01电动汽车电池供应链中存在哪些问题,我们如何改进它?
随着对电动汽车(EV)的需求持续增长,许多人担心我们将无法生产足够多的电池来为这些电动汽车提供动力。这种担忧源于当今电动汽车电池供应链中的问题。
“供应链”一词描述了产品制造和交付给消费者的过程。电动汽车电池供应链中的问题可能会减缓电动汽车的生产,产生更高的成本,并最终减缓这一关键技术的采用。为了使运输电气化,这个供应链需要强大、可持续且能使消费者负担得起。
本文介绍了电动汽车电池供应链、其当前面临的挑战以及改进该供应链的工作。
电动汽车电池供应链中的步骤
生产和使用电动汽车电池的步骤分为四大类:
上游:矿山提取锂、钴、锰、镍和石墨等原材料。
中游:炼油厂和加工企业净化原材料,以产生可用于技术的矿物。
下游:电池制造商组装电池并将其出售给汽车制造商,汽车制造商将其放置在电动汽车中。一些汽车制造商,如福特和Stellantis,已经与电池制造商建立了合作伙伴关系,为他们出售的车辆生产自己的电池。
寿命结束:当电池不再发挥其原始用途时,它们可以重复使用或回收。
02电动汽车电池供应链挑战
为了跟上对电动汽车的需求,政策制定者以及公共和私营部门需要回答以下问题:
我们将从哪里获得动力电池的原材料?
地壳中可能有足够的矿物储备来满足未来对电动汽车电池的需求,但扩大采矿规模是一个漫长而昂贵的过程。此外,采矿会对环境、公共卫生和人权产生负面影响。
还有人担心,我们建造和开放矿山的速度不够快,无法跟上需求。幸运的是,回收和再利用电池的做法预计将在未来十年内增长,可以弥补动力电池所需要的原材料。
我们将如何保护人权和当地环境?
在世界各地,采矿与侵犯人权有关,例如使用儿童和强迫劳动。许多矿山缺乏基本的工人安全措施——危及工人的生命——开采往往会带来环境成本。采矿通常会导致地表水和地下水枯竭、土壤污染、生物多样性丧失以及其他可能持续几个世纪的负面后果。
我们如何更好地监控动力电池供应链,以确保当地社区和生态系统受到保护?
今天,很少有汽车制造商和电池制造商知道他们的电池矿物来自哪里以及如何提取。因此,侵犯人权和环境损害往往不会被发现。越来越多的利益相关者联盟正在研究这些问题。采掘业的许多人也表示希望解决这些问题。这些策略范围很广:
“电池护照”有望提高供应链的透明度。这些护照在被采用后,可以帮助制造商证明电池矿物的来源,并验证这些来源是否遵循了全球公认的道德规范。
“保证”流程也被证明是强大的工具。像采矿保证倡议组织能将行业、受影响的社区、政府和其他方面聚集在一起,对矿物材料提供独立的第三方验证和认证。
汽车制造商正在做出承诺,以确保他们使用的材料是合乎道德的来源。
我们能提高供应链的韧性吗?
动力电池价值链分散在世界各地——电池矿物从提取到生产成电池,平均相隔5万英里。与此同时,大部分矿产供应只集中在几个国家。这些因素使供应链更容易受到破坏,如联盟和贸易协定的变化、战争和冲突、新的国际法规以及自然灾害。通过加强我们与其他国家的伙伴关系,改善法规,为国内电池生产投入更多资源,并提高电池循环性,我们可以加强供应链,使其更具弹性。
动力电池供应链中断
即使是运行最好的供应链也会不时遇到瓶颈。这些包括:
极端天气(例如,飓风、龙卷风和地震会影响能源投入并破坏管道和航运路线等基础设施)
地缘政治(例如,俄罗斯和乌克兰之间的战争)
改变国家或地区之间的贸易联盟
公司整合:今天,当参与电池供应链的众多公司之一遇到中断时,其他公司也会受到影响。随着电动汽车需求的上升,可能会有一些大公司来监督这一过程。因此,如果其中一家(或多家)公司遇到中断,影响会更大。
由于新技术,所需的材料发生了变化:电池化学和设计正在迅速变化;其中许多使用替代和更丰富的材料。这些变化将影响供应链网络以及所涉及的国家和公司。
我们需要一个强大的动力电池供应链,以便有效应对供应链中断。
03目前加强动力电池供应链的努力
美国政府正在通过各种立法工具来加强动力电池供应链:
《基础设施投资和就业法》(IIJA)
于2021年11月通过,为以下列出的计划提供资金,旨在解决供应链中断问题。
电池和关键矿物采矿和回收赠款计划(1亿美元)
地球测绘资源倡议(3.2亿美元)
美国地质调查局(USGS)能源和矿产研究设施(1.67亿美元)
稀土元素示范设施计划(1.4亿美元)
电池材料加工和电池制造回收(63.3亿美元)
电池回收和梯次利用(2亿美元)
先进能源制造和回收赠款计划(7.5亿美元)
未来工业计划和工业研究和评估中心(5.5亿美元)
CHIPS和科学法案
《CHIPS和科学法》于2022年8月通过,将为美国半导体研究、开发和生产提供资金。两个项目将资助先进制造和材料的研发,总额为20亿美元。
减胀法(IRA)
通胀削减法案于2022年8月通过,专注于改善清洁能源制造和回收、工业脱碳、关键材料加工、精炼和回收、激励国内生产、改善供应链以及重型车辆电气化。法案:
提高对高级能源项目的信贷规模(100亿美元)
建立先进制造生产税收抵免(306.2亿美元)
加强使用1950年国防生产法(5亿美元)
扩大先进技术车辆制造(ATVM)直接贷款计划(30亿美元)
创建国内制造转换补助金(20亿美元)和清洁重型车辆计划(10亿美元)
鼓励人们通过清洁车辆税收抵免购买电动汽车,如果消费者购买新的、合格的插电式电动汽车或燃料电池电动汽车,该税收抵免可为消费者提供高达7500美元。
旨在加强国内电动汽车供应链,要求关键矿物在美国或自由贸易协定国家提取或加工,或在北美回收,并在北美进行最终组装。
了解电动汽车电池供应链的工作原理及其面临的挑战将有助于我们制定有效的政策来改进它并减少与之相关的危害。