汽車是全球應用最廣泛的工業品,也是全球碳排放的主要來源之一。據市場數據分析機構Hedges&Company的估算,現在全球汽車約有14.46億輛,每年新車產量接近9000萬輛。近年來,隨著我國交通大發展持續深入推進,機動車和駕駛人保持高位增長態勢,截至2023年3月底,全國機動車保有量達4.2億輛,其中汽車達到3.2億輛。汽車保有量的持續增長,不可避免的帶來資源如何循環再利用的問題,而新能源汽車由于其特殊的動力系統,該領域的再制造與可循環利用受到業界的更多關注。
與傳統汽車不同,新能源汽車的再制造與可循環利用需要重點關注電池、電動機、 高壓線束、和充換電設備四大領域。
電池的回收利用是最受關注的領域。由于廢舊電池含有大量具有一定危險性的化學材料與有害金屬,一般都遵循退役電池先回收梯級利用,再無害化拆解回收的方式。車用鋰離子電池被替換后,一般都被回收,通過檢測后應首先應用于儲能等領域繼續發揮作用。因此在車用鋰離子電池的電芯與電池包設計過程中,需要預先考慮回收再利用的需求,在電芯的性能、結構尺寸、封裝方式上便于梯級利用。車用電池在經過梯級利用后,最后還是需要拆解回收,因此在新電池的開發設計中,也需要考慮拆解回收過程中,各類材料的無害化處理與回收要求。
相較于電池,電機與高壓線束的回收再利用已經非常成熟。首先,由于電機和高壓線束的設計使用壽命一般超過整車的設計使用壽命,因此大部分電機與高壓線束可以在車輛報廢后通過再制造的檢測與翻新,作為售后件重新在維修市場應用,實現資源的循環利用,同時有效減低車輛維修費用。其次,各類電機的定子與轉子、高壓線束的銅芯都使用標準化的銅材料,其通用性高,經過簡單的加工處理就可以作為原材料重新應用于新電機與高壓線束的生產。采用易回收可循環的材料例如銅,有利于在新能源汽車全壽命周期降低碳排放,實現真正意義上的碳減排與碳中和目標。
作為新能源汽車推廣應用的基礎設施,充換電設施與傳統的加油設備比較,充電樁具有物理損耗小、能量傳輸效率高、不易發生化學腐蝕與材料老化等優點。同時大部分充電樁和配套設施采用全封閉設計,使用壽命更長;通過模塊化更新和軟件升級可以適應技術與產品升級發展后的要求。因此絕大部分充換電設備可以通過再制造和循環利用滿足新能源汽車的長期配套使用要求,綜合成本與全壽命碳排放量能夠顯著低于傳統化石燃料。
綜合而言,新能源汽車通過采用易回收可循環的材料,其核心零部件的再制造與循環利用率與傳統內燃機汽車比較具有顯著提升,從全壽命角度能夠更有效的節能減排。
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