驱动未来：通过循环利用克服电池供应链挑战

白皮书 2025年1月 Getty Images 图片： 目录 前言 3 执行摘要 4 1引言61.1电动汽车电池需求上涨的影响61.2循环电池经济81.3报告方法92关于今天电池价值链的担忧102.1全价值链缺乏透明度。102.2电池设计及数据访问122.3回收和再利用经济的挑战132.4价值链设计的脆弱性以及不平等的危害和利益152.5员工发展及过渡需求17 318建议 3.1追踪与溯源平台183.2设计变更和数据标准203.3政策应对经济和技术挑战第23个案例研究1：电动汽车电池回收的 triple-bottom-line 会计273.4区域价值链与跨境流动第28个案例研究 2：一个小型岛国面临的挑战313.5劳动力发展与转型32 结论35 贡献者 36 脚注 38 免责声明：本文件由以下机构发布 世界经济论坛作为项目、洞察领域或互动的一部分所做的贡献。本文中表达的研究成果、解释和结论是经世界经济论坛支持和认可的协作过程的成果，但并不意味着反映世界经济论坛的观点，也不代表其所有成员、合作伙伴或其他利益相关者的整体观点。2025年世界经济论坛。版权所有 版权所有。本出版物任何部分不得以任何形式或任何手段进行复制或传播，包括影印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 前言 随着全球电动汽车（EV）销量持续增长，对电动汽车电池供应链满足不断增长的需求的能力的担忧也随之增加。尽管计划中的制造产能是充足的，但供应链目前因地缘政治、变化的贸易联盟、冲突、极端天气和其他因素而容易受到短缺和中断的影响。许多人还对供应链对新型矿产的依赖感到担忧，这些矿产用于电动汽车电池，其开采可能涉及侵犯人权和环境污染。 但也将为多样化的地理区域创造就业机会并促进经济增长。 毛里西奥·卡尔德纳斯全球未来理事会负责资源利用未来联合主席，世界经济论坛 在本届世界经济论坛报告中，与世界资源研究所（RMI）和全球电池联盟共同合作，我们讨论了持续依赖线性电池经济所带来的风险。我们还提出了一种未来展望，即以符合全球和各国气候目标的速度和规模实现交通运输电气化，同时尊重人权和环境。也许最重要的是，我们提出了全球利益相关者可以采取的具体步骤，以使循环电池经济成为现实。 另一个风险来源是，由于大多数地区基础设施不完善，无法管理日益增长的到寿命的电池数量。应对这一挑战需要大量的投资、密集的利益相关者合作和有效的政策。 好消息是我们并非从零开始。在过去的几年里，越来越多的不同利益相关者已经意识到，我们都从循环电池经济中获益良多。他们一直在努力提高供应链的透明度，通过新型化学物质改善电池的性能和可持续性，并建立制造和回收电池所需的基础设施——但我们还需要做更多。 显然，需要采取紧急行动。 然而，即便面对这些重大挑战，仍存在解决方案。一个循环电池经济——在这种经济中，电动汽车电池得以修复、再利用、重新定位和回收——可以有效地解决上述挑战，并在此前未从汽车行业中创造价值的地区带来更好的结果。 我们必须继续加快这一努力，并采取一种知情乐观的态度——这种态度明确指出，尽管我们面临的障碍重大，但它们绝对不是无法克服的。 Gillian Davidson全球未来理事会负责资源利用未来联合主席，世界经济论坛 电池循环利用降低了原生材料的需求，有助于弥补区域矿产资源缺口——这可以增强供应链的韧性并减轻国家安全风险——同时减少与采矿相关的危害。值得注意的是，循环电池经济不仅会减轻供应链的负面影响 在与我们共同追求共同使命的过程中，我们必须承认我们有机会将挑战转变为机遇。让我们开始吧。 金华新世界经济论坛管理总监 Inga Petersen执行总监，全球电池联盟 执行摘要 本报告指出了当前电动汽车电池（EVB）价值链中引起负面环境和社交影响、阻碍公平社会经济价值发展的担忧。通过从专家咨询小组、全球未来理事会关于负责任资源利用的未来以及次级研究中汲取的见解，报告确定了五项必要的变革，以推动向循环电池经济转型并解决这些担忧。重点包括： 利用针对性的政策干预帮助克服在回收和再利用过程中遇到的经济和技术障碍。 高资本支出需求、原料量不足以及波动剧烈的矿物市场使EVB回收面临财务不确定性，并将行业置于风险之中。同样，新电池价格的下降、废旧电池价值的不确定性，以及再利用和再定制的成本高和技术挑战，可能阻碍二手电池行业的扩大规模。随着大量EVB进入首次使用寿命的末期，需要政策干预来支持这些新兴行业在关键时刻的发展，以抓住提高资源效率、减少EVB内嵌的环境和社会影响以及利用与二手电池相关的巨大社会经济机会的机会。 1. 开发标准化、互操作的追踪与追溯平台。 你无法管理你无法看见和衡量的东西。从电池及其材料的提取到生产再到生命终结（EOL），有助于电池制造商和汽车制造商做出负责任的采购决策；确保遵守环境和人权原则和法规；并为利益相关者提供关于维修、再利用、改用和回收的关键信息，以便他们有效规划和投资。 4. 在全球循环经济中发展区域性的循环价值链，并促进电池及电池材料负责任跨境流动。 2. 设定绩效和数据标准，并为注重可拆解性、可回收性、安全、成本和范围的创新设计研发提供资金支持。 今天的电动汽车（EVB）供应链在地理上既集中又分散：集中是因为采矿、提炼、加工和组装仅在少数几个国家进行，而分散是因为电池材料在价值链中移动时需要穿越数万英里。这些因素减弱了价值链的弹性，同时增加了排放。与此同时，今天的移动模式和与电动汽车电池相关的国际法规可能导致对进口旧车辆和电池的发展中经济体造成无意中的伤害。使更多国家参与价值链，并促进电池和电池材料的负责任流动，可以增加弹性、减少排放，并在构建循环电池经济的同时防止对发展中市场的无意伤害。 电池设计目前优先考虑首次寿命性能——但在电池设计中做出的选择会影响甚至决定电池是否可以被维修、再利用、转用和回收。此外，获取有关电池设计、健康和剩余使用寿命的数据对于实现安全的、高效的和经济有效的二次寿命和末寿命管理至关重要。开发性能和数据标准、实施支持性政策以及找到创新的方法来为电池设计研发融资可以帮助在电池设计和数据共享中优先考虑二次寿命和末寿命管理。 电池是人类的一项非凡资产，并将推动能源转型。然而，避免重蹈过去的错误以及忽视能源系统产生的外部性至关重要。现在采取行动至关重要，在系统性环境和社交损害累积之前，以创建一个服务于全球社区、保护环境和促进经济增长的循环电池经济。 投资于循环电池经济所需的劳动力，通过培训和提高技能以适应循环工作，整合并防止非正式市场的发展，以及优先考虑公正转型的原则。 在循环电池经济中，价值链将不再依赖于原生矿物，从而导致与采矿相关产业的工作岗位减少。被取代的工人以及其他人员可以利用许多循环职业机会，如果他们能够接受提升和再培训支持。政府、行业代表和教育机构需要共同努力，以确保工人具备在循环经济中成功所需的技能。 引言 需要建立一个循环电池经济以提高弹性、最小化环境和社会危害，并在电池价值链中创造公平。 1.1 电动汽车电池需求上升的影响 电动汽车充电器（EVBs）的需求1电动汽车的普及正在上升，与之相伴的是对关键矿产和其他原材料的需要。根据国际能源署（IEA）的数据，全球对电动汽车电池（EVBs）的年需求量正在上升。 预计到2030年增长到5.5太瓦时（TWh），到2035年达到9.1太瓦时（TWh）。2在“到2050年实现净零排放”的情景下。 预测需求：在净零排放情景下，2035年来自现有和已宣布的采矿项目的预测供应量仅能满足电动汽车（EVBs）及其他锂、镍和钴用途的年需求的39%、69%和62%。7这可能会将电动汽车转型置于风险之中。（这些预测不包括来自电动汽车电池回收的任何供应，这将满足部分需求。预测将继续随着电池和回收技术的快速演变、供应预测的不断变化以及电动汽车需求预测的定期重新评估而变化。） 为满足不断增长的EVB需求，预计到2035年，锂的年矿物需求量将达到909千吨（kt），镍的年需求量为2,590千吨（kt），钴的年需求量为247千吨（kt）。4电池化学创新和密度提升显著降低了镍和钴的需求，并且预计这一趋势在未来将进一步加速。5锂的需求——几乎是今天所有电动汽车电池化学成分的通用矿物——预计将比镍和钴的需求增长得更多。6 根据国际能源署的预测，仅当前及预测的采矿供应量不足以满足这一需求。 需求和生产增长也意味着在未来几十年里，越来越多的电动汽车电池（EVBs）将到达其使用寿命的尽头——从而产生对这些已到寿命的电池进行负责任管理的需求，以避免不当处置带来的危害。建立基础设施、制定并实施政策、改变企业做法以及重新设计生产、分销和消费流程都需要数年时间。在全球系统中创造系统性变革也需要数十年。现在采取行动，以便准备好管理即将到来的电池浪潮，是至关重要的。 在下一个十年中旬开始进入其使用寿命的末期。 除了不当处置的环境和社会风险外，还有与EVB（电动汽车电池）生产相关的风险，如果继续按照现状进行，即EVB生产和报废管理（EOL）的系统及流程基本不变，那么随着EVB需求的增加，这些风险也将增加。 幸运的是，有替代方案可用。 1.2 圆柱形电池经济 “循环经济”的定义因用例和不同利益相关者的视角而异。有些人可能更关注环境效益，而其他人则关注经济影响。有些人可能强调闭环系统，而其他人则强调效率。基于对221个定义的分析，一个定义如下： 正如这个定义所示，采取整体方法对待循环至关重要：这种方法应包含可持续发展、环境质量、经济发展和社会公平。 一个电动汽车电池（EVBs）的循环经济是指在电池的第一个应用中尽可能长时间地使用（“第一生命周期”）；然后在其他电动汽车中重复使用或重新用于其他应用，如储能（“第二生命周期”）；然后回收，当电池中的材料被提取并返回到价值链的提炼阶段，用于制造新电池。采取整体方法，循环电池经济必须采用系统思维来优先考虑最小化环境影响和最大化公平性——确保所有人都能从这一新系统中受益，没有人要承担过度的变革成本。 循环经济是一种再生经济系统，它需要一种范式转变，用减少、替代性再利用、回收和在整个供应链中回收材料的概念来取代“生命终结”的观念，旨在促进价值维持和可持续发展，创造环境质量、经济发展和社会公平，以造福当前和未来几代人。它由利益相关者（工业界、消费者、政策制定者、学术界）及其技术创新和能力所驱动。9 当电池不再履行其原始用途时，它们可以被再利用或回收。 电池制造商将电池单元组装成模块，然后将它们打包并卖给汽车制造商，制造商将完成后的电池放置在电动汽车中。 循环经济不仅仅是关于“闭环”和材料的再利用。它是实现高效价值链、平衡环境、社会和经济优先事项的工具。循环电池经济可以实现： – 通过改造电动车辆电池用于可再生能源储存和电网稳定，增加清洁能源的获取。 – 通过减少供应缺口，利用二手电池降低电动汽车成本，以及通过翻新的电动汽车电池提高电动汽车充电的获取途径，增加对清洁移动性的访问。 最小化与EVB生产和不当处置相关的环境和社交影响，并减少由此产生的对EVB和电动汽车的负面认知。 从线性经济向循环经济转型不会消除所有负面影响、不平等和低效率，如果设计不周全、不整体，以及管理方式不尽责任、不公平，它本身也可能产生未预见的后果。向循环经济转型需要变革，确保对目前电动汽车电池（EVB）价值链依赖程度高的国家能够为这一转型做好准备，不被落下至关重要。正如联合国在其关于关键能源转型矿产的指导原则中所强调的：“公平与正义必须成为矿产价值链的基石。”10 – 通过减少供应缺口和加强价值链的韧性，促进广泛向电动汽车的过渡。 通过减少具有关键矿产储备或加工能力的少数几个国家的资源竞争来降低地缘政治紧张局势。 通过在电动汽车电池（EVB）价值链中涉及更多国家并利用价值创造机会来提升地缘政治和经济地位。 1.3 报告方法 世界经济论坛、RMI和全球电池联盟（GBA）与世界各地的专家以及电池价值链上的专