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運(yùn)輸電氣化是脫碳戰(zhàn)略的關(guān)鍵要素；因此，鋰離子電池（LIB）的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、使用和處置正在占據(jù)中心位置。由于金屬開采的指數(shù)增長、電池生產(chǎn)的氣候影響、以及電池報(bào)廢（EOL）安全、可回收性和環(huán)境后果的不確定性，電池生命周期的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)后果在政治議程上占據(jù)重要位置。歐盟（EU）提出了一項(xiàng)新的電池法規(guī)，旨在確保在歐盟市場(chǎng)的電池的可持續(xù)性，發(fā)展強(qiáng)大的歐洲電池行業(yè)和價(jià)值鏈。該法規(guī)非常必要，但如下文所述，它將產(chǎn)生全球影響，可能帶來一些意想不到的后果。如果不解決，該條例在最壞的情況下可能會(huì)阻礙氣候變化緩解目標(biāo)，并未能實(shí)現(xiàn)其促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建立社會(huì)可接受的原材料供應(yīng)鏈的意圖。

Science深度分析：歐盟電池新規(guī)，要求強(qiáng)制回收電池！

▲2020-2030年，不同地區(qū)的LIBs用量

擬議條例將以2006年歐盟電池指令為基礎(chǔ)，以應(yīng)對(duì)這一時(shí)代的挑戰(zhàn)，規(guī)定標(biāo)簽和信息條款，規(guī)定供應(yīng)鏈盡職調(diào)查要求，并強(qiáng)制將回收材料用于2千瓦小時(shí)（kWh）以上的電池，其中大部分用于電動(dòng)汽車。歷史數(shù)據(jù)顯示，在過去10年里，全球市場(chǎng)上的LIB增加了近10倍預(yù)計(jì)本十年將出現(xiàn)類似的增長率。因此，必須同時(shí)應(yīng)對(duì)全球氣候變化挑戰(zhàn)和電池問題。

盡管歐洲是全球第二大電動(dòng)汽車市場(chǎng)，但它并不主導(dǎo)LIB供應(yīng)鏈，而是依賴全球市場(chǎng)進(jìn)行原材料提取、精煉和電池制造。從該法規(guī)生效的那一刻起，電池生產(chǎn)商和進(jìn)口商將需要遵守該法規(guī)，才能在歐洲市場(chǎng)上銷售或使用電池。EVs不僅有助于實(shí)現(xiàn)全球碳減排目標(biāo)；它們還推動(dòng)了歐洲、美國、中國以及韓國和日本等其他幾個(gè)市場(chǎng)的增長和創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。因此，該條例必須在對(duì)環(huán)境管理的擔(dān)憂與經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力方面的區(qū)域利益之間取得平衡。因此，該條例的明確目的是獲得全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，建立進(jìn)入壁壘，并為投資可持續(xù)電池的生產(chǎn)能力提供激勵(lì)措施。

新法規(guī)更新了歐洲立法，預(yù)計(jì)了近期的發(fā)展。我們將該條例的79條提煉為四個(gè)關(guān)鍵要素，這些要素是改善LIB可持續(xù)性的核心：

首先，該條例旨在提高電池整個(gè)生命周期的透明度和可追溯性，要求第三方對(duì)大于2千瓦時(shí)的電池的供應(yīng)和價(jià)值鏈進(jìn)行盡職調(diào)查。

其次，它通過強(qiáng)制碳足跡申報(bào)和隨后確定最大閾值來解決整個(gè)電池生命周期的氣候影響。前兩個(gè)要素旨在確保指導(dǎo)環(huán)境責(zé)任和跟蹤行業(yè)參與者遵守情況所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性。

第三，強(qiáng)調(diào)采取具體行動(dòng)促進(jìn)關(guān)鍵材料的循環(huán)，旨在提高收集和回收效率；提高鋰、鈷和鎳的回收率；以及強(qiáng)制在新電池中使用回收材料。

第四，提出了壽命和性能管理要求，包括廢物處理器訪問電池管理系統(tǒng)（BMS），該系統(tǒng)實(shí)時(shí)驗(yàn)證電池的健康狀況，并可以確定電池在回收前被重復(fù)使用或再利用的可能性。最后兩個(gè)因素為歐盟努力建立循環(huán)作為與其長期可持續(xù)性目標(biāo)一致的經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)奠定了基礎(chǔ)。

全球系統(tǒng)

除擬議法規(guī)外，歐盟委員會(huì)還通過一系列舉措支持電池發(fā)展，如創(chuàng)建歐洲電池聯(lián)盟和一攬子財(cái)政援助計(jì)劃，以支持整個(gè)電池價(jià)值鏈的研究和創(chuàng)新。在“開放戰(zhàn)略自治”的標(biāo)簽下，該聯(lián)盟尋求將自由貿(mào)易與在關(guān)鍵部門管理自己命運(yùn)的能力結(jié)合起來。LIB市場(chǎng)以中國公司為主，它們占據(jù)了供應(yīng)鏈的三分之二以上，包括中國以外的資源。通過特斯拉，美國市場(chǎng)一直處于大規(guī)模電池生產(chǎn)的前沿，但與歐洲一樣，未能確保供應(yīng)和價(jià)值鏈的關(guān)鍵要素，如電池材料的提煉、生產(chǎn)或回收。隨著運(yùn)輸部門電氣化的加劇，每個(gè)市場(chǎng)的監(jiān)管環(huán)境將發(fā)揮關(guān)鍵作用。

在中國，LIB市場(chǎng)從電動(dòng)汽車行業(yè)的快速增長中獲利，這得益于政府以補(bǔ)貼和投資刺激為形式的強(qiáng)大支持。整個(gè)政府的方法提供了明確的戰(zhàn)略指導(dǎo)；從2018年開始，新能源汽車動(dòng)力電池回收利用管理暫行措施反映了歐盟條例中的一些主題。這些包括電池重新分類以進(jìn)行再利用的最低標(biāo)準(zhǔn)，在EOL處理電池的工廠的回收效率，以及產(chǎn)品標(biāo)簽符合補(bǔ)貼條件的要求。2019年，這些法規(guī)被收緊到比歐盟法規(guī)計(jì)劃十年后執(zhí)行的更嚴(yán)格的水平。2020年12月，中國國務(wù)院發(fā)布了“中國新時(shí)代的能源”，這是到2030年能源部門發(fā)展的藍(lán)圖。它包括關(guān)于發(fā)展電池供應(yīng)鏈的指南，包括支持能源效率的回收，以及降低用于為電動(dòng)汽車供電的碳強(qiáng)度的規(guī)定。

在美國，交通電氣化和提供關(guān)鍵材料已被宣布為拜登政府的重中之重。這反映在一項(xiàng)高達(dá)1740億美元的電動(dòng)汽車項(xiàng)目投資提案中，該計(jì)劃的重點(diǎn)是美國重建初級(jí)金屬精煉和制造，并作為材料關(guān)鍵性工作的一部分，創(chuàng)造新的回收能力。然而，在政策領(lǐng)域，美國在強(qiáng)制延長生產(chǎn)者責(zé)任或推廣循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則方面都落后于基本立法以外的循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則，這些原則將電池歸類為垃圾填埋場(chǎng)和焚化爐。

克服挑戰(zhàn)

所有三大市場(chǎng)，中國、歐盟和美國，目前的電池立法都旨在保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和人類健康。然而，中國和歐盟政策的范圍包括直接或間接給予國內(nèi)和全球公司重要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的措施，回收商的強(qiáng)制性回收率就是一個(gè)突出的例子。然而，在中國和歐盟法規(guī)如何影響全球價(jià)值鏈方面出現(xiàn)了一個(gè)重要的區(qū)別。與歐盟相比，中國在材料精煉、電池材料和電池生產(chǎn)方面占主導(dǎo)地位，以及更成熟的回收基礎(chǔ)設(shè)施，因此擁有更直接的杠桿作用。盡管對(duì)歐洲市場(chǎng)電池的更嚴(yán)格要求迫使包括歐盟在內(nèi)的全球參與者遵守，但對(duì)中國公司施加的國內(nèi)要求已經(jīng)幫助他們做到這一點(diǎn)。

當(dāng)一個(gè)新興市場(chǎng)受到監(jiān)管的影響時(shí)，新興市場(chǎng)和成熟市場(chǎng)之間的這種不平衡是可能導(dǎo)致意想不到后果的幾個(gè)因素之一，如下文所述，不僅在歐洲，而且在全球范圍內(nèi)。

扭曲的創(chuàng)新

LIB行業(yè)正在經(jīng)歷快速增長和創(chuàng)新。這些動(dòng)態(tài)共同造成了市場(chǎng)如何演變的不確定性，使行業(yè)難以為未來增長進(jìn)行適當(dāng)投資。在這方面，監(jiān)管通過創(chuàng)建穩(wěn)定的框架來促進(jìn)市場(chǎng)參與者的運(yùn)作。對(duì)電池的過于嚴(yán)格的監(jiān)管可能會(huì)帶來合規(guī)成本，從而阻礙競(jìng)爭(zhēng)力，導(dǎo)致創(chuàng)新減少，電動(dòng)汽車采用率降低。目前，似乎很少有其他技術(shù)產(chǎn)品以完全相同的方式受到監(jiān)管，即制造商需要提供有關(guān)產(chǎn)品生命周期、材料來源、第三方審計(jì)和回收內(nèi)容的詳細(xì)信息。這意味著作為運(yùn)輸脫碳核心產(chǎn)品的電池在某些方面可能面臨比為內(nèi)燃機(jī)汽車市場(chǎng)服務(wù)的現(xiàn)有行業(yè)更嚴(yán)格的要求。即使正在制定更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，也沒有建議提供相同的價(jià)值鏈透明度。

新法規(guī)還意味著，與監(jiān)管較差的美國制造商相比，歐洲電動(dòng)汽車制造商在電池來源的選擇上將受到更多限制，因?yàn)樗麄冊(cè)趥惗劂y行市場(chǎng)中的份額要大得多，參與者也更加成熟。較小的生產(chǎn)者不能免除許多潛在的繁瑣要求，這一事實(shí)構(gòu)成了替代運(yùn)輸領(lǐng)域和技術(shù)利基的創(chuàng)新可能處于不利地位的巨大風(fēng)險(xiǎn)。

扭曲創(chuàng)新的第二個(gè)機(jī)制涉及監(jiān)管指導(dǎo)滯后市場(chǎng)技術(shù)現(xiàn)實(shí)的情況。在極端情況下，由于引入新的化學(xué)或電池設(shè)計(jì)，特定的監(jiān)管目標(biāo)甚至在生效之前就可能變得過時(shí)。第二個(gè)案例涉及意想不到的“變通辦法”。生產(chǎn)者可能會(huì)選擇原材料替代品，而不是直接遵守特定材料；價(jià)值鏈上游的此類決定可能會(huì)無意中削弱預(yù)期不同材料可用性水平的回收商的未來市場(chǎng)。此外，制造商可以簡(jiǎn)單地將2千瓦小時(shí)的閾值作為設(shè)計(jì)參數(shù)，以避免供應(yīng)鏈盡職調(diào)查和使用回收內(nèi)容的沉重負(fù)擔(dān)，這可能會(huì)降低該法規(guī)的有效性。扭曲創(chuàng)新的第三個(gè)案例是，對(duì)回收內(nèi)容的要求可能會(huì)阻礙新技術(shù)的推出速度，以及對(duì)倫敦銀行市場(chǎng)整體增長的更高期待。這可能對(duì)單個(gè)制造商特別相關(guān)，因?yàn)榭苫厥詹牧系目捎眯杂行У叵拗屏穗姵刂心承┎牧系臄?shù)量。所有這三種情況都強(qiáng)調(diào)了持續(xù)監(jiān)測(cè)和調(diào)整法規(guī)的重要性，以確保結(jié)果與其環(huán)境管理和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)保持一致。在《條例》之前的工作中，這一重要性得到了解決，該工作激勵(lì)人們使用“二級(jí)立法”采取具體措施，包括回收內(nèi)容，這些內(nèi)容將隨著時(shí)間的推移而適應(yīng)。然而，適應(yīng)性和穩(wěn)定性之間存在權(quán)衡，這是該法規(guī)的意圖之一。

物資泄漏，投資放緩

該條例的目標(biāo)之一是負(fù)責(zé)任地為歐洲電動(dòng)汽車行業(yè)保護(hù)材料供應(yīng)鏈。回收是這里的核心活動(dòng)，以回收內(nèi)容和回收目標(biāo)為主要措施。然而，該法規(guī)既沒有要求回收材料來自歐洲，也沒有將可回收材料的來源限制為EOL電池。在中國和韓國等市場(chǎng)的幾家公司在電池材料生產(chǎn)方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，包括使用EOL電池和生產(chǎn)廢料的回收材料，并且可能比歐洲公司更適合滿足歐盟的回收要求。隨著中國和韓國在電池生產(chǎn)方面的主導(dǎo)地位，這些公司也更容易獲得可回收品的原料，這已經(jīng)為許多公司提供了規(guī)模經(jīng)濟(jì)，從而在從亞洲和歐洲采購可回收品方面具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這既延伸到亞洲電池材料制造商（回收材料的用戶）和電池制造商，這些材料的電池制造商都接近。這種動(dòng)態(tài)的凈影響可能是歐洲材料生產(chǎn)商，并最終進(jìn)入電池制造商進(jìn)入自己市場(chǎng)的更高障礙。電池制造商在條例通過之前和之后的磋商中提出了這個(gè)問題。

這種可回收材料的潛在外流還在于，含電池產(chǎn)品以及電池本身通常通過多個(gè)所有者級(jí)聯(lián)并在國際市場(chǎng)上交易。EOL電池仍然有價(jià)值，通常出口用于再利用和翻新，或再循環(huán)使用。這種外流使歐洲的回收商更難達(dá)到必要的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，降低了競(jìng)爭(zhēng)力，降低了投資吸引力。

該法規(guī)澄清了生產(chǎn)者對(duì)改裝電池的責(zé)任及其廢物狀況，以及強(qiáng)制獲取BMS數(shù)據(jù)，可能有助于將電池留在歐盟，促進(jìn)新電池產(chǎn)品的制造，最終可能在歐洲達(dá)到使用壽命。然而，它也為貿(mào)易商提供了一條宣布廢電池為“資源或產(chǎn)品”的途徑，這有利于其出口，加劇了可回收材料的泄漏。獲得EOL電池和可回收材料主要是參與報(bào)廢價(jià)值鏈的公司關(guān)注的問題。然而，由于對(duì)電池中回收內(nèi)容的要求，這種依賴性擴(kuò)展到整個(gè)行業(yè)，包括電動(dòng)汽車的制造。

結(jié)論

歐盟電池監(jiān)管具有令人欽佩的意圖，從刺激國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的增長，到地方和全球范圍的環(huán)境保護(hù)，再到實(shí)現(xiàn)真正的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。所有這些目標(biāo)都是相互交織的，人們可以合理地認(rèn)為它們需要一個(gè)統(tǒng)一的政策。然而，在全球重要的消費(fèi)和生產(chǎn)地區(qū)制定基本不協(xié)調(diào)的區(qū)域和國內(nèi)政策，使擬議的歐盟法規(guī)的后果難以預(yù)測(cè)。雖然意外后果可能首先影響歐盟，但世界各地的制造商、回收商和其他行為者也會(huì)感受到這些后果。歸根結(jié)底，歐洲電池價(jià)值鏈的中斷可能會(huì)限制汽車制造商在2030年以所需的規(guī)模生產(chǎn)電動(dòng)汽車的能力，那時(shí)一些國家已禁止銷售新的內(nèi)燃機(jī)汽車。

如果國際社會(huì)以協(xié)調(diào)的方式處理，消除不同措施和工具目標(biāo)并更好地了解對(duì)全球供應(yīng)和價(jià)值鏈的影響的努力可能會(huì)變得更加可預(yù)測(cè)和有力。例如，轉(zhuǎn)向開放的BMS架構(gòu)（即電池護(hù)照，第65條中電池環(huán)境、社會(huì)、治理和生命周期特定信息的數(shù)字表示）與現(xiàn)有商業(yè)模式大相徑庭，即制造商對(duì)生成的數(shù)據(jù)保持嚴(yán)格控制。目前還不清楚是否以及如何在全球價(jià)值鏈中共享本地獲得的電池?cái)?shù)據(jù)。很可能在一個(gè)統(tǒng)一的全球市場(chǎng)中，主導(dǎo)市場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)將推動(dòng)合規(guī)性。

在電池回收、循環(huán)和級(jí)聯(lián)使用等監(jiān)管范圍有限的領(lǐng)域制定明確而嚴(yán)格的全球標(biāo)準(zhǔn)，可以為歐盟公司在實(shí)現(xiàn)電池市場(chǎng)產(chǎn)品差異化方面提供先發(fā)優(yōu)勢(shì)。也許這會(huì)對(duì)更便宜的進(jìn)口產(chǎn)品形成非關(guān)稅壁壘，為歐洲電池制造商提供一些保護(hù)。從長遠(yuǎn)來看，擁有許多參與者的更強(qiáng)大的全球供應(yīng)鏈對(duì)整體環(huán)境有利，并將惠及創(chuàng)新參與者，無論其來源如何。

由于世界各地的電池供應(yīng)和價(jià)值鏈標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，制定所有國家都遵守的全球標(biāo)準(zhǔn)可以幫助確保公平和可持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，并促進(jìn)在這些全球挑戰(zhàn)和解決方案上的協(xié)調(diào)。歐盟法規(guī)是影響環(huán)境管理和可持續(xù)性的最先進(jìn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)之一。盡管市場(chǎng)參與者的內(nèi)在阻力和國際談判固有的挑戰(zhàn)為建立全球標(biāo)準(zhǔn)帶來了巨大障礙，但歐盟在電動(dòng)汽車市場(chǎng)的份額為其制定可能事實(shí)上被接受的標(biāo)準(zhǔn)提供了相當(dāng)大的杠桿。同樣，應(yīng)該將其他產(chǎn)品領(lǐng)域與相同的標(biāo)準(zhǔn)保持一致，確保電池行業(yè)不會(huì)在其他儲(chǔ)能和電力技術(shù)方面處于不利地位。

歐盟法規(guī)將歐盟置于監(jiān)管電池市場(chǎng)的前沿，為解決環(huán)境和社會(huì)問題提供了急需的政策和立法。然而，這些政策需要考慮近期和未來的意外后果。

原文鏈接：

https://science.sciencemag.org/content/373/6553/384

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