如果納入電池生命週期評估,電動車還有環保優勢嗎?

如果納入電池生命週期評估,電動車還有環保優勢嗎?
Photo Credit: Reuters / 達志影像

我們想讓你知道的是

台灣的政府有過去燃油車輛廢棄電瓶的管理經驗,可嘗試制訂相關標準及立法,強化電池後端的回收及處理機制,引導電池產業的正向循環,台廠在技術端或回收量能上,也在國際上具有一定水準與實力。

為爭取全球電池製造及回收的市場,各國在政策和技術上無不積極佈局。

根據〈電動車動力鋰電池市場與應用(下)〉一文中指出,美國能源部已成立鋰離子電子回收技術研發中心「ReCell Center」,集結阿貢國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室、國家再生能源實驗室與各大學術機構以及新創企業如Farasis Engery,共同推動具商業加值之鋰電池回收技術。

而歐盟也正啟動Battery 2030鋰電池計畫,包含循環經濟(Circular Economy)之規劃,串起材料供應商、電池製造商、應用端及回收商整合成電池循環產業,並規定新電池設計必須符合永續環保設計、易拆解設計以及易循環設計等三項指標。

回到台灣,在靜態儲能設備上,國家中山科學研究院早已投入「汰役動力鋰電池組再轉用」技術開發,建立起鋰電池組診測、重製翻新、進階監控管理、再轉用電池系統產品設計與研製等關鍵技術。而工研院現行研發的RAIBA系統也能將各類不同種類、型式、大小的汰役電池整合成儲能系統,平均可以再延長1-2倍的使用壽命,以目前一般儲能系統保固八年為例,加上RAIBA技術後,就可延長到20年。

除研究機構的研發動能充沛外,市場價格的因素也迫使廠商積極搶進電池回收市場。因為貴金屬的價格成本高昂,國內外電動車廠皆致力於研發提煉貴金屬並重新再製電池的技術,而協助國際電動車龍頭特斯拉回收貴金屬的關鍵廠商,就在台灣!

商業周刊》報導,台灣的電池廠商康普、美琪瑪都有將產品回收、再利用的能力。康普可回收氧化觸媒、美琪瑪能將產品裡95%的鈷提煉出來,重新利用,降低原料成本,美琪瑪的董事長指出,目前技術能保證達到90%的回收率,可協助客戶可省下70%以上的費用,同時大幅減少製造過程中所產生的廢料。

而在回收量能上,環保署回收基管會也表示,2019年我國電池回收量達到3727公噸,未來5年二次鋰電池將大量增長,2025年開始預計每年將有1100公噸的電動車鋰電池待回收,而目前台灣有5家專責鋰電池回收處理商,每年處理量能可達1600公噸,應足以應對即將來到的回收需求。

整體來看,台灣不論在技術端或回收量能上,在國際上具有一定水準與實力。

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如果納入電池生命週期評估,電動車還有環保優勢嗎?

所謂生命週期評估,就是將產品從製造端的原料到終端的回收廢棄處理,都納入評估的一種研究方法。許多論者會質疑,電動車輛只有在使用階段對環境有利,如果加計生產製造及廢棄物處理,可能對環境產生更大的危害。

論者近來多引述2019年德國IFO經濟研究院發表的報告稱,若把耗電量折算為二氧化碳排放量,並把生產過程中的耗能考慮在內,其產生的二氧化碳排放量可能比燃油車更多。然而引述並未提及的是,該份報告非但在德國遭到當地多家知名媒體的質疑,更引來歐盟事實查核機構的闢謠澄清。

歐盟事實查核機構指出,引用該篇研究得出「電動車排放量比柴油車更高」的普遍結論是有誤的。理由有三,第一是該篇研究僅比較了特斯拉Model 3與Mercedes C220d柴油車兩款車輛,研究標的相當限定;其次,德國的電力結構特殊,不具備普遍的代表性。其三,電動車輛的技術在近年內有長足進步,電池的生產技術與時俱進,該研究調查的標的非但沒有廣泛的代表性,也較為過時。

2020年5月,Nature Sustainability期刊發表一份針對電動車輛生命週期的淨排放研究報告,該份研究由英國劍橋大學、埃克塞特大學與荷蘭奈梅亨大學學者共同提出,研究涵蓋超過59個地區,結果發現在現今發電的結構下,全球仍有53個地區電動車輛的碳排放量低於傳統燃油方案。

2019年12月瑞典環境科學院針對電動車輛及電池提出最新的研究報告指出,同以生命週期評估法進行分析,每生產1千瓦小時的鋰離子電池,平均將產生61-106千克的二氧化碳當量,該數值在2017年的技術及生產環境中,平均為150-200千克二氧化碳當量,整體平均降幅約達52%,而中間時隔僅有兩年。可看出電池發展速度飛快,持續降低其對環境的傷害。

如前所述,電池從製造方式到回收技術,目前都處在高速成長的階段,許多研究電動車輛污染的報告,若只研究單一車種或單一國家的發電模式,往往會高估整體生命週期下電動車輛的污染程度。可以肯定的是,長期趨勢下,在全球各國逐步調整發電結構之際,電動車輛相比燃油車輛的環境優勢只會越加顯著,即便納入電池生命週期評估,電動車也較燃油機車更環保。台灣已經走在能源轉型的路上,能源結構也正逐步改善之中,除了政府的政策推動之外,企業、民眾更也需要扮演更積極的角色。

當然,許多研究確實也點出,電動車輛雖在減低碳排、空汙上比起燃油車輛更具優勢,但仍須注意各地回收機制與環保法規的落實,才能確保友善環境的優勢能發揮最大值。

Power supply for electric car charging.  Electric car charging station.
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推動運具電動化的同時,政府可以做些什麼,以避免電池造成的環境負擔?

除了技術精進與市場競爭外,為確保環境永續的目標能夠確實達成,政府法規也應從旁協助,建立起應有的監督機制。

環資中心於2020年8月〈電動車能幫助解決氣候問題?國際報告這樣說〉一文提到,中國2019年已訂下「生產者責任」條款,要求生產電池業者同時必須負責回收再利用鋰離子電池。而歐盟則直接成立了電池聯盟,開始審查電池指令有關之政策。美國則在《加州第2832號議會法案》中要求成立鋰離子汽車電池回收諮詢小組,並對鋰電池回收政策向立法機構提供建議。

回到台灣,政府有過去燃油車輛廢棄電瓶的管理經驗,或許可嘗試制訂相關標準及立法,強化電池後端的回收及處理機制,引導電池產業的正向循環。現階段台灣在電動機車產業的發展以換電站為大宗,反而在電池回收及能源管理上能夠發揮集中處理的優勢,降低過往廢棄電瓶難以掌握流向的弊病,主管機關也能更精確執行回收規範。

結合以上,我們不難發現,從運具電動化所衍生的電池製造及再利用市場,已成為獨立的循環經濟體系,未來將成為全球市場上角逐的兵家必爭之地。論者質疑電池污染可能造成的傷害,恰好是綠色產業努力投入創新、研發,更加強降低污染的重要動力。

當全球各國都正加速進入運具電動化的全新時代,國際能源總署在最新的2020年電動車輛展望報告中也再次肯定,電動車輛是減少人口稠密地區空氣污染的關鍵技術,也是有助於實現能源多樣化和減少溫室氣體排放目標的重要選擇。迄今為止,已有17個國家宣布2050年將實現100%零排放的車輛目標,那麼,台灣準備好了嗎?

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責任編輯:丁肇九
核稿編輯:翁世航


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