限增长基础上的社会经济系统中，超级富裕阶层的过度消费。我们能否解决对无限增长的追求与随之而来的环境破坏之间的根本冲突？
工业时代初级和衍生物理资源使用量的指数级增长：耕地（a）、化石燃料（b）、淡水（c）、金属（d）、塑料（e）。来源：Our World in Data(CC BY-SA 3.0 AU)
技术登场
技术创新和效率提升通常被认为是将物质使用增长与经济增长脱钩的途径。虽然技术无疑在向可持续世界的转型中发挥着至关重要的作用，但它受到基本物理原理和务实的经济因素的制约。
例子比比皆是。几十年来，飞机的发动机效率几乎没有提高，因为它们早已接近其理论峰值效率运行。同样，由于构成光伏电池的半导体的物理特性，光伏电池的效率存在约 35% 的硬性限制；实际上，由于经济和务实的原因，很少有超过 20% 的。大型风电场的发电量限制在每平方米约一瓦，这是尾流效应的一个简单但完全不可避免的物理结果。过去五十年计算能力的惊人指数级增长将在 2025 年左右结束，因为物理上不可能使计算机芯片上的晶体管变得更小，而晶体管的尺寸已经大约是冠状病毒的 5%。
无论是经典物理学、量子物理学还是固态物理学的原理，还是热力学，每一种都对技术解决方案施加了不同但不可阻挡的约束。基本上，在过去一个世纪中实现令人难以置信的技术飞跃的物理原理也必然限制了它们。我们可能会考虑广泛回收材料将抵消效率限制。回收至关重要；然而，虽然玻璃和金属可以几乎无限期地回收而不会损失质量，但纸张和塑料等材料在变得过于退化之前只能回收几次。
此外，回收本身可能是一个能源和材料密集型过程。即使物理定律可以被打破（它们不能）以实现 100% 效率的回收，但经济增长的迫切需求带来的额外需求也必然需要原始材料。关键是效率受到物理学的限制，但社会经济结构“需求”没有充足性限制。
不幸的是，情况甚至更加糟糕。经济增长必须呈指数级增长；也就是说，经济规模必须在固定时期内翻一番。如前所述，这推动了物质足迹的相应增加。为了理解指数增长的本质，请考虑电动汽车。假设我们有足够的（易于开采的）锂来为电动汽车革命提供未来 30 年所需的电池。现在假设深海采矿提供的这些材料量是目前的四倍。我们能满足 120 年的需求吗？不，因为目前锂需求 10% 的增长率相当于需求每七年翻一番，这意味着我们只有足够的量维持 44 年。实际上，我们将对海洋生态系统造成难以言喻的、也许是不可逆转的破坏，只是为了为自己争取几年额外的原材料供应。
指数增长迅速且不可避免地淹没任何有限的供应。对于病毒来说，这种有限的资源是人类 population，在地球的背景下，它是物理资源。
不可避免的推论是，物质使用与经济增长基本上不可能脱钩。而这正是已经发生的事情。Wiedmann 等人，2015 年对包括国际贸易中嵌入的物质足迹在内的几个国家进行了仔细核算。在研究涵盖的 1990-2008 年期间，没有一个国家在持续一段时间内实现了计划性的、故意的全经济范围脱钩。全球北方国家相反的主张掩盖了其生产的大量离岸外包，以及相关的生态破坏，转移到了全球南方国家。
最近关于生态灭绝性的深海和幻想般的外行星采矿的提议，是对拒绝承认这些不方便真相的增长模式的必然结果。
什么是可持续性？
这些观察结果将我们引向可持续性的自然最低条件：所有资源使用曲线必须同时趋于平缓，并且所有污染曲线同时消失。正是这种资源视角使我们能够明白，为什么电动汽车可能有助于抵消碳排放，但在无限增长的模式下仍然完全不可持续。
从资源角度看可持续性：呈指数级增长的资源使用和污染（a 和 b）是不可持续的。我们将可持续性定义为趋于平缓的资源使用（c）和消除污染（d）。来源：Aditi Deshpande
真正的问题
我们认为，物质消耗与 GDP 之间不可分割的联系使得无限增长模式与维持生态完整性不相容。因此，虽然电动汽车构成了气候问题的部分答案，但在当前的模式下，它们只会加剧与不可持续资源消耗相关的更大人为危机。
真正的问题是：我们如何过渡到建立在公平人类福祉与生态完整性相协调基础上的替代经济模式？
这是一篇观点和分析文章；作者或作者表达的观点不一定代表大众科学的观点。