我們都習(xí)慣了“電動汽車”一詞，無論它指的是汽車、自行車、空中出租車還是任何使用電池的車輛。但如今電池?zé)o處不在，因為除了實(shí)現(xiàn)電動汽車之外，它們還裝備了無數(shù)電器，或可用于與可再生資源結(jié)合構(gòu)建可擴(kuò)展的存儲系統(tǒng)，以幫助減少我們的碳足跡。
電池隨處可見，如果丟棄在垃圾填埋場，電池是由稀缺且污染嚴(yán)重的材料制成的;因此，人們對電池的可持續(xù)性和可回收性的擔(dān)憂是完全合理的。電池需求增長如此之快，一些預(yù)測認(rèn)為到 2030 年電池需求將增長 14 倍，歐盟占全球需求的 17%。電池需求的這種指數(shù)級增長促使歐洲機(jī)構(gòu)采取了一系列舉措，以遏制對環(huán)境的影響，并確保電池的生產(chǎn)和處理在其整個生命周期內(nèi)(從原材料采購到最終貼標(biāo))都以安全、循環(huán)和健康的方式進(jìn)行。
歐洲綠色協(xié)議
電池在整個生命周期中的可持續(xù)性對于實(shí)現(xiàn)《 歐洲綠色協(xié)議》設(shè)定的 2050 年實(shí)現(xiàn)氣候中和的目標(biāo)以及《綠色協(xié)議》的主要組成部分之一《循環(huán)經(jīng)濟(jì)行動計劃》至關(guān)重要。氣候變化和環(huán)境惡化對世界構(gòu)成了巨大的生存威脅，歐洲也不例外。為了應(yīng)對這些風(fēng)險，《歐洲綠色協(xié)議》將把歐盟轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€現(xiàn)代化、資源高效、有彈性和競爭力的數(shù)字經(jīng)濟(jì)體?！稓W洲綠色協(xié)議》也是擺脫新冠疫情引發(fā)的災(zāi)難的生命線。NextGenerationEU 復(fù)蘇計劃的 1.824 萬億歐元投資(7.5 億歐元)和歐盟七年預(yù)算(1.074 萬億歐元)中的三分之一將為《歐洲綠色協(xié)議》提供資金。
歐盟電池法規(guī)
2023 年 7 月 12 日歐洲議會和理事會關(guān)于電池和廢舊電池的第 2023/1542 號條例為歐盟內(nèi)部的電池采購、使用和回收制定了監(jiān)管框架，并將取代第 2006/66/EC 號指令。鑒于電池的戰(zhàn)略重要性，為了確保所有運(yùn)營商受到法律保護(hù)并避免市場扭曲，這些規(guī)則不僅審查電池的性能、安全性、收集、回收和二次壽命，還向最終用戶和供應(yīng)鏈中涉及的所有參與者(如制造商、進(jìn)口商和分銷商)提供信息。新法律生效后，將從 2024 年起逐步引入碳足跡、再生材料、性能和耐用性方面的可持續(xù)性要求。更全面的生產(chǎn)者責(zé)任延伸監(jiān)管框架將于 2025 年中期開始實(shí)施，回收率也將逐步提高。對于便攜式電池，目標(biāo)在 2027 年將達(dá)到 63%，在 2030 年將達(dá)到 73%，而對于輕型車輛電池，目標(biāo)在 2028 年將達(dá)到 51%，在 2031 年將達(dá)到 61%。所有回收的電池都必須回收，并且必須實(shí)現(xiàn)高水平的回收，特別是銅、鈷、鋰、鎳和鉛等有價值材料的回收。鋰的材料回收目標(biāo)在 2027 年將達(dá)到 50%，在 2031 年將達(dá)到 80%。所有回收的電池都必須回收，并且必須實(shí)現(xiàn)高水平的回收，特別是銅、鈷、鋰、鎳和鉛等有價值材料的回收。鋰的材料回收目標(biāo)到 2027 年將達(dá)到 50%，到 2031 年將達(dá)到 80%。所有回收的電池都必須回收，并且必須實(shí)現(xiàn)高水平的回收，特別是銅、鈷、鋰、鎳和鉛等有價值材料的回收。鋰的材料回收目標(biāo)到 2027 年將達(dá)到 50%，到 2031 年將達(dá)到 80%。
新規(guī)定還涉及將電池投放到歐盟市場的公司的社會義務(wù)，這些公司必須證明其制造電池所用的材料來源合理。必須明確識別和降低與電池制造原材料的提取、加工和交易相關(guān)的任何風(fēng)險。歐洲立法者承認(rèn)，電池對歐洲汽車行業(yè)至關(guān)重要，因為電動汽車的生產(chǎn)比內(nèi)燃機(jī) (ICE) 簡單且勞動密集程度較低;因此，它們影響歐洲在這個重要行業(yè)的競爭力和彈性，并確保從電動汽車到內(nèi)燃機(jī)版本的平穩(wěn)過渡。
電池再制造和再利用
可充電電池包括鉛酸電池 (LAB)、鋰離子電池 (LIB)、鎳氫電池和鎳鎘電池。2018 年，LAB 占全球可充電電池容量的近 72%(按千兆瓦時計算)。LAB 主要用于汽車應(yīng)用(約占全球需求的 65%)、移動工業(yè)應(yīng)用(例如叉車和其他自動導(dǎo)引車)和固定式電力存儲。根據(jù)一些預(yù)測，在歐盟層面，LAB 技術(shù)在數(shù)量上到 2025 年仍將是主流，但由于成本下降，鋰離子市場增長非常迅速。LAB 的價格保持相對平穩(wěn)，在 50 至 150 美元/千瓦時之間，而 LIB 價格已從 2018 年的每千瓦時 200 至 500 美元降至 2023 年的每千瓦時 130 美元以上。不幸的是，電池制造能力主要在亞洲國家，而歐盟僅在價值鏈的下游部分占有一席之地。
再制造涵蓋了廣泛的技術(shù)步驟，既可以對可用電池進(jìn)行，也可以對廢舊電池進(jìn)行。對于廢舊電池，再制造可以看作是為再利用或重新利用做準(zhǔn)備。對于舊電池，再制造的目的是恢復(fù)其原有的性能。從這個意義上講，再制造可以看作是再利用的一種極端情況，意味著拆卸和評估電池的單元電池和模塊，以及更換一定數(shù)量的這些電池和模塊。為了將再制造與單純的再利用區(qū)分開來，將電池容量恢復(fù)到其原始額定容量的至少 90% 應(yīng)被視為再制造，并需要應(yīng)用特定的制度。通過推廣電池“第二次生命”的概念，該法規(guī)允許將電動汽車電池重新用于儲能、電網(wǎng)穩(wěn)定或其他應(yīng)用。
標(biāo)簽和BMS
自 2027 年 1 月起，電池應(yīng)貼上標(biāo)簽，以便識別，同時顯示其主要特性。電池或電池包裝上的各種標(biāo)簽還將提供有關(guān)使用壽命、充電容量、單獨(dú)收集、有害物質(zhì)的存在和安全風(fēng)險的信息。根據(jù)電池的類型，QR 碼將允許訪問與正在使用的電池相關(guān)的信息?？沙潆姽I(yè)電池和電動汽車電池應(yīng)包含電池管理系統(tǒng) (BMS)，用于存儲確定電池健康狀態(tài)和預(yù)期壽命所需的信息和數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)應(yīng)可供電池用戶和其他代表其行事的運(yùn)營商使用，以方便重復(fù)使用、重新利用或再制造。新規(guī)則要求在 2026 年 1 月 1 日之前建立電池信息電子交換系統(tǒng)，并為投放市場或投入使用的每塊工業(yè)電池和電動汽車電池簽發(fā)電池護(hù)照(即電子記錄)。
歐盟可持續(xù)電池法規(guī)制定了多項有關(guān)BMS的規(guī)定，BMS 是一種控制可充電電池(一個或多個電池，稱為模塊)的電子電路，旨在最大限度地提高其在儲能和電池壽命方面的整體性能。BMS 可保護(hù)電池免受深度放電、過溫和過壓的影響，這些情況可能是由極快充電和極高放電電流引起的。它還在模塊內(nèi)提供電池平衡功能，監(jiān)測電池的健康狀況，并將電池狀態(tài)傳達(dá)給微控制器等更高級的系統(tǒng)。換句話說，BMS 可估計電池的運(yùn)行狀態(tài)，包括其充電狀態(tài)、健康狀態(tài)和剩余能量。
該法規(guī)規(guī)定了 BMS 必須滿足安全標(biāo)準(zhǔn)。正確的標(biāo)簽可告知最終用戶 BMS 的功能、使用和安全預(yù)防措施。 這有助于安全處理和做出正確的決策。該法規(guī)涵蓋 BMS 的整個生命周期，從生產(chǎn)到再利用和回收，旨在使其安全、可持續(xù)且具有競爭力。 正確處理和回收 BMS 組件也至關(guān)重要。BMS 應(yīng)包含軟件重置功能，方便需要上傳不同 BMS 軟件的操作員進(jìn)行重復(fù)使用或重新利用。一旦使用重置功能，原始電池制造商將不再對因電池商業(yè)化后上傳的 BMS 軟件而導(dǎo)致的任何安全/功能漏洞負(fù)責(zé)。
非歐盟電池制造
歐盟可持續(xù)電池法規(guī)主要關(guān)注在歐盟境內(nèi)銷售的電池，但其范圍超出了歐盟邊界，影響著全球的電池制造商。向歐盟出口電池的非歐盟制造商必須遵守與歐洲制造商相同的道德標(biāo)準(zhǔn)和采購慣例，才能保持競爭力，并通過對其供應(yīng)鏈進(jìn)行明確評估進(jìn)入歐盟市場。該法規(guī)鼓勵電池技術(shù)、回收和循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐方面的創(chuàng)新。非歐盟制造商可以從研究合作和專業(yè)知識交流中受益，以改進(jìn)自己的產(chǎn)品和服務(wù)。由于電池對全球環(huán)境有影響，歐盟對可持續(xù)性的關(guān)注影響著全球的行業(yè)實(shí)踐，非歐盟制造商也可以通過采用類似的方法來減少其影響。
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