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为什么新能源车需要循环经济方法？

2022-02-10 11:19:30·  来源：艾科森环境技术  
　
电动汽车可以帮助减少温室气体排放并提供可持续的交通系统。但需要考虑电动汽车的整个生命周期，以避免在努力实现必要的气候目标时产生资源问题。随着全球各国政
电动汽车可以帮助减少温室气体排放并提供可持续的交通系统。但需要考虑电动汽车的整个生命周期，以避免在努力实现必要的气候目标时产生资源问题。
随着全球各国政府寻求按照《巴黎协定》减少温室气体排放并限制其他对健康造成负面影响的污染物，出行的未来——尤其是道路交通——成为了越来越多关注的话题。实现此类减排所需的向更可持续运输的过渡正在推动电动汽车销量的增长，这种增长可能会在未来几年加速增长。但是，虽然肯定需要交通电气化，但制造电动汽车本质上是资源密集型的，目前尚不清楚至少在短期内是否有必要的资源来满足这种不断增长的需求。
运输部门使用的钢和铝分别占全球这些材料使用量的 17% 和 27% 左右，其中大部分用于车辆；并且塑料在车辆成分中的份额持续增加，随之而来的是与化石燃料原料相关的问题. 车辆通常还集成了复杂的电子设备（这就是 COVID-19 大流行期间半导体芯片短缺导致车辆生产延迟的原因）。对于电动汽车，许多电机技术都需要稀土磁体，而电池则需要其他关键原材料——包括锂、钴和石墨。电池在电动汽车生命周期内对环境的影响中占很大比例：锂等材料需要从敏感和独特的环境中提取，而钴等材料则具有与采矿相关的社会风险，例如童工和冲突
当车辆的驾驶时间结束后，如何最好地处理车辆也是一个问题。高金属含量为金属报废回收利用提供了良好的商业案例。现在，工艺也已经足够完善，可以回收和再利用传统车辆及其部件（包括电池）中的大量材料。然而，二次材料的价格波动会影响商业案例，并且包括塑料、纺织品、玻璃和关键金属在内的剩余材料数量的增加意味着一些材料仍然经常被浪费；如果管理不当，有害残留材料也会带来风险。
为应对电动汽车带来的资源和回收挑战，此类汽车的报废管理需要从头开始。电动汽车尤其需要循环经济方法，以减少其对环境的影响，并确保在实现必要的气候目标时最小化权衡取舍。
当前的战略和政策
处理废物的循环策略包括再利用、修理、翻新、再制造和回收（图1）。已经有成熟的二手零件和汽车市场可以延长汽车的使用寿命，一个关键问题将是关于最佳使用寿命和循环策略，其细微差别会随着时间而改变。有必要平衡延长内燃机汽车和效率较低的电动汽车的使用寿命所带来的环境成本与更早将其送回回收利用以重新利用组件和材料以制造更高效的电动汽车的环境收益。与其他产品一样，延长现有车辆的使用寿命可能会延迟新电动汽车的使用7. 除了维修和保养策略外，还有通过汽车共享计划利用车辆闲置容量来加强电动汽车首次使用的策略。
图 1：电动汽车的循环策略。

电动汽车的使用寿命可以通过维修和再利用来延长。与制造相比，翻新和再制造对环境的影响较小，回收材料可以减少对新原材料开采的需求。
电动汽车的回收策略以及推动它们的政策才刚刚开始应对不断变化的汽车技术。自欧盟引入报废车辆指令以来已有 20 多年，该指令为车辆制造商带来了生产者责任延伸8。在实践中，生产者延伸责任要求生产者收回其产品以进行再利用、回收或再制造。它旨在减少废弃车辆的生命周期对环境的影响，并鼓励从一开始就考虑再利用和回收的生态设计。除欧盟外，日本、韩国和中国等国家也拥有高度集中、受监管的报废车辆管理系统。
电池和含有关键原材料的组件是制定循环经济战略的重点。有延长电动汽车电池寿命的再利用策略，遵循一系列策略，通过直接再利用、再利用、翻新和再制造来优化生命周期价值9。此外，已经有在储能系统中重新利用电池的市场。
循环性的挑战
Challenge of Circular

为了解决资源问题，激励生态设计的产品政策需要考虑多种，有时是相互冲突的循环策略。例如，替代和减少关键材料的数量可以减少提取的需要，但在后期回收中回收少量材料也更加困难。改变设计也创造了一个移动的目标，并且需要对特定要求进行监控和灵活性；此类政策面临的一个关键挑战是在确定性水平与适应技术和市场发展的能力之间取得平衡。
到目前为止，产品政策主要集中在硬件产品上，但随着电子集成和车辆自主性的提高，软件可以而且应该支持循环措施，包括更长的使用寿命、维修和维护。例如，对与硬件相关的专业诊断工具和软件的日益增长的需求被认为是维修和维护的障碍，如果它们不容易以合理的成本获得。扩大生产者责任和废物管理政策的重点是管理危险废物和一般回收至少成本。仅以回收为目标有时会导致激励回收而不是再利用策略。对规模经济和降低成本的关注也导致了与回收材料质量的权衡。电动汽车可能就是这种情况，对新汽车材料的需求导致这些材料的回收利用，而不是延长它们在现有电动汽车中的使用。
即使有生产者责任延伸制度，现有数据仍不足以全面了解汽车废品零部件和材料的去向，估计仍有相当数量的二手车和废品出口到国外，具有扩大生产者责任政策的地区．电动汽车及其零部件也可能出口到低收入国家，以发挥其巨大的再利用和再制造潜力. 这可以延长低收入国家的电动汽车寿命和使用电动汽车，但也可能在废物管理基础设施不发达的地方造成浪费——电子废物也可以类比。对材料的预期需求（也可能受到监管的推动）可能会推动对低收入国家更好的废物管理的投资，或鼓励将废物再出口到可以提取有价值材料的回收设施。
废弃电动汽车电池在火灾和有害污染方面带来挑战，而资源的回收需要对环境无害的回收。据估计，在理想条件下，回收报废电动汽车电池可提供 2040 年全球所需的 60% 的钴、53% 的锂、57% 的锰和 53% 的镍. 但我们目前离这样一个理想的情况还很远。与回收有利可图的铅酸电池不同，电动汽车电池的回收过程仍在发展中，再加上目前的低容量，这意味着回收主要由监管驱动。欧盟扩大生产者责任，以及包括中国、日本和印度在内的国家的废物管理法规，也专门针对电动汽车电池，但在世界大部分地区仍然缺乏有效的政策。
新电池法的外表
New Battery Regulation
2020年，欧盟提出新的电池法规15这旨在解决围绕电动汽车的许多问题，是迄今为止最雄心勃勃的政策。它旨在提高整个电池生命周期的透明度、可追溯性和问责制，它需要访问电池管理系统，并要求数字护照、碳足迹声明和最大阈值。除了传统的收集和回收生产者责任延伸目标外，它还对锂、钴和镍制定了特定的回收率，同时还规定了在新电池中使用回收材料的目标，以刺激需求。还建议对整个报废车辆的延长生产者责任立法实施特定的材料回收。
有人提出，针对电动汽车电池的这种雄心勃勃的规则可能会增加成本并减缓电动汽车的采用。但是，可以说，应该普遍激励提高供应链透明度。此外，向电动汽车的过渡在很大程度上仍应由逐步淘汰化石燃料汽车的政策推动，这些潜在的权衡凸显了政策组合和系统方法的必要性。增加的成本还可以激励交通方面的充分措施（即讨论移动需求以及电动汽车与其他交通选择满足什么需求），并最大限度地减少向电动汽车过渡的反弹效应. 循环经济讨论因没有充分考虑充分措施、成本和这些成本的公平分配而受到批评— 今后需要仔细考虑这些要点。
在设计电动汽车的循环经济政策和战略时，也需要讨论价值分配以及成本分配。数字产品护照已被提上政治议程，可能成为提供更好数据、使供应链更加透明和促进价值链参与者之间合作的关键部分。护照可能会产生回收费用，以跟踪车辆或组件，无论它最终成为废物，并有助于投资于健全的废物和资源管理系统。这可以确保车辆更长的使用寿命不会因废物管理不善而增加对环境的影响而进行权衡。
反过来，循环经济战略也需要考虑气候政策的目标。应考虑到所有国家从化石燃料过渡的需求，限制废旧车辆的跨境流动，以解决循环经济价值的流失。这种价值转移还可以帮助开发符合气候承诺的可持续交通系统。从循环经济战略中获得的特定国家和区域经济竞争力需要与全球应对气候变化的目标相平衡。最终，如果从气候和循环经济的角度来看，向电动汽车的过渡可能更具可持续性。
本文由杰斯卡 .卢思.里西特创作，转载注明艾科森环境技术

参考

  1. 1.世界钢铁协会。钢铁事实（2019）；
  2. 2.所有关于铝。铝材应用：运输中的铝材；
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  4. 4.哈珀，G. 等人。自然 575 , 75–86 (2019)。
  5. 5.Lèbre, É. 等。纳特。交流。11 , 4823 (2020)。
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  7. 7.Marcus, JS, Zachmann, G., Gardner, S., Tagliapietra, S. 和 Lykogianni, E.促进产品寿命：欧盟产品安全和合规框架如何帮助提高产品耐用性和解决计划过时问题，促进更多产品的生产可持续产品，并为消费者实现更透明的供应链？（欧洲议会，2020 年）。
  8. 8.欧洲议会和理事会。欧洲议会和理事会 2000 年 9 月 18 日关于报废车辆的指令 2000/53/EC (2000)；
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