電動汽車（EV）已成為現代世界的偉大象徵之一，這個世界已經意識到不可持續性和氣候變化的深刻挑戰。以至於我們很可能想象深思今天對生命、宇宙和一切的回答可能合理地是“電動汽車”。但是，正如道格拉斯·亞當斯肯定會問的那樣，如果電動汽車是答案，那麼問題是什麼呢？
讓我們想象一下“完美”的電動汽車：太陽能驅動、高效、可靠且價格實惠。但它可持續嗎？由可再生能源驅動的電動汽車可能有助於減少交通運輸的碳足跡。然而，衡量可持續性的標準不僅僅是碳足跡，而是物質足跡：產品生產和消費過程中使用的生物質、金屬礦石、建築礦物和化石燃料的總量。一輛電動汽車大約一公噸的重量由金屬（包括稀土）、塑膠、玻璃和橡膠等材料構成。因此，全球對電動汽車需求的激增將推動對每種這些材料的需求增加。
任何製成品生命週期的每個階段都會產生環境成本：棲息地破壞、生物多樣性喪失以及從原材料開採、製造/建造到處置的汙染（包括碳排放）。因此，全球物質足跡的不斷增加從根本上說是氣候和生態雙重危機的原因。
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自工業革命以來，全球物質足跡與呈指數級增長的全球經濟（GDP）同步增長。這主要是由於在建立在無限增長基礎上的社會經濟系統中，超級富裕階層的過度消費。我們能否解決對無限增長的追求與隨之而來的環境破壞之間的根本衝突？
工業時代初級和衍生物理資源使用量的指數級增長：耕地（a）、化石燃料（b）、淡水（c）、金屬（d）、塑膠（e）。來源：Our World in Data(CC BY-SA 3.0 AU)
技術登場
技術創新和效率提升通常被認為是將物質使用增長與經濟增長脫鉤的途徑。雖然技術無疑在向可持續世界的轉型中發揮著至關重要的作用，但它受到基本物理原理和務實的經濟因素的制約。
例子比比皆是。幾十年來，飛機的發動機效率幾乎沒有提高，因為它們早已接近其理論峰值效率執行。同樣，由於構成光伏電池的半導體的物理特性，光伏電池的效率存在約 35% 的硬性限制；實際上，由於經濟和務實的原因，很少有超過 20% 的。大型風電場的發電量限制在每平方米約一瓦，這是尾流效應的一個簡單但完全不可避免的物理結果。過去五十年計算能力的驚人指數級增長將在 2025 年左右結束，因為物理上不可能使計算機晶片上的電晶體變得更小，而電晶體的尺寸已經大約是冠狀病毒的 5%。
無論是經典物理學、量子物理學還是固態物理學的原理，還是熱力學，每一種都對技術解決方案施加了不同但不可阻擋的約束。基本上，在過去一個世紀中實現令人難以置信的技術飛躍的物理原理也必然限制了它們。我們可能會考慮廣泛回收材料將抵消效率限制。回收至關重要；然而，雖然玻璃和金屬可以幾乎無限期地回收而不會損失質量，但紙張和塑膠等材料在變得過於退化之前只能回收幾次。
此外，回收本身可能是一個能源和材料密集型過程。即使物理定律可以被打破（它們不能）以實現 100% 效率的回收，但經濟增長的迫切需求帶來的額外需求也必然需要原始材料。關鍵是效率受到物理學的限制，但社會經濟結構“需求”沒有充足性限制。
不幸的是，情況甚至更加糟糕。經濟增長必須呈指數級增長；也就是說，經濟規模必須在固定時期內翻一番。如前所述，這推動了物質足跡的相應增加。為了理解指數增長的本質，請考慮電動汽車。假設我們有足夠的（易於開採的）鋰來為電動汽車革命提供未來 30 年所需的電池。現在假設深海採礦提供的這些材料量是目前的四倍。我們能滿足 120 年的需求嗎？不，因為目前鋰需求 10% 的增長率相當於需求每七年翻一番，這意味著我們只有足夠的量維持 44 年。實際上，我們將對海洋生態系統造成難以言喻的、也許是不可逆轉的破壞，只是為了為自己爭取幾年額外的原材料供應。
指數增長迅速且不可避免地淹沒任何有限的供應。對於病毒來說，這種有限的資源是人類 population，在地球的背景下，它是物理資源。
不可避免的推論是，物質使用與經濟增長基本上不可能脫鉤。而這正是已經發生的事情。Wiedmann 等人，2015 年對包括國際貿易中嵌入的物質足跡在內的幾個國家進行了仔細核算。在研究涵蓋的 1990-2008 年期間，沒有一個國家在持續一段時間內實現了計劃性的、故意的全經濟範圍脫鉤。全球北方國家相反的主張掩蓋了其生產的大量離岸外包，以及相關的生態破壞，轉移到了全球南方國家。
最近關於生態滅絕性的深海和幻想般的外行星採礦的提議，是對拒絕承認這些不方便真相的增長模式的必然結果。
什麼是可持續性？
這些觀察結果將我們引向可持續性的自然最低條件：所有資源使用曲線必須同時趨於平緩，並且所有汙染曲線同時消失。正是這種資源視角使我們能夠明白，為什麼電動汽車可能有助於抵消碳排放，但在無限增長的模式下仍然完全不可持續。
從資源角度看可持續性：呈指數級增長的資源使用和汙染（a 和 b）是不可持續的。我們將可持續性定義為趨於平緩的資源使用（c）和消除汙染（d）。來源：Aditi Deshpande
真正的問題
我們認為，物質消耗與 GDP 之間不可分割的聯絡使得無限增長模式與維持生態完整性不相容。因此，雖然電動汽車構成了氣候問題的部分答案，但在當前的模式下，它們只會加劇與不可持續資源消耗相關的更大人為危機。
真正的問題是：我們如何過渡到建立在公平人類福祉與生態完整性相協調基礎上的替代經濟模式？
這是一篇觀點和分析文章；作者或作者表達的觀點不一定代表大眾科學的觀點。