Создание устойчивой цепочки создания стоимости аккумуляторов для электромобилей

Переход на более чистые виды транспорта имеет первостепенное значение для решения проблем глобального потепления. Существующие технологические возможности и политические рамки привели к увеличению внимания во всем мире к использованию электромобилей (EV) в транспортном секторе. Большинство стран согласовали свою политику с целью стимулирования и предоставления инфраструктурной поддержки для разработки электромобилей и повышения их признания потребителями. Хотя некоторые развитые страны последовали более комплексному подходу, включив аккумуляторы с истекшим сроком эксплуатации (EoL) в свою политическую структуру, многие из них еще не разработали четких руководящих принципов. Переработка батарей EoL приносит пользу окружающей среде и здоровью человека, а ненаучное обращение с батареями EoL может иметь опасные последствия. В этой аналитической записке рассматриваются текущие технологические и политические возможности и препятствия на пути улучшения цикличности аккумуляторных систем электромобилей. В обзоре рекомендуется разработать устойчивую глобальную структуру в этом направлении.

Атрибуция:Перминдер Джит Каур и др., «Построение устойчивой цепочки создания стоимости аккумуляторов для электромобилей», Обзор политики T20, июнь 2023 г.

Целевая группа 4: Подпитка роста: чистая энергия и экологический переход

Декарбонизация транспортного сектора имеет решающее значение для выполнения обязательств по борьбе с изменением климата. Эта задача дает странам «Большой двадцатки» возможность стать совместным стратегическим подразделением в области новых решений устойчивой мобильности. Группировка имеет уникальные возможности для развертывания электромобилей (EV) в расширенном масштабе, перепрыгивая традиционные модели мобильности, которые увековечивают заторы, загрязнение воздуха и зависимость от импорта нефти, одновременно снижая стоимость аккумуляторов за счет эффекта масштаба даже быстрее, чем темпы в что предвидят текущие прогнозы.[1]

Политики всего мира настаивают на собственной разработке литиевых элементов, что, как ожидается, увеличит спрос на сырье. За последние четыре года или около того был подписан ряд сделок и договоров на поставку сырья, такого как редкоземельные элементы и другие важные минералы, необходимые для производства компонентов аккумуляторных элементов. Отдельные страны обладают небольшими запасами необходимых критически важных минералов для литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов. Многие страны не имеют запасов некоторых важнейших литий-ионных компонентов, включая литий, кобальт и никель, а также меди, используемой в проводниках, кабелях и шинах. Китай является мировым лидером в производстве компонентов для литий-ионных аккумуляторов (LiB), его мировая доля составляет около 51 процента.[2]

В литий-ионных батареях материалы катода различаются, но стандартные составы включают такие минералы, как литий, алюминий, кобальт, марганец и никель, а анод изготовлен из графита. При переработке аккумуляторов можно получить около 95 процентов этих металлов, которые будут повторно использованы при производстве новых аккумуляторов. В этом отношении устойчивая и устойчивая цепочка создания стоимости требует решения таких ключевых проблем, как ограниченность ресурсов, экологические последствия обширной добычи полезных ископаемых, неиспользованные батареи, попадающие на свалки, а также геополитические риски, связанные с зависимостью от импорта этих важнейших компонентов на фоне колебаний цен в мировой рынок из-за нарушений в цепочке поставок.

Общие процессы цепочки поставок аккумуляторов для электромобилей «от колыбели до могилы» состоят из четырех этапов: добыча сырья; производство, включающее производство элементов и аккумуляторов, а также сборку автомобилей; потребление; а также переработка, использование и окончательная утилизация.[3] Цепочка создания стоимости аккумуляторов для электромобилей начинается с добычи таких ресурсов, как литий, никель, кобальт, фосфор, медь и графит, за которым следует производство элементов. Такие компоненты, как катоды, аноды, электролиты и сепараторы, собираются для производства элементов и батарей. Потребление компонентов клеток приводит к снижению эффективности, увеличению объемов переработки и повторного использования (рис. 1).

Рисунок 1. Размеры жизненного цикла аккумуляторов электромобилей.

Как правило, аккумуляторы изымаются из использования в электромобилях, когда запас хода и производительность перестают быть приемлемыми для водителя. Аккумуляторы для электромобилей обычно сохраняют 70–80 процентов полезной энергии после завершения всего жизненного цикла и повторно используются для подключения к сети и приложений BTM. По сравнению с батареями в двух- и трехколесных транспортных средствах, аккумуляторы для электромобилей в автомобилях благодаря своей емкости подходят для большего количества применений повторного использования. Повторное использование для сетевых приложений составляет от двух до пяти лет. Обычно предполагается, что их производительность падает ниже 70-80 процентов от первоначальной паспортной мощности, что требует научно разработанных стратегий очистки.[4]