有足够的材料来制造所有所需的电动汽车吗?金宝博的网址

2022年11月15日上午8:44
2023年白色日产LEAF日产编辑部
杰西卡·邓恩
高级分析师

简短的回答是肯定的。但这是一个复杂的问题,所以让我们进一步挖掘。

向电动汽车(ev)的过渡是必要的金宝博的网址减少气候变化的排放。随着部署的增加,对锂、钴和镍等电动汽车电池材料的需求也将增加。这些材料主要通过两个来源供应:1)新开采的或2)回收的回收电池已经在流通。

使用回收材料对环境的影响显著减少,并且是新开采的材料的替代品,尽管它要求材料已经被提取,制造成电池,然后退出使用。

研究这表明,利用现有技术,有足够的已探明或潜在储量为全球交通运输业供电如果大量的电池被回收利用。在这种情况下,2100年的全球需求将达到钴储量的55%和锂储量的50%。

这与没有高回收率的未来形成了鲜明的对比。

如果不加大回收力度,就会出现短缺,或不太可能,但据估计,需求将超过经济上可开采的范围。在这种情况下,2060年的需求超过钴储量,约为锂储量的90%。换句话说,为了满足预期的需求,开采必须超出经济上可行的范围。储量的减少可能会增加材料成本,引发勘探和开发的增加,并可能扩大储量。

科学家们通过采矿来评估资源的可用性两类:总可用资源和储备。这种区分很重要,因为储量代表了全球资源经济而总资源则代表着对其的估计有限的全球资源.因此,储量估计远低于总资源,并根据物质价值、矿产勘探和技术发展而波动。

回收利用有很多好处

回收利用可以大大减少新的采矿需求,是实现可持续、安全和负担得起的电气化的重要战略。

回收如何更可持续?环境影响从使用回收的内容远远低于新开采的材料。由于通过回收回收的材料已经在经济中,与其生产相关的唯一影响是从电池运输到回收,预处理和回收。通过使用回收材料而不是新开采的材料,减少了约64%的气候变化温室气体排放。产生烟雾并影响人类健康的排放也可以得到缓解;硫氧化物可减少89%,氮氧化物可减少78%。

“净排放量”指的是使用回收材料而不是新开采的材料生产1公斤锂离子电池所减少的净排放量。“回收排放”指的是使用湿法冶金工艺进行回收的排放,“避免排放”指的是不使用新开采的材料制造每公斤电池而减少的总排放。这个数字的信息是从 Dunn等人(2022)

为什么回收是实现安全和负担得起的电气化的重要战略?除了比较可用的供需之外,还有很多其他因素这可能导致材料短缺,如处理能力不足和地缘政治供应链问题。回收利用可以确保当地的材料供应,减少新材料的需求,所有这些因素都可以降低成本。

回收材料能满足多少需求?

估计表明在美国,未来很大一部分电动汽车材料需求可以通过回收材料来满足。到2050年,回收材料可以满足电动汽车约45-52%的钴需求、40-46%的镍需求和22-27%的锂需求。在短期内,回收材料将代表更少的电池材料——随着更多材料的经济和电动汽车电池的退役,这一数字将会增长。

美国电动汽车电池材料需求的百分比,估计可以通过回收材料来满足。这也可以被称为回收内容。这个数字的信息是从 Dunn等人(2022)

由于开采的材料将需要补充回收的内容,我们需要确保道德和可持续的采购。此外,通过提高电池和电动汽车的材料效率,减少对汽车的依赖,转向更多的公共交通,降低物质需求也是至关重要的。

回收有利可图吗?

虽然运行中的回收设施的确切经济效益尚不清楚,但回收设施的扩建计划,以及使用国家实验室模型进行的回收成本估算,都表明锂离子电池回收是有利可图的(或很快就会有利可图)。由于回收在美国不是必需的,目前的回收是由于经济或资助的研究和开发。

回收收益很大程度上受到电池中所含材料及其市场价值的影响。在锂离子电池中有一个阳极(负极)和一个阴极(正极)。电池通过锂离子在正极和负极之间循环来充放电。

用于锂离子电池正极的材料各不相同。直到最近,大多数流行的电动汽车都装有钴和镍电池,因为它可以在小巧的尺寸下行驶很长时间。特斯拉和福特目前,他们正在向低端电动汽车的无钴化学材料过渡,称为磷酸锂铁(LFP)。镍和钴是昂贵的材料,对环境和社会的影响最大。总的来说,减少这些材料的使用是有益的,但它也降低了电池对回收者的价值。

随着电池中钴和镍的减少(或完全淘汰),回收仍然可以进行,但以目前的回收技术可能没有利润。由于回收不是必须的,而回收的发生主要是基于积极的经济效益,制定政策以确保所有电池都被回收是至关重要的,即使没有很高的经济回报。

这对锂离子电池材料的长期采购意味着什么?

制造电动汽车有足够的材料,但要使它们更可持续、更合乎道德、更实惠,回收是必要的。

从汽油到电力的转换为有效利用资源提供了巨大的机会。不像我们目前的系统,我们不断地提取石油,并在汽车和卡车上燃烧,加剧了空气污染和气候变化,我们用来制造电动汽车的矿物可以被捕获并重复使用,以支持下一代清洁汽车。金宝博的网址

目前,美国不要求锂离子电池回收,但我们知道回收正在发生,这要归功于报告回收商以及汽车制造商和回收商之间的合同。虽然这是一个很好的指标,但要求和支持电动汽车电池回收的政策仍然是必要的,以确保尽可能多的电池被回收,即使它不赚钱。

迄今为止,美国的电动汽车电池回收政策包括在回收研究、开发和示范方面的投资,例如在两党基础设施法.另一方面,加州正在更积极地探索回收要求。一组利益相关者最近提交了报告政策建议包括要求汽车制造商在电动汽车电池退役后负责回收。他们的过程和发现的概要可以在最近的一篇文章中找到博客我的。我们将密切关注下届立法会议,希望制定出好的政策。