变“废”为“宝” --- 可循环材料助推新能源汽车全寿命“减碳”

以纯电动汽车为代表的新能源汽车由于采用电能代替化石燃料,在其使用阶段能够大幅度降低碳排放,成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。另一方面,由于新能源汽车在生产制造环节比传统燃油汽车采用更多可循环材料,在产品生命周期结束之后配套有全面且严格的报废回收法规。因此从全寿命周期考察,新能源汽车的发展普及过程中,通过提升可循环材料应用比例,可以更好的实现全寿命“减碳”目标。

与传统燃油车比较,新能源汽车的使用寿命相对较短,更新更快。根据国家规定,当动力电池容量衰减至80%以下,则会进行强制回收。目前三元锂电池的循环寿命在800次左右,磷酸铁锂电池可以达到2000次,因此动力电池的使用年限一般在5-8年。部分动力电池退役后可以通过梯级利用延长使用寿命,但依旧比传统燃油车10-15年的使用年限短。因此,在电池的生产制造过程中,使用易于循环使用的原材料就能更有效的降低生产和回收过程中的碳排放。例如,锂离子电池负极中采用铜箔作为集电体,就可以在电池回收拆解之后非常方便的进行回收再利用。

由于新能源汽车的动力系统主要采用电驱动。随着技术的发展,系统电压逐步提升到800伏特,高压线束的额定工作电流达到200安培。为了达到更好的导电性,新能源汽车的高压线束的导体基本都采用纯铜材料。同时,在新能源汽车的驱动系统中,驱动电机的定子与转子也大量采用铜电磁线。与传统燃油车动力系统主要采用的钢铁材料比较,铜的碳排放相对较低。根据2020年的统计数据,中国铜冶炼环节CO2总排放量919万吨,平均生产1吨电解铜CO2排放量为1.04吨。与之相对应,根据中国钢铁工业协会的数据,2019年中国钢铁企业的平均碳排放强度约为2.3-2.5吨二氧化碳当量/吨钢。

此外,由于铜的回收价值较高,全球各大主要市场已经建立了一个相对比较完善的回收与再利用体系。根据国际铜业协会中国区总裁周胜先生提供的数据,与铜的开采(初级生产)相比,铜的回收(二次生产)可节约85%的能源,1900年以来被开采的铜中,有2/3沿用至今。而这些再生的铜材料,由于省却了矿山开采、矿石运输、以及初级生产阶段的碳排放,其“减碳”效果更佳显著。

以“铜”为例,我们可以看到新能源汽车通过技术进步带来的全寿命阶段“减碳”的潜力。相信随着新能源汽车市场的增长,相关法规的完善、技术与产品的进步,报废回收与再生体系的成熟,会有更多的可循环材料被应用,助力新能源汽车的全寿命“减碳”目标的实现。