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近年來，節(jié)能減排的呼聲越來越高，全球“碳中和”進(jìn)程不斷加速。在國家政策支撐下，新能源汽車，尤其是電動(dòng)汽車迎來了發(fā)展熱潮，造車大軍蜂擁而至，市場發(fā)展前景廣闊。根據(jù)TrendForce集邦咨詢報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)2021年全球新能源汽車的銷售量將達(dá)到435萬輛，年增長率49%。而根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，截至2021年5月底，我國新能源汽車保有量約580萬輛，約占全球新能源汽車總量的50%。

前段時(shí)間，大眾董事會(huì)成員Klaus Zellmer在接受采訪時(shí)透露，大眾將在2033年至2035年間在歐洲停售燃油汽車，隨后這一計(jì)劃將在美國和中國實(shí)施。此前，福特、通用、奧迪、本田等車企也紛紛宣布停售燃油車的計(jì)劃。比亞迪董事長兼總裁王傳福表示，結(jié)合國內(nèi)外環(huán)境及資源來看，新能源汽車替代燃油汽車的大勢已定。

無論是新能源汽車的發(fā)展，還是燃油汽車停售，其初衷都是解決能源緊缺和環(huán)境污染等問題，實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)。在使用過程中，與傳統(tǒng)燃油汽車相比，新能源汽車的確在能耗和二氧化碳的排放量方面占據(jù)優(yōu)勢。然而，從新能源汽車全生命周期來看，其三電系統(tǒng)之一的動(dòng)力電池，在生產(chǎn)制造與回收環(huán)節(jié)均存在能耗和污染問題。如果新能源汽車所謂的零排放、零污染僅限于使用階段，那么新能源電動(dòng)汽車真的比燃油汽車更加環(huán)保嗎？

排放轉(zhuǎn)移與電池生產(chǎn)能耗

較之燃油汽車，新能源電動(dòng)汽車在行駛過程中沒有尾氣排放，其動(dòng)力來源于動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能。在汽車行駛過程中，新能源汽車號(hào)稱“零排放”，這里面其實(shí)存在一個(gè)很大的問題。

根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)規(guī)劃發(fā)展部發(fā)布的《2020年全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)快報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，我國電力結(jié)構(gòu)中，火電占比最大，高達(dá)68%?；痣娭饕悦禾孔鳛槿剂希诎l(fā)電過程中消耗了大量的煤炭資源，并產(chǎn)生大量環(huán)境污染物。終端用戶每使用1kWh電能，火力發(fā)電廠就要排放0.86kg的二氧化碳。由此看來，新能源汽車在使用過程中，并非真正意義上實(shí)現(xiàn)了零排放，而是將污染排放因素轉(zhuǎn)移到了發(fā)電過程中。


在節(jié)能減排趨勢下，全世界都在積極尋求清潔能源代替化石燃料，新能源汽車成為實(shí)現(xiàn)碳中和的重要驅(qū)動(dòng)力。然而，動(dòng)力電池從材料提取到生產(chǎn)完成都存在一定的能耗和污染。以鋰離子電池為例，鋰的開采主要分為兩種，一種是從巖石中開采，再使用化學(xué)制品提??；另一種則是從鹽沼中提取。年產(chǎn)鋰量最高的澳洲屬于前者，而鋰儲(chǔ)量最高的智利則通過后者開采。

鋰開采過程需要使用大量水資源，嚴(yán)重破壞生態(tài)系統(tǒng)，而其產(chǎn)生的有毒化學(xué)元素則存在泄露風(fēng)險(xiǎn)。智利大學(xué)鋰電池專家吉列爾莫·岡薩雷斯（Guillermo Gonzalez）曾在采訪中表示，開采鋰是侵入性的，這根本不是一個(gè)綠色的解決方案。好在鋰在動(dòng)力電池生產(chǎn)中使用比例不大，但使用量最多的鎳和鈷在其提取過程中產(chǎn)生的不利影響則比鋰更甚。

從動(dòng)力電池生產(chǎn)制造過程來看，鋰離子電池主要包括電池材料生產(chǎn)、勻漿、涂布、烘干、分切、電芯卷繞、電池裝配、注液和化成等步驟。美國阿貢實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果顯示，動(dòng)力電池原料獲取和制造過程總能耗205MJ/kg。據(jù)美國凱斯西儲(chǔ)大學(xué)的Chris Yuan對(duì)24kWh鋰離子電池組生產(chǎn)能耗分析數(shù)據(jù)顯示，鋰離子單體電池采用錳酸鋰正極和石墨負(fù)極，其中電池材料生產(chǎn)能耗為29.9GJ，電池生產(chǎn)階段能耗為58.7GJ，而電池組裝階段能耗0.3GJ。


與之相對(duì)，燃油汽車動(dòng)力系統(tǒng)的生產(chǎn)制造主要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的鑄造和機(jī)加工。發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件的生產(chǎn)能耗約417.63kWh。對(duì)比可知，在動(dòng)力系統(tǒng)生產(chǎn)制造階段，動(dòng)力電池的能耗要比發(fā)動(dòng)機(jī)能耗大得多。

電池回收與可行性

業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國動(dòng)力電池累計(jì)退役量達(dá)到20萬噸，預(yù)計(jì)到2025年退役量將攀升至78萬噸。新能源汽車動(dòng)力電池退役數(shù)量呈現(xiàn)逐年增長的態(tài)勢，而其回收利用體系卻尚未完善。廢舊動(dòng)力電池實(shí)際流入正軌渠道的數(shù)量不足10%，更多的電池流入灰色產(chǎn)業(yè)鏈，甚至不知去向，隱藏著巨大的安全隱患。

按照國家標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力電池容量低于80%即可退役回收，這就意味著電池在退役時(shí)，仍然擁有很大的剩余價(jià)值。通過梯次利用和再生利用，提高了資源利用率，避免了稀缺資源的浪費(fèi)。然而，電池回收市場亂象叢生，處理不當(dāng)?shù)碾姵貥O易發(fā)生泄露、爆炸、自燃，嚴(yán)重危害環(huán)境和人身安全，還浪費(fèi)了大量的資源。

除去流入非正規(guī)市場的電池，動(dòng)力電池回收階段產(chǎn)生的能耗，主要集中在對(duì)稀缺金屬材料的回收上。電池材料的回收主要包括火法冶金和濕法冶金等方式，火法冶金適合大規(guī)模處理復(fù)雜電池組，但燃燒必然會(huì)產(chǎn)生廢氣污染，處理成本較高；濕法冶金技術(shù)工藝上相對(duì)復(fù)雜，但對(duì)于金屬的回收率較高。我國的動(dòng)力電池回收工藝還處于探索階段，技術(shù)水平仍有待提高。

由于動(dòng)力電池規(guī)格不一，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，廢舊電池的狀態(tài)無法追蹤，極大增加了回收難度和回收成本，也讓動(dòng)力電池回收利用的可行性遭遇瓶頸。相比之下，燃油汽車動(dòng)力系統(tǒng)的回收、拆解、材料再生等過程相對(duì)簡單，且已經(jīng)擁有一套成熟的工藝和市場體系。

此外，退役電池的殘余容量難以估計(jì)，需要通過標(biāo)準(zhǔn)測試獲取，成本增加的同時(shí)拉長了處理周期，也耗費(fèi)了大量的人力物力，增加了能源消耗。另一方面，由于消費(fèi)者回收意識(shí)薄弱，回收網(wǎng)絡(luò)尚未完全覆蓋，隨意丟棄的廢舊電池不計(jì)其數(shù)。企業(yè)終歸要自負(fù)盈虧，金屬價(jià)格的波動(dòng)、技術(shù)和產(chǎn)能周期也會(huì)影響材料回收的效益，對(duì)動(dòng)力電池市場的發(fā)展有一定掣肘。

以鋰電池為例，鋰電池由正極、負(fù)極、電解液、隔膜、集流體和外殼等部分組成，在回收利用的時(shí)候需要拆解成不同部分分別處理。而市面上的鋰電池由多種化學(xué)結(jié)構(gòu)和規(guī)格工藝，單是拆解就面臨大量難題。此外，鋰電池的拆解還會(huì)涉及到重金屬、有機(jī)電解液等，工藝技術(shù)復(fù)雜多樣，形成完整全面的回收體系成本太大，短時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)。

由此可以看出，當(dāng)前階段，多種因素共同約束，動(dòng)力電池的回收市場仍然處于發(fā)展的初級(jí)階段，對(duì)動(dòng)力電池回收利用的可行性仍有待提升。

新能源汽車的環(huán)保意義

長期以來，新能源汽車似乎被打上了“零排放”、“零污染”的烙印，成為驅(qū)動(dòng)“碳中和”的真理。綜合上述，雖然新能源電動(dòng)汽車在行駛階段產(chǎn)生的污染低到可以忽略，但在其全生命周期的能耗和污染，似乎與燃油車不相上下。動(dòng)力電池的生產(chǎn)制造、回收利用的情況也對(duì)新能源汽車的環(huán)保意義影響頗深。

不可否認(rèn)，新能源汽車替代燃油汽車是大勢所趨，但這是在汽車全生命周期低能耗、少污染的前提下，若一味死磕新能源汽車本身，而忽視其上下游及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和完善，便違背了新能源汽車節(jié)能減排的初衷。

尤其是在動(dòng)力電池尚不能達(dá)到全生命周期的零排放零污染的前提下，新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展還有意義嗎？答案當(dāng)然是肯定的，推進(jìn)碳中和是全球發(fā)展的必然趨勢，因此，如何真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池全生命周期低能耗，少污染仍需要進(jìn)一步布局，推進(jìn)電池完整周期的工藝、技術(shù)走向成熟是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然。

對(duì)于動(dòng)力電池的回收利用，無論先行的政策、回收標(biāo)準(zhǔn)，還是技術(shù)水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，這也導(dǎo)致當(dāng)今電池回收的污染比燃油汽車還大。這也是新能源汽車遭到質(zhì)疑的一個(gè)方面。另一方面則來源于動(dòng)力電池生產(chǎn)階段的排放轉(zhuǎn)移。

針對(duì)這兩點(diǎn)質(zhì)疑，更意味著發(fā)展新能源汽車的必要性。一旦汽車流入市場，進(jìn)入消費(fèi)者群體中，對(duì)于汽車排放的管理難度將會(huì)成倍增加。燃油汽車的尾氣排放離散不可控，如果將離散的排放轉(zhuǎn)移至集中可控的發(fā)電廠，將超出人力控制的污染源通過量化集中管控，繼而優(yōu)化發(fā)電結(jié)構(gòu)，提高非化石能源的使用率，則可以有效節(jié)約成本，減少污染。

而對(duì)于動(dòng)力電池的回收利用，別無他法，終歸還是要國家、企業(yè)、消費(fèi)者三方密切合作，建立完善的動(dòng)力電池回收利用產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)電池剩余價(jià)值的利益最大化。任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都要經(jīng)歷從質(zhì)疑到成熟的過程，新能源汽車市場的未來仍然大有可為。

原標(biāo)題：動(dòng)力電池VS燃油系統(tǒng)，新能源電動(dòng)汽車真的更環(huán)保嗎？