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隨著氣候危機日益嚴重和經濟前景不確定,電氣化步伐加快,當您從化石燃料汽車過渡到電動車時,我們將成為您的伴侶。
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隨著電動車 (EV) 的不斷普及,循環經濟在再利用和回收其零件方面的作用變得越來越重要。
電動車電池的使用壽命有限,並且會逐漸退化——這是一個化學和物理變化的過程,會降低其保持電池的能力。隨著時間的推移充電。
因此,電池性能會隨著年齡的增長而下降,這給新的或二手電池電動車的潛在買家帶來了關於電池壽命、組件的耐用性以及使用壽命結束時的選擇的重要問題。
純電動車 (BEV) 的使用壽命
現代電動車的使用壽命設計為 15-20 年,與傳統電動車相當甚至更長內燃機(ICE)車輛。
其壽命的關鍵因素是電池。當電動車電池的容量降至原容量的 70% 至 80% 以下時,通常會認為已達到使用壽命。
然而,電池技術的進步表明,許多電動車現在的性能遠遠超出了這個容量閾值,因此使用這個基準來確定鋰離子電池的壽命在未來很可能會過時。
許多汽車製造商提供平均 8 年或 160,000 公里的保固期,但實際數據顯示電池的使用壽命通常要長得多。
電池更換:時間與成本
電池更換是與擁有電動車相關的最重要的費用。
雖然早期的電動車模型的電池退化速度更快,但現代電池憑藉改進的技術和管理系統,現在比以前更耐用。
如果出現電池問題,通常可以更換單一電池或模組,而不是整個電池,從而節省金錢和資源。
美國 Recurrent 的一項研究發現,電動車電池更換並不常見,所有年份和型號的車輛中只有 2.5% 需要更換(不包括重大召回)。
然而,如果需要完全更換電池,則根據車型、電池尺寸和國家/地區的不同,整個歐洲的成本可能會大不相同,因為價格受到勞動力成本和當地市場條件差異的影響。
在德國,更換電動車電池的成本從 4,500 歐元到 18,600 歐元不等,具體取決於電池類型、尺寸和車輛製造商等因素。這種價格差異凸顯了整個歐洲的更廣泛趨勢,其中電動車電池更換成本因車型和國家而異。
例如,在特斯拉汽車中,Model 3 通常提供最實惠的替代選擇,而 Model S 和 Model X 則定位在價格範圍的高端。
寶馬和日產等其他品牌的成本也有很大差異。
例如,與德國和法國相比,英國的平均重置成本通常較高。
儘管這些成本很高,但隨著電池技術的不斷發展和生產規模的擴大,價格預計會隨著時間的推移而下降。
循環經濟
當電動車達到使用壽命時,循環經濟提供了一種可持續的方式來延長其組件(尤其是電池)的使用壽命。
即使高壓電池無法再為車輛提供動力,它們通常仍能保留大量容量。
目前,這些電池可以重新用於要求較低的應用,例如固定儲能係統。這種第二次使用壽命不僅延長了電池的使用壽命,而且還節省了資源並減少了對環境的影響。
然而,重新利用也面臨挑戰,包括確保二次電池的可靠性和安全性。
重新利用也需要權衡。雖然它推遲了回收的需要,使行業成熟並降低非法處置的風險,但它也推遲了推進回收工作和減少對新原材料提取的依賴所需的有價值材料的回收。
回收和材料回收
一旦電動車電池不再適用,回收就變得至關重要。鋰離子電池含有可回收的鋰、鈷和鎳等材料,從而減少了對新開採的需求。
先進的回收方法,例如濕式冶金和火法冶金,可以有效回收這些材料。
目前,歐洲各地正在運作多家電池回收工廠,其中包括 AE Elemental 在波蘭扎維爾切新開設的工廠,該工廠優先考慮永續實踐和材料回收。
除了電池之外,其他電動車組件(例如電動馬達)也富含銅和稀土金屬,也可以回收或翻新用於新電動車或工業機械。
然而,挑戰仍然存在,包括需要標準化流程以確保效率和永續性。
電池技術的未來趨勢
隨著對材料稀缺性和成本的擔憂日益加劇,許多汽車製造商正在轉向磷酸鐵鋰(LFP)電池。
這些電池的生產成本更低,也更耐用、更安全,但它們通常儲存的能量較少,導致行駛里程較短。
固態電池以固態陶瓷材料取代液態電解質,是另一個有前景的發展。它們在安全性、能量密度、使用壽命和環境影響方面具有潛在的優勢。然而,固態電池的大規模生產還需要數年時間。
隨著電動車變得越來越主流,人們意識到其報廢過程對於永續發展至關重要。當電池達到使用壽命時,再利用和回收變得至關重要。
展望未來,無鈷磷酸鋰 (LFP) 和固態電池等電池技術的進步有望提高耐用性、安全性和效率。
儘管挑戰依然存在,但電動車技術和回收基礎設施的持續發展正在為更綠色、更永續的未來鋪平道路。
- 傑拉丁·赫伯特是《星期日獨立報》的汽車編輯和電動車專家。