电动车是全球能源转型的重要一环。大众讨论电动化时,关注点大多集中在车辆行驶阶段的尾气减排,或是充电用电的碳排放。但普林斯顿大学一项研究提醒我们:如果把电池关键矿产的冶炼环节纳入考量,在推进本土电池产业链建设的过程中,中国与印度有可能出现局部二氧化硫污染集中的区域。这项研究发表于《Environmental Science & Technology》。
研究团队针对中国和印度开展情景模拟。结果显示,若两国将电动车供应链完全本土化,全国二氧化硫排放相比当前水平最gao可上升 20%。新增排放绝大部分来自镍、钴等电池核心矿产的冶炼与加工工序。二氧化硫是细颗粒物的前体污染物,会诱发心血管与呼吸系统疾病,而中印两国本就长期面临大气污染的压力。
论文通讯作者彭伟副教授指出,很多关于电动车的讨论,只聚焦交通与电力行业的减排。但电动车的环境影响并不止于车辆尾气或是电力消耗,整条供应链的环境代价同样需要纳入评估。
这项研究的第yi作者 Anjali Sharma 表示,几乎所有清洁能源技术深挖之后,都存在取舍与权衡。存在这类环境代价,并不意味着要停下能源转型的脚步,而是需要主动采取措施,尽可能降低负面效应。
中国与印度的电动车产业链处在不同发展阶段,对应的治理优先级也因此有所区别。中国已经建成本土电动车供应链,工作重心更多是对现有产业链进行清洁化改造;而印度尚处在供应链建设初期,拥有从源头搭建低污染产业链的机会。
在印度,现阶段较为可行的举措是先治理电力行业污染,对火电厂落实严格的二氧化硫管控,采用烟气脱硫这类成熟技术。中国电力行业的排放管控标准已经相对完善,新的治理重点,需要转向电池制造环节的二氧化硫排放,这也是过去容易被忽视的领域。
研究发现,如果只优化电网清洁度,对电池制造环节的排放置之不理,在供应链完全本土化的情景下,二氧化硫排放几乎不会下降。只有同步管控电池生产工艺,才能够避免制造基地周边形成污染热点。
不少人会默认,向绿色技术转型一定是双赢,同步收获气候与空气质量改善。但研究警示,若只关注制造环节之外的减排,有可能降低碳、氮氧化物排放,却让电池工厂周边社区承受更高的空气污染负担。
从全球视角来看,随着电动车在更多国家普及,电池制造带来的污染不会只局限于中印。即便选择把电池生产外包到其他国家,污染问题并不会消失,只是发生了地域转移。
研究团队提出两条可行路径来应对这一挑战。一方面,在国家或区域层面制定并落地严格的大气污染管控标准,约束电池生产环节排放。另一方面,调整电池材料体系,也能从源头减少这类二氧化硫排放。当前三元电池大量使用钴和镍,而磷酸铁锂这类替代技术,不依赖这两种矿产,在大规模应用场景下,冶炼加工带来的二氧化硫排放会明显减少。
彭伟提到,设计脱碳方案时,需要始终把人的健康放在核心位置。即便前景被普遍看好的技术,也会带来意料之外的次生影响。我们已经掌握不少降碳技术,但更需要思考技术如何作用于人,找到兼顾技术落地与公众福祉的方案。
本研究的作者团队还包括约翰霍普金斯大学 Johannes Urpelainen、北京大学戴瀚程,以及国际应用系统分析研究所的 Pallav Purohit 与 Fabian Wagner。研究得到维康信托气候变化与健康项目、普林斯顿公共与国际事务学院的支持。
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