探索电动汽车电池生产中的碳足迹与减排路径

电动汽车(EVs)以其显著降低的运行碳排放作为核心卖点，与燃油驱动的汽车形成鲜明对比，后者因燃烧汽油和柴油产生直接尾气排放。然而，电动汽车行业面临一个不那么直观的挑战：其电池生产环节的碳足迹异常沉重，构成了整个电动汽车和卡车生产系统中最大的隐性排放源，占比约为40%-60%，甚至超越了车辆制造中其他基本材料（如钢材、铝材）的排放量（参见图表1）。

面对日益严峻的减碳压力和全球范围内电动汽车需求的激增，制造商们正积极应对，寻求减少排放的途径。目前，已有超过100家汽车行业的原始设备制造商及其供应商承诺减少排放，作为“基于科学的目标”倡议的一部分，预示着将有更多企业加入此行列。

电池生产碳排放水平受多种变量影响，包括电池设计、车型、续航需求、路况，以及生产地的能源结构。尤其值得注意的是，即便在相同技术条件下，制造商之间碳足迹也可能因所使用的能源电力系统的差异而大相径庭。未来五年至十年内，电动汽车电池生产有望实现显著的碳排放削减，本文将探讨电池制造为何成为高排放活动，以及减排的可能路径。

电池高碳足迹的原因

电动汽车的生命周期前期碳足迹大约是传统内燃机车辆的两倍，尽管两者在常规车身材料方面的隐含碳排放相近（5至10吨，受尺寸和产地影响）。然而，仅一个典型配备75千瓦时电池组的电动汽车，其电池生产环节就产生了超过7吨的二氧化碳当量排放。这主要归咎于原材料的获取与加工（如镍、锰、钴、锂和石墨）过程中释放的大量温室气体，以及阳极和阴极材料生产中必需的高能耗工艺。此外，电池化学类型、生产技术、原材料供应链及运输方式亦是影响隐含碳排放的关键。

区域间电池生产排放的巨大差异

目前，亚洲是电池的主要生产基地，中国以超过70%的市场份额主导市场，同时拥有相对最高的生产碳排放强度。相比之下，瑞典电池生产因其高比例的可再生能源使用，碳排放显著低于中国。随着欧洲电池生产依托更低碳的电力系统，电池制造商在欧洲设厂有助于降低全球平均排放水平。预计到2025年，电池生产每千瓦时的全球平均温室气体排放可能降至85kg CO2e/kWh，而一些行业领军企业已致力于将此数值进一步压缩至20kg CO2e/kWh以下。

政策压力推动电池减排

当前，电池生产每千瓦时的排放高达100kg CO2e/kWh，但通过全链条努力，未来五年至七年有望实现75%的减排。监管措施，如欧盟的碳边界调整机制(CBAM)和美国的通胀削减法案(IRA)，对推动电池减排技术和成本控制至关重要。这些政策通过激励本地低碳生产、促进可再生能源使用和材料回收等措施，直接影响电池制造业的竞争力和供应链布局。

电池减排的潜力与途径

全面的减排措施能显著降低电池的碳足迹，最低可达12-24 kgCO2e/kWh，其中包括优化矿产提取和精炼、改善阳极和阴极材料的制造工艺、采用清洁电力和电气化生产过程、增加材料回收利用率、实施低碳物流策略、优化电池组件设计，以及根据实际需求调整电池尺寸。这些措施不仅有助于减少环境影响，还能在某些情况下带来成本节约。

协同合作实现深度脱碳

构建“零碳”电池产业需产业链上所有参与者的共同努力，包括设定明确的零碳目标、投资技术创新、扩展回收网络、建立市场认证体系和战略伙伴关系，以共同推动整个价值链的转型与升级。通过这些综合措施，电动汽车行业将朝着更加绿色、可持续的未来迈进。