回收电动汽车电池
汽车是美国最大的全球变暖污染源之一,占该国排放量的近四分之一。幸运的是,越来越多的电动汽车 (EV) 已经帮助减少了排放。在其使用寿命内,电动汽车产生的全球变暖排放量远低于内燃机汽车,即使化石燃料发电占主导地位。
汽油和柴油发动机对环境的影响主要来自行驶过程中的尾气排放,而电动汽车相关的全球变暖排放主要发生在“上游”,即在汽车运行之前、制造过程中以及为其供电时。这意味着,要使电动汽车技术更加清洁,应该针对电动汽车生命周期中的这些阶段,通过使用再生材料制造电池,并向电网添加更多可再生能源,这些措施可以对汽车整个生命周期的环境影响产生重大影响。
未来 15 年,美国道路上的电动汽车数量预计将大幅增加,从目前的约 100 万辆增加到可能数千万辆(取决于多种因素)。随着电动汽车需求的增加,对电动汽车电池的需求也将增加——而为了生产出足够数量的电池,我们必须解决许多物流、环境和道德障碍。
源头问题
每辆电动汽车的动力都来自数百个甚至数千个锂离子电池单元。每个电池单元都依赖于从世界各地开采的矿产,而采矿可能带来大量道德和环境挑战。例如,锂的开采会消耗大量的水。在世界上大部分钴产地刚果民主共和国,国际特赦组织和其他组织已充分记录了锂对社区健康和人权的负面影响。
按照目前的开采速度,电池中使用的关键矿物的储量可使用 50 年,但随着对电动汽车的需求不断增长(希望这一趋势能够持续下去),生产足够的矿物来制造这些电池的挑战也将随之增加。
幸运的是,回收利用提供了建立长期可持续的关键电池材料供应的可能性。通过从报废电池中提取这些材料,制造商可以避免开采新材料带来的道德和环境影响,并在未来 15 年内满足高达 30% 的总需求。随着电动汽车市场的增长,最终可回收利用的材料供应也将增长,从而更容易随着时间的推移持续满足电池需求。
尚未开发的潜力——储存
当电动汽车电池达到使用寿命时,必须以某种方式进行处理:重新利用、回收或处置。由于目前美国没有大规模运营的电动汽车电池回收设施,许多退役的电动汽车电池最终被闲置在仓库储存设施内。虽然这令人沮丧,但这也意味着有很大的改进空间。
锂离子电池的使用寿命预计可达多年,与大多数人更换汽车的速度类似——因为车辆磨损,或者因为老化和使用导致电池的储能容量下降到低于车主的最佳性能。不过,此时电池的原始容量可能仍会保留三分之二或更多:足以满足充电站供电或建筑物备用电源等需求。
不幸的是,如今各电动汽车品牌缺乏标准化的包装、标签和化学成分,这给以这种方式进行再利用带来了障碍。而目前的废物管理政策根本没有考虑到电动汽车电池。目前,全球只有不到十几家回收设施在处理电动汽车电池。全面投入运营后,它们的总产能每年只能回收 30 万块电池,约占当今全球电动汽车销量的 10%。到 2030 年代初,预计这种回收能力将仅占年销售额的 1%。显然,如果废物处理设施要跟上电动汽车的增长速度,就需要大规模扩建。
重复使用电池、回收材料和增加可再生能源发电量,对于减少电动汽车对环境的影响具有巨大潜力。随着需求的增加,政策可以在为电动汽车的未来做好准备方面发挥重要作用:为新电池中的回收材料制定严格的标准,建立负责任地处理报废电池的设施,制定使电池重复使用更加可行的标准,并为采矿和材料加工采用严格的环境和劳工标准。制造商以及州、联邦和国际政策制定者都应确保电动汽车尽可能可持续。
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