CIFA看点丨多措并举实现交通绿色化

来源:CIFA秘书处 时间:2022-06-15


      第26届联合国气候变化大会(COP26)、欧洲绿色新政(European Green Deal)和巴黎协定(Paris Agreement)都提出要大力发展可持续交通。2022年4月联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)正式发布了第六次评估报告(AR6)第三工作组报告《气候变化2022:减缓气候变化》,报告重申要在2030年之前将温室气体排放量减半、在2050年实现二氧化碳净零排放,并且必须加快碳减排措施的实际部署。

 

而交通运输占全球温室气体排放量的四分之一以上,因此想在2050年前实现净零排放,就必须要对所有交通工具进行脱碳。

 

欧美绿色交通发展与举措

 

绿色交通基础设施投资是欧盟绿色新政的重要组成部分。比如在货运领域,欧盟计划降低对公路货运的依赖,加大铁路等电气化程度较高的运输方式,发展多式联运,致力于在2050年实现75%的货运量“公转铁”与“公转水”。除了发展智能网联汽车产业与智慧交通系统建设,促进“出行即服务(MaaS)”智能应用的普及,欧盟也将加大新能源汽车充电基础设施建设,实现2025年前新增100万个充电站。此外,欧盟利用价格机制促进绿色转型,如停止燃油补贴、将海运纳入碳交易市场(目前该市场仅覆盖航空运输)、加强道路收费机制等。

 

电动汽车(EVs)的逐渐普及驱动着公路运输电气化的进程。但同时电动汽车相关基础设施的需求也在增加,这就意味着如果运输商无法提供足够的充电基础设施,那么无论研发出多么先进的零排放车辆都无济于事。另一方面,如果路上没有足够多的电动车投入使用,可能也相应无法吸引充足的充电基础设施投资。因此,需要灵活运用电池电动车(BEVs)和燃料电池电动车(FCEVs)的基础设施解决方案,以适应不同客户的需求。

 

在美国,近五分之一的温室气体排放来源于汽车和卡车的尾气。尽管自2016年以来,美国的电动汽车销量平均每年攀升40%以上,但仍有近一半的美国消费者表示,电池或充电问题是他们购买电动汽车的最大顾虑。因此,美国《两党基础设施法》(Bipartisan Infrastructure Law)表示要投入75亿美元资金来促进本国电动车充电基础设施的建设与普及,目标是到2030年在全国范围内建设并安装50万个可以同所有车辆和技术兼容的公共充电桩。然而,即使增加这50万个公共充电桩也不足以满足未来电动车充电的需求。根据先前设定的联邦目标,到2030年,汽车销售总量中将有一半是零排放车辆(ZEVs),预计需要120万个公共电动汽车充电桩和2800万个私用电动汽车充电器。

 

多方参与电气化进程

 

要提高电池及燃料电池的市场份额,需要整个产业系统的利益相关者进行合作,这其中包括汽车制造商和能源供应商、政策制定者以及市场监管者。

 

      例如,2021年7月,沃尔沃集团(Volvo Group)、戴姆勒卡车(Daimler Truck)和传拓集团(Traton Group)三家行业领先的商用车制造商签署了非约束性协议来建立一家合资企业,旨在为欧洲的电池电动重型卡车和长途客车建立公共充电网络。各利益相关方计划共同投资5亿欧元,在合资企业成立后的五年内安装并运营至少1700个高性能绿色能源充电点。这将有助于欧洲地区在2050年前实现运输碳中和的目标。

 

图片来源:沃尔沃集团

 

数字化与循环经济

 

由于客户需求和市场条件不同,交通运输电气化的发展将需要各种各样的技术支持。开发强大的电池充电网络以及氢燃料电池的加注网络可以很大程度上满足不同交通工具的不同需求,因为全行业的转型将分别在不同的应用范围、地区和技术中所有体现。

 

为了使这些新兴技术实现可持续发展,必须考虑尽快向循环经济转变,而不是继续依赖对自然资源的攫取。而为了早日实现零碳目标,也需要重新审视“回收、翻新、再制造、重复使用”等环节并推动交通运输业变革。

 

作为循环经济的一部分,电池回收利用对于绿色转型尤为关键。从资源节约和可持续发展的角度来看,开采和使用的原材料越少,对环境就越有利。因此,为了最大限度地减少电气化产品对环境的影响,电池设计时就必须考虑如何循环利用和回收。通过翻新或再制造,更换特定的电池或模块,有可能延长电池使用寿命。

 

而在延长电池使用寿命上,可以对电池数据进行优化,通过充分了解每一类老化电池的特性,针对电池的第一和第二生命期间(电动车电池的第一生命指电池在汽车上作为移动电源可正常使用的阶段,第二生命是指电池已经达到其在汽车上可正常使用的上限,即无法维持电动汽车正常运行所需的容量,但仍有大约70-80%的剩余容量)及其整个生命周期建立数据库。通过这种数字化的方式,可以探索电池的更多潜力,有望确保在其生命周期的每个阶段都有更高效的电源输出。

 

      比如,当电动车电池达到其第一生命的尽头时,即只能维持约80%的总可用容量,并在24小时内达到约5%的静止时自放电率时(自放电指具备一定初始电量的电池,在规定环境下开路搁置一段时间,由于种种原因会损失一部分电量),制造商有三种选择:一是直接进行废弃处理,主要发生在电池组损坏的情况下或在缺乏必要市场结构的地区。大多数地区已经设立法规阻止了大规模弃置行为。二是进行回收,特别是回收钴和镍等高价值的金属,目前如湿法冶金之类的创新工艺使金属回收效率有所提高。三是在对电池进行回收之前,在非移动应用设备中进行电池再利用,这时即使电池的性能降低,但仍能发挥剩余价值。

 

图片来源:麦肯锡公司

 

结语

 

为实现交通部门净零排放,推广使用电动汽车已经成为了市场主流方向。面对日益增长的需求,电池使用和更换频率的增加可能带来新的资源端的挑战与供应链上的风险。所以,为了增强电动汽车供应链韧性和可持续性并减少初级资源需求,需要采取循环经济的发展战略。总体来看,交通运输行业的节能降碳、绿色发展离不开政策的支持,未来需要通过政府干预(行政手段和财政手段)、碳交易与绿色金融等来进一步推进交通运输行业低碳发展。

 

 

 

编译:樊旭曼

审编:郭丹蒙、张舒寒

 

 

 

参考资料:

1.https://www.weforum.org/agenda/2022/05/circular-economy-net-zero-transportation/

2.https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/second-life-ev-batteries-the-newest-value-pool-in-energy-storage

3.https://www.mckinsey.com/industries/public-and-social-sector/our-insights/building-the-electric-vehicle-charging-infrastructure-america-needs