電動汽車原罪剖析：高污染or真環(huán)保

電動汽車真的環(huán)保嗎？揭露背后的礦藏掠奪與回收困境。

撰文|飲馬流花河

出品|零碳知識局

不久前，來自綠色和平組織的環(huán)?；顒尤耸空归_了一場針對金屬公司（TMC）的深海采礦勘探船只的和平抗議。

在傾盆大雨中，他們乘坐皮劃艇，在該公司的近海鉆探船周圍劃動并抗議，之后幾名活動分子成功登錄該船，阻止了TMC公司的深海數(shù)據(jù)收集活動。

綠色和平認(rèn)為，深海礦藏開發(fā)會破壞海洋生態(tài)、釋放污染物、影響海底儲碳系統(tǒng)，對地球環(huán)境造成不可逆影響，重蹈石油鉆探的覆轍。

占領(lǐng)行動發(fā)生在克拉里昂·克利普頓區(qū)（CCZ），該區(qū)域位于墨西哥和夏威夷之間，含有數(shù)十億個富含鈷、鎳和其他礦物質(zhì)的多金屬結(jié)核，“鋰、鎳、鈷”被稱作電池金屬，對于電動車、動力電池等綠色技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，TMC公司正在進行最后的考察，然后提交有史以來首個商業(yè)利用國際海床的申請，推動深海礦藏的開發(fā)。

  ISA深海底采礦勘探區(qū)域

而目前，深海采礦行業(yè)仍然缺乏明確的國際規(guī)則。國際海床管理局（ISA）負責(zé)該領(lǐng)域的規(guī)則制定，在2023年的年度會議上，包括德國、法國、西班牙、智利、新西蘭和一些太平洋島國，認(rèn)為深海采礦對海洋生態(tài)有重大風(fēng)險，提出暫停或禁止發(fā)放許可證，因此ISA未能就海床礦物開采的許可和技術(shù)規(guī)則達成一致。這一爭議將于2024年7月ISA在金斯敦召開會議時再度討論，屆時，一場有關(guān)深海礦產(chǎn)管理權(quán)的激烈外交戰(zhàn)將展開。

“TMC公司似乎決心無視科學(xué)、理智和全球公眾反對，在世界上最后一個未觸及的領(lǐng)域進行采礦，但我們在這里呼吁制止這個危險的產(chǎn)業(yè)，并讓他們知道，在我們看護之下，深海采礦不會啟動”，綠色和平國際深海采礦停止運動倡導(dǎo)者Louisa Casson說。

來源：中外對話海洋

這場發(fā)生在新興產(chǎn)業(yè)和環(huán)保組織之間的拉鋸戰(zhàn)，深刻反應(yīng)了全球電動化轉(zhuǎn)型中的環(huán)境危機。麥肯錫預(yù)測，未來5年，電動汽車市場需要超過100萬噸的碳酸鋰當(dāng)量的鋰，鈷產(chǎn)量也必須翻一番；到2030年，需要額外新增130萬噸的鎳產(chǎn)量、160萬噸的石墨產(chǎn)量。電動車以及電池產(chǎn)業(yè)在全產(chǎn)業(yè)鏈范圍對環(huán)境的破壞必須納入各國政策考量和公共討論。

由此也引發(fā)了一個老生常談但又爭議極大的問題，從全生命周期來看，電動汽車真的比油車環(huán)保嗎？

2023年12月15日，著名的“反電動”斗士，豐田董事長豐田章男接受媒體采訪時再次炮轟電動車。他表示，電動汽車是“低級產(chǎn)品”，要抵制到底。

在豐田章男看來，電動車既不是新技術(shù)，也不低碳環(huán)保。他表示電動汽車不算“新能源”，因為不少國家的電能仍是火電，如果全球所有的汽車都換成電動汽車，所需的電能將是目前的兩倍，會造成更多的碳排放。而且，電動汽車的生產(chǎn)過程會消耗大量的能源和資源，從鋰礦開采到廢舊電池處理都會造成環(huán)境破壞。

更瘋狂的口水攻擊來自于美國前總統(tǒng)特朗普，他在圣誕節(jié)期間舉行的集會上指責(zé)電動汽車支持者是“邪惡且病態(tài)的暴徒”。今年9月，特朗普也曾斷言白宮宣傳的電動車是一個騙局，并表示如果在今年大選中獲勝，將扶持美國的傳統(tǒng)汽車業(yè)。

難道說與油車相比，電動車更不環(huán)保？電池造成的污染更嚴(yán)重？

直面污染

新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的鋰礦、鈷礦、稀土礦等產(chǎn)業(yè)，中游的發(fā)電、電池、電機、電控加工制造組裝等產(chǎn)業(yè)，下游的車輛組裝、使用與回收等產(chǎn)業(yè)。

目前，新能源汽車鋰電池所采用的金屬鋰在開采過程中存在顯著的環(huán)境污染問題。通常，鋰礦的開采方式主要有露天開采和鹽湖鹵水提鋰兩種。

前者需要通過挖掘方式獲取鋰輝石，然后通過浮選法、磁選法、重介質(zhì)法和手選法等多步驟提取鋰金屬。而后者則采用離子交換法、蒸發(fā)結(jié)晶法、煅燒浸出法、納濾膜分離法和溶劑萃取法等多種方法提取最終的鋰金屬。

在鹽湖提鋰技術(shù)中，煅燒浸出噴霧干燥時可能產(chǎn)生酸霧，而所使用的鹵水也可能導(dǎo)致土地鹽堿化，從而破壞高原地區(qū)已經(jīng)脆弱的生態(tài)環(huán)境。

去年年初，比亞迪在智利的鋰礦開采計劃就因當(dāng)?shù)卦∶窈蜕鐓^(qū)的擔(dān)心環(huán)境污染被當(dāng)?shù)卣型?，鋰礦富集地阿根廷，贛鋒鋰業(yè)的鋰鹽湖項目也曾發(fā)生過社區(qū)爭議。

在南美州的沙漠地區(qū)提鋰會造成地下水位下降和加速沙漠化，影響當(dāng)?shù)氐挠盟V企在提鋰后還會留下大量重金屬污染，這在缺水的南美是無法被容忍的。

露天開采同樣會導(dǎo)致粉塵、礦渣和重金屬污染，更為重要的是這種采鋰方式需要消耗大量水資源，且處理后難以完全清潔，對水資源造成長期污染。

2022年11月24日，宜春市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測部門在對錦江干流飲用水水源地全指標(biāo)監(jiān)測分析中發(fā)現(xiàn)鉈濃度異常，通告顯示：鋰鹽企業(yè)江西永興特鋼新能源科技公司涉嫌以逃避監(jiān)管方式排放含鉈污染物，引發(fā)當(dāng)?shù)鼐用竦尿}動不安。鉈常伴生于鋰云母中，在鋰云母提鋰過程中，污染管控不到位，鉈元素會被進一步富集，對人體造成傷害。

此外，鈷礦、錳礦和稀土礦的開采也會引發(fā)一定程度的環(huán)境污染，其中很多污染是不可逆轉(zhuǎn)的。而且鋰礦企業(yè)在開采后剩余大量廢渣處置、回收和再利用，又是另一個難解的問題。

當(dāng)前，新能源汽車在電網(wǎng)的供能下運行，增加了發(fā)電企業(yè)的產(chǎn)能需求。然而，為了確保穩(wěn)定供電，我國火力發(fā)電占比70%以上，這會消耗煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源，導(dǎo)致空氣污染和碳排放。這也是新能源汽車一直備受質(zhì)疑的主要原因。

盡管我國正在積極推動風(fēng)電和太陽能發(fā)電，但由于技術(shù)障礙，這些不穩(wěn)定的電源難以大規(guī)模融入電網(wǎng)，甚至可能導(dǎo)致棄電現(xiàn)象。即便是受到政策大力支持的光伏發(fā)電，其組件在生產(chǎn)和使用過程中仍會帶來一定的環(huán)境污染。因此，從電力供應(yīng)層面來看，資源浪費和污染問題仍然存在。

尷尬的電池回收

 電動汽車另一個為人詬病的是廢舊電池污染問題，廢舊動力電池不加處理填埋或焚燒不僅會對水源和土壤造成長達50年的污染，還會引起嚴(yán)重空氣污染

電池污染主要來源幾個方面。首先，石墨作為常見的負極材料在處理過程中存在有效性不高的問題，可能引發(fā)一定程度的污染。其次，常用的正極材料，如三元材料、鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰等，含有具有一定毒性的鈷元素。

 動力電池污染原理

第三，電解液通常包含有機溶劑和鋰鹽，其中的有機溶劑如碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、乙二醇二甲醚等具有弱毒性，而鋰鹽采用的六氟磷酸鋰在遇水時會產(chǎn)生劇毒的氟化氫。

最后，電池外殼和隔膜材質(zhì)，如聚烯烴和粘結(jié)劑（丁苯橡膠、聚偏氟乙烯、丙烯酸等），都可能被視為潛在的白色污染物。

減少廢舊電池污染最有效的方法便是建立動力電池回收體系，隨著我國新能源汽車逐漸走向報廢，動力電池回收市場迎來了潛力巨大的發(fā)展期，歐盟《新電池》也明確了對電池關(guān)鍵礦物的回收比例要求。

動力電池回收路徑

來源：頭豹研究院

從經(jīng)濟角度考量，受資源條件影響，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈上下游擴產(chǎn)周期差異較大。產(chǎn)業(yè)鏈上游為鋰資源開發(fā)環(huán)節(jié)工程量大，擴產(chǎn)周期長，平均需要5年左右，而電池制造擴產(chǎn)周期不到一年，周期錯配導(dǎo)致鋰礦開采無法滿足電池制造的需求。

因此，電池回收不僅是節(jié)約資源保護環(huán)境，也是平抑原材料波動，滿足市場需求的重要出路。

動力鋰電池使用壽命通常在3至5年，中國2016開始大力推廣新能源汽車電池，首批動力電池已進入退役期。

 中國動力電池預(yù)計退役規(guī)模

來源：公開資料整理、研報

頭豹研究院測算，2018年至2022年，中國動力電池理論回收量即退役量由24.1萬噸上漲至75萬噸。

雖然有寧德時代、上汽、國家電網(wǎng)等巨頭入局，但實際回收量只由11.2萬噸上漲至30萬噸，漲幅低于理論回收量。

2018-2022中國動力電池理論回收量與實際回收量

來源：頭豹研究院

主要原因在于中國動力電池回收行業(yè)仍缺乏尚未形成穩(wěn)定、可行的安全回收機制；且回收行業(yè)利潤率高，導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)存在大量無序競爭的回收小作坊。

這些電池回收小作坊無需大量生產(chǎn)及環(huán)保設(shè)備投入，成本低且缺乏監(jiān)管。它們以高價搶奪貨源，使得部分廢舊電池流入黑市并被非法拆解，劣幣驅(qū)逐良幣，造成了許多安全和環(huán)境風(fēng)險。

根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)，2018年~2020年，符合“《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》”規(guī)定的企業(yè)僅回收到了不到20%的退役電池，另據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會統(tǒng)計，目前流向白名單企業(yè)的退役電池只有不到25%，有75%的業(yè)務(wù)被小作坊以及尚未進入白名單的企業(yè)消化，出現(xiàn)了“正規(guī)軍干不過小作坊”的現(xiàn)象。

“受電池回收供應(yīng)市場回收渠道不暢通等因素影響，2022年，全國電池回收行業(yè)整體開工率在65%左右，一些白名單企業(yè)出現(xiàn)了產(chǎn)線閑置的情況。”中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會副秘書長陳永翀接受媒體采訪時表示。

誰更環(huán)保

誠然，電車在整個生命周期中確實存在上述問題，但它真的比油車污染嚴(yán)重？根據(jù)相關(guān)研究和實驗來看，答案是否定的。

施羽，張華，于智涵三位研究人員選取2019年三款銷量最高的油車（大眾朗逸）、插電混動（普銳斯PHEV）、純電車汽車（日產(chǎn)聆風(fēng)）作為研究對象，分析了它們在全生命周期內(nèi)的減排效益和環(huán)境影響。

生命周期評價 ( life cycle assessment，LCA) 是對一個產(chǎn)品或工藝從原材料開采到報廢回收過程全生命周期內(nèi)有關(guān)的輸入、輸出及其直接和間接環(huán)境影響進行匯編和評估的方法，也稱作從 “搖籃”到 “墳?zāi)?rdquo; 的分析。

來源：《電動汽車全生命周期節(jié)能減排效益分析及環(huán)境影響評價》

研究發(fā)現(xiàn)，全生命周期內(nèi)，傳統(tǒng)燃油車（GICEV）、插電混動（PHEV）和純電（BEV）總能耗分別為916 GJ、742 GJ和693 GJ。PHEV和BEV總能耗均低于GICEV，分別降低了18.94%和24.27%，這表明電動汽車可以在一定程度上降低能源消耗。

 研究認(rèn)為，從綜合污染物排放的環(huán)境影響來看，電動汽車對于減少不完全燃燒和燃料揮發(fā)產(chǎn)生的CO和VOC排放效果最好，其次是CO2。但由于電力使用大幅增加，SOx排放量顯著上升。與傳統(tǒng)燃油車相比，插電混合動力電動車和純電動車的環(huán)境影響分別降低了24.25%和40.72%。

但是，如果僅考慮燃料周期上游：包括燃料原料的開采、燃料或能源的生產(chǎn)、輸配以及消耗過程，電動汽車更加耗能，其中 BEV 能耗最高，比 GICEV 高出64. 94% ，這主要是由于電能的生產(chǎn)需要消耗大量的一次能源，我國以燃煤發(fā)電為主，而煤電的效率僅有 40% 左右，轉(zhuǎn)化時損失了大部分能量。

從溫室氣體排放來看，電動汽車（BEV）的生命周期溫室里氣體排放量也是最低的。國際清潔運輸理事會 ICCT 在2021年發(fā)布報告，對比分析了歐洲、美國、中國和印度四大地區(qū)燃油車和純電動車溫室氣體排放。

 來源：ICCT

報告顯示：平均壽命期內(nèi)，電車排放量已經(jīng)比汽油汽車低66%–69%，在美國低60%–68%，中國低37%–45%，印度低19%–34%。

根據(jù)統(tǒng)計圖表，具體而言，中國電動車的溫室氣體排放主要來自電力生產(chǎn)，而油車的化石能源消耗是最大排放源。隨著電力結(jié)構(gòu)繼續(xù)脫碳，預(yù)計2030年BEV和汽油車之間的氣體排放差距將大幅增加。

因此，相對燃油汽車來說，電動汽車在整個生命周期中表現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢。但也要注意到，由于上游電力生產(chǎn)階段存在較大能耗，整體效果有所降低，并且在原材料開采階段存在污染風(fēng)險。

但未來隨著清潔能源替代煤炭、電池回收體系的完善，電動汽車的節(jié)能潛力將逐漸被釋放，推廣電動汽車將帶來顯著的環(huán)境效益。

       原文標(biāo)題 : 高污染or真環(huán)保|電動汽車原罪剖析