电动汽车电池推动循环经济面临的3大挑战

Electric vehicles could lead us to a low-carbon future – if we can recycle their batteries.
Electric vehicles could lead us to a low-carbon future – if we can recycle their batteries.Image: Reuters/Fabrizio Bensch
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  • 电池是推动社会向低碳转型的关键因素,预计到2030年,至少每两辆售出的汽车中就有一辆为电动汽车。

  • 尽管电动汽车带动了全球90%的锂离子电池需求,但能够高效回收稀缺材料以延长其使用寿命的协作网络尚未形成。

  • “循环汽车倡议”的行业参与者已设计出电动汽车电池的循环蓝图,以最大限度地提高其可持续性。

2020年至2021年间,电动汽车(EV)销量增长了50%,达到660万辆。到2030年,电动汽车在部分市场可能占汽车总销量的50%以上,这得益于各主要市场淘汰内燃机汽车的相关法规。随着汽车、卡车和公共汽车越来越多地采用电池驱动并实现零尾气排放,道路出行日益增长的需求可以在不损害全球变暖控制和人类健康的前提下得到满足。但是,当电动汽车的电池不再适用时,会发生什么?我们是否正在解决一个挑战的同时,又制造了下一个重大挑战?

电动汽车中的复杂电池组由钴、铜、锂和镍等材料制成,这些稀缺金属的开采会带来严峻的环境和社会成本。新电池的大部分碳排放来自采矿和精炼过程,其社会影响远未得到解决。同样,被《巴塞尔公约》列为危险废物的电池处置,可能带来更多的可持续性挑战和成本。《巴塞尔公约》,可能带来更多的可持续性挑战和成本。

我们很荣幸成为“循环汽车倡议”的倡导企业,该倡议旨在汇聚行业领袖,共同降低汽车价值链中的全生命周期总排放。亚德诺半导体(ADI)致力于在尖端领域提升智能化水平,并确保电池全生命周期管理的透明度,涵盖从电池制造到二次利用应用的各个环节。

Vincent Roche,亚德诺半导体(Analog Devices)首席执行官

要实现出行领域的电动化,电池需要得到有效的回收、处理、再利用和循环利用。到2030年,仅欧洲就有超过100万块此类电池需要经过这一流程处理。再生材料可减少约电池碳足迹的40%,并解决电动汽车全生命周期足迹中的大部分问题。这对电动汽车产生了巨大影响,因为生产排放的一半都包含在电池之中。然而,有三大挑战有待克服:

1. 建设电动汽车电池价值链沿线的能力

由于每块电动汽车电池由多个电池单体组成,分析其状态并非易事。在评估电池的质量和损耗情况后,需要确定每块电池的未来去向——这不能仅依赖单一企业,而应取决于整个市场能否以尽可能高效的方式进行处理。例如,仍有一定电量的电池可以作为移动车辆充电的电源包进行二次利用。电量所剩无几的电池则可以研磨成细粉,提取锂、镍、锰和锂等原材料,然后重新进入电动汽车电池生产循环。能够接收并安全储存各类报废电池的专用区域性中心,目前仍处于起步阶段。

只有采用循环方式,我们才能支持实现未来几年交通运输净零排放这一终极目标;这一目标还需通过与电动化进程中的每一方合作伙伴携手推进,贯穿可持续交通发展的每个阶段来加以推动。

Joachim Rosenberg,沃尔沃集团执行副总裁兼沃尔沃能源公司总裁

2. 为电动汽车电池价值链投资构建商业论证

回收报废电池及管理必要物流所产生的成本,影响着整体商业论证,并阻碍规模经济的形成。据“循环汽车倡议”成员介绍,单个电池回收成本是当今电池动力交通领域最突出的问题。仅报废(EoL)电池的运输成本就可能占到“循环汽车倡议”成员电池回收成本的41%。

Umicore(优美科)在电池回收方面已积累了丰富经验,并正为即将到来的大量报废电池做好准备,以确保没有战略金属被浪费。“循环汽车倡议”为在这一前所未有的出行变革中充分挖掘电池回收价值,提供了亟需的机遇。

Mathias Miedreich,Umicore(优美科)首席执行官

电动汽车电池市场正蓬勃发展。仅电池电芯市场预计年均增长率将超过20%,到2030年达到3600亿至4100亿美元。尽管汽车制造商和供应商正在尝试开展报废电池业务,但其商业可行性尚未在规模化层面得到验证。这一新兴领域有时因企业视其为竞争领域而未能开展协作开发。为此,包括亚德诺半导体、宁德时代(CATL)、DHL、Hoppecke、捷豹路虎、Li-Cycle、马恒达、梅赛德斯-奔驰、沃尔沃集团和Umicore在内,参与“循环汽车倡议”、覆盖汽车电池价值链的十余家企业,决定共同制定一份蓝图,以建立合作伙伴关系,并改善价值链电池管理的商业论证:

功能完善的电动汽车电池循环价值链应呈现的样子Image: 世界经济论坛

3. 实现流程标准化

电动汽车电池循环利用面临的另一重大挑战,是缺乏一套通用标准,用于监测电池健康状况、回收硬件并处理逆向物流——即在产品生命周期末端重新获取其价值。若无通用标准,各企业就不得不根据电池失效的具体情况各自制定个性化要求。因此,供应商难以实现运营和服务的协同。电池仍游离于回收循环之外。

对于电动汽车等可持续出行产品而言,报废管理至关重要。循环利用有助于降低其环境影响,而物流在这一过程中发挥着关键作用。

Fathi Tlatli,DHL全球汽车出行业务总裁

毫无疑问,电动出行的全球循环经济方法需要价值链沿线的公共与私营利益相关方共同推动。通过“循环汽车倡议”,整车制造商、零部件供应商和物流企业已优先推动报废电池管理的联合行动:

  • 分享有关预期报废电池分销、退回及回收的经验。

  • 探索潜在的联合集中处理方式,以及通过共享的(区域)回收中心安全运输报废电池。

  • 分享有关如何对电池进行分类、拆解、修复和回收的经验。

电动汽车代表未来,并有潜力通过尾气减排,在实现净零排放的竞赛中大幅减少全球二氧化碳排放。然而,如果汽车行业为满足电池需求,在制造端仍大量排放,这一减排效果将大打折扣。通过构建循环电动汽车电池价值链,对材料进行分析、实现流程标准化并创造利润,电动出行将以快车道驶向低碳世界。

• “循环汽车倡议”是一个由汽车价值链各环节利益相关方组成的社区,该社区运用循环原则,以降低全生命周期总排放,并确保汽车行业牢牢立足于1.5°C情景之内。

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