电动汽车电池回收政策指导原则

2023年2月27日上午8:00
克里斯·康纳斯/ Flickr
杰西卡·邓恩
高级分析师

电气化我们的交通系统对于减少导致气候变化和不利健康影响的排放至关重要。这种电气化将需要更多的电池,因此需要更多的矿物质。从报废的电动汽车(EV)电池中回收这些材料是采矿的替代来源。从本质上讲,通过电池回收的材料可以替代未来的材料供应,否则需要从地球中提取以满足需求。

估计到2050年,美国可以用回收的矿物满足约一半的电动汽车对钴和镍的需求,以及四分之一的锂需求。而电动汽车已经导致温室气体排放量比汽油替代,使用这些回收材料大幅降低与材料采购相关的影响。

在回收之前,从电动汽车中退役的电池可以在电动汽车中使用“第二人生”应用程序。这意味着它要么在其他车辆中重用,要么在固定存储应用程序中重新使用。最终,电池将到达它的生命终点回收回收矿物质,然后再回到电池制造流程中。

循环过程从制造开始,流到电动汽车的第一次使用,重新利用第二次生命,回收,然后最终矿物回到制造。这被称为材料的圆度循环经济

电池政策在欧盟实施循环经济原则,是迄今为止最雄心勃勃的电池政策。它有可能通过扩大生产者责任和回收要求来增加电池的回收和回收材料的使用。在美国,加州也在探索回收和材料循环政策。到2022年,报告是由加州电动汽车电池回收咨询小组其中概述了该组织认为加州立法机构应该实施的政策。

这些团体讨论和提出的政策有可能增加电池的再利用、再利用和回收,并减轻与报废过程相关的影响,提高电池的可持续性。随着政策的发展,我们忧思科学家联盟(Union of Conc188金宝博erned Scientists)概述了以下高层原则,我们将用这些原则来指导我们的政策立场。

指导原则

  1. 增加电池回收和材料循环是可持续电池产业的必要条件。
  2. 生产商(在大多数情况下是汽车制造商)应该负责确保电动汽车电池被重复使用、重新利用,并最终回收利用。
  3. 电池回收过程应尽量减少对环境的影响,并具有较高的材料回收率,特别是锂,镍和钴。
  4. 在回收之前,如果电池是安全的并且有剩余容量,则应重复使用,翻新和/或重新使用。
  5. 在电动汽车的设计过程中,应该考虑到电池的寿命。
  6. 当电池在车辆中以及卸下后,应该可以访问电池随时间变化的健康状况信息。
  7. 政府资金应继续支持电池再利用、再利用和回收的研究和开发。

让我们进一步深入研究这些原则

增加电池回收和材料循环是可持续电池产业的必要条件。

回收已经上路的电动汽车是最可持续的材料来源方式。这些电池中含有高度浓缩的矿物质,可以通过循环利用加以回收。更新的回收流程报告回收率达95%,污染影响低。这是一个比焚烧技术更好的选择,目前焚烧技术不能回收任何锂,而且会排放温室气体和颗粒物。

一旦回收,这些矿物可以用来制造新的电池,因此减少了对新采矿的需求。总的来说,减少采矿可以使电动汽车更具可持续性,并减少因储存或填埋不足而导致的不当处理风险。

生产商(在大多数情况下是汽车制造商)应该负责确保电动汽车电池被重复使用、重新利用,并最终回收利用。

目前,美国并不要求电动汽车电池回收。虽然回收正在进行,但市场动态可能无法捕获所有退役电池,从而导致处置不当。一些较新的电池不使用钴和镍,这两种传统上是电动汽车中价值最高的矿物质。这种趋势是有益的,因为它导致了更低的成本和更环保的电动汽车。但另一方面,不含这些矿物质的电池回收目前并不有利可图。因此,如果没有监管要求,它们可能不会被回收利用。

一个潜在的政策解决方案是确定一个中央责任方,比如生产商,来确保电池被回收利用。明确责任可以提高回收率,激励规划和效率。

汽车制造商最适合这个位置,遵循称为扩展生产者责任(Extended Producer Responsibility, EPR)的典型政策结构。通过将责任集中到汽车制造商身上,它不仅确保了电池的回收,而且还激励生产商设计电池和电动汽车,使回收更容易、更便宜。

这已经在欧盟的电动汽车电池中实施,并由加州咨询小组提出(报告使用了“生产商回收”一词)。一种扩展的生产者责任是用来确保回收几个产品在加州,包括床垫、油漆和地毯。

电池回收过程应该对环境影响小,材料回收率高,特别是锂、镍和钴。

通过回收旧电池回收矿物比开采新材料要清洁得多,重要的是政策要使回收的环境效益最大化。这可以通过要求的材料回收率和环境影响报告来实现。技术在进步,一些新的回收公司表示95%物料回收率。应该使用现有的最佳技术,不允许使用不能回收锂的焚烧技术。

在回收之前,如果电池是安全的并且还有剩余容量,理想情况下应该重新使用、翻新和/或改变用途。

最终,所有的电池都应该回收利用。但在此之前,许多电池可以用于对环境有利的二次使用,如再利用、翻新和重新利用。重复使用和翻新是指在不同的汽车上重复使用相同的电池。重新利用是指在不同的应用中使用电池,例如用于固定存储以支持可再生能源发电。读很棒的博客,如果你想了解更多。

在电动汽车和电池的设计过程中,应该考虑电池的使用寿命。

当一辆电动汽车退役时,电池会从车上卸下,然后通常会进一步拆卸。如果在电动汽车和电池的设计过程中就计划拆卸,那么拆卸过程就会变得更安全、更高效。例子电动汽车和电池设计中潜在的解构工艺改进包括使用粘合剂代替粘合剂以及电池组设计的标准化。拆卸目前是一个手工过程,但如果电池标准化并被制造成可拆卸的,智能机器人就可以代替它来完成这项工作。

如果建立了扩展的生产者责任,自然会激励拆卸和回收的设计。

当电池在车辆中以及卸下后,应该可以访问电池随时间变化的健康状况信息。

电池健康指的是电池的容量和效率,它会随着时间的推移和使用而缓慢下降。该指标通常以百分比表示,并将电池的最大可用容量百分比与电池新时进行比较。对于电动汽车车主来说,了解电池的健康状况非常重要,这是一项从2026年开始要求的指标加州的电动汽车

从汽车上取下电池后,电池的健康也很重要。电池的健康状况是决定电池是否应该重复使用、重新利用或直接送去回收的关键决定因素。如果电池状况良好(即容量和效率相对较高),则应在回收之前将其重复使用或重新用于第二次使用。

目前,如果没有视觉损伤,电池再利用者会通过完整的充放电或专门设计的测试过程来监测电池的健康状况。这是昂贵和耗时的,但是如果在没有广泛测试的情况下提供这些信息,可以加快重新利用的速度,并降低成本。

政府资金应继续支持再利用、再利用和再循环的研究和发展。

当我们从汽油车转向更环保的电动汽车时,电池的回收和材料的循环应该是优先考虑的。正如在之前的博客在美国,已经有资金专门用于回收研究、开发和示范。虽然这笔资金对于发展更可持续的电池产业至关重要,但我们还需要要求并确保循环电池经济的政策。

电池回收政策的下一步是什么

在UCS,我们希望看到所有的电动汽车电池都被安全回收,回收的材料用于制造下一代电池。这些材料是满足未来需求和减少采矿需求的重要组成部分。

美国的政策应效仿欧盟(eu),扩大生产商责任,要求提高材料回收率,并增加获取电池信息的渠道。请继续关注更多深入探讨这些原则的博客。