隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展,新能源汽車在節(jié)能減排領域的貢獻有目共睹。根據相關領域專家的測算,基本上未來一半的交通行業(yè)的減排,是需要新能源汽車來解決。對于新能源汽車在碳減排領域的貢獻,主要的關注點集中在使用階段。如果按照2030年電動汽車占有率20%測算,屆時可減少碳排放量約4.86億噸。與之相對應,新能源汽車通過原材料循環(huán)再利用而實現節(jié)能減排的潛力一直以來受到的關注較少。實際上,通過采用更多的可循環(huán)材料,新能源汽車在該領域也為節(jié)能減排做出了顯著的貢獻。

與傳統汽車的發(fā)動機和變速箱主要使用鋼鐵材料不同,新能源汽車的動力系統包括電池、電機、電控,和連接各系統的高低壓線束。除了采用種類復雜的多種材料外,三電系統和高低壓線束都大量采用可循環(huán)利用的銅作為基礎原材料。根據IDTechEX公司的一項研究,大多數傳統內燃機汽車用銅量不超過23公斤。但是,混動轎車用銅量為40公斤,插電式混動轎車用銅量為60公斤,純電動轎車用銅量為83公斤;混合電動大巴的用銅量為89公斤。

銅材料的循環(huán)利用對于節(jié)能減排具有重要意義。國家發(fā)改委在2022年發(fā)布的“《關于加快廢舊物資循環(huán)利用體系建設的指導意見》政策解讀”中提到,“廢銅能夠被直接利用生產銅材,顯著減少銅礦開采,縮短冶煉流程。經研究測算,與利用原生資源生產銅相比,每利用1噸廢銅可減少二氧化碳排放約2.5噸”

據公安部統計,截至2023年6月底,全國新能源汽車1620萬輛,如果按照每輛新能源汽車用銅80公斤計算,全國在用新能源汽車累積用銅達到130萬噸。如果完全采用廢銅循環(huán)利用,可以減少324萬噸碳排放量。中國汽車工業(yè)協會預測2023年中國新能源汽車產量將達到900萬輛,對應的用銅量約72萬噸,如果完全采用廢銅循環(huán)利用,每年可以減少180萬噸二氧化碳排放,相當于種植了1億棵樹。

銅材料主要應用于新能源汽車的電池、驅動電機、和高低壓線束。純電動車鋰離子電池用銅箔約25-38公斤,與電池的容量和使用的銅箔厚度相關;單車低壓線束導體用銅量約28公斤,高壓線束導體用銅量約5公斤;驅動電機需使用9-12公斤銅桿。由于銅價格比較高,且線束中的銅導體和驅動電機中的銅電磁線回收方便,基本已經實現100%回收利用。電池中的銅箔回收較為困難,一般先是將退役的鋰離子電池轉為儲能電池實現梯級利用,最后再進行拆解回收。由于鋰離子電池的拆解比較困難,且可能造成環(huán)境污染,因此還需要開發(fā)更加安全的拆解回收技術。

雖然與新能源汽車使用階段的碳減排相比,原材料循環(huán)利用可以降低的碳排放相對較少。但由于以銅材料為代表的上游原材料如果完全來源于礦產,其在礦山開采與運輸、冶煉與電解、型材制造等環(huán)節(jié)都需要消耗大量的能源,并產生碳排放。因此,充分發(fā)揮以銅為代表的可循環(huán)利用材料在新能源汽車上的應用,有助于減少新能源汽車全壽命周期的碳排放。