Поскольку федеральное правительство стимулирует расширение отечественного производства аккумуляторов для электромобилей, в новом исследовании Корнельского университета рассматриваются долгосрочные перспективы производства в США в области энергетики и устойчивого развития, а также освещаются политические подходы к построению более устойчивой цепочки поставок аккумуляторов.
Аккумуляторы для электромобилей в основном производятся за рубежом, и многие политики хотят перенести больше производства в США — практика, известная как реорганизация, — чтобы уменьшить зависимость от иностранного импорта и непредсказуемых глобальных цепочек поставок. Но реорганизация также окажет влияние на переход страны к возобновляемым источникам энергии и цели в области климата.
Исследование, опубликованное 14 июня в журнале Science Advances, содержит один из наиболее полных энергетических и экологических анализов замены литий-ионных аккумуляторов EV, рассматривающий весь жизненный цикл, включая приобретение сырья, производство компонентов, изготовление, дистрибуцию и транспортировку.
Исследование показало, что переоборудование может снизить общий углеродный след аккумуляторов для электромобилей в США и энергию, необходимую для их производства, но выгоды могут значительно варьироваться в зависимости от таких факторов, как развитие технологий, реструктуризация цепочки поставок и внедрение электромобилей.
«Например, использование переработанного алюминия и никеля может сократить выбросы углекислого газа до 26% для парка электромобилей в США, существовавшего до пандемии», — сказал один из ведущих авторов исследования Фэнци Ю, профессор инженерии энергетических систем Роксаны Э. и Майкла Зака и старший научный сотрудник факультета Центр устойчивого развития Корнелла Аткинсона. «Это исследование подчеркивает важность науки о данных и аналитики устойчивого развития для формирования будущей политики в области энергетики, климата, производства и окружающей среды».
В исследовании также рассматривались энергетические и устойчивые перспективы стратегии поддержки союзников, в рамках которой производственные мощности по переработке металлов и компонентов аккумуляторных батарей перераспределяются в Японию, Южную Корею и страны Европейского союза.
Результаты исследования включают:
Увеличение доли производства onshoring и ally в будущей цепочке поставок электромобилей в США может снизить выбросы углекислого газа до 27% по сравнению с текущей конфигурацией цепочки поставок.
Увеличение доли возобновляемых источников энергии в энергосистеме и снижение зависимости от каменного угля и электроэнергии, вырабатываемой на буром угле, повысило бы экологическую устойчивость электромобилей.
Стратегическая интеграция развития аккумуляторных технологий и реструктуризации цепочки поставок может привести к 54%-ному увеличению выгод от смягчения последствий изменения климата.
В то время как повторное использование может снизить экотоксичность и образование мелкодисперсных частиц более чем на 30% при поставках вторичного никеля, наблюдается снижение экологических показателей в области образования озона, разрушения озонового слоя и ионизирующего излучения из-за увеличения расстояния транспортировки материалов за границу.
«Тип продвинутого моделирования и системного анализа, предлагаемый в этом исследовании, необходим для рассмотрения экологических компромиссов при создании литий-ионных аккумуляторов», — сказал соавтор исследования Апурв Лал, аспирант лаборатории проектирования технологических, энергетических и экологических систем You’s, «и для обеспечения устойчивости промежуточного потока и последующая производственно-сбытовая цепочка для США в условиях неопределенности на рынках и развивающихся аккумуляторных технологий».
