Поскольку федеральное правительство стимулирует расширение внутреннего производства аккумуляторов для электромобилей, в новом исследовании Корнельского университета рассматриваются долгосрочные перспективы производства энергии и устойчивого развития в США, а также освещаются политические подходы к созданию более устойчивой цепочки поставок аккумуляторов.

Аккумуляторы для электромобилей в основном производятся за границей, и многие политики хотят перенести больше производства в США — практика, известная как перезагрузка, — чтобы уменьшить зависимость от иностранного импорта и непредсказуемых глобальных цепочек поставок. Но переориентация также повлияет на переход страны к возобновляемым источникам энергии и климатические цели.

Исследование, опубликованное 14 июня в журнале Science Advances , представляет собой один из наиболее полных анализов энергопотребления и воздействия на окружающую среду литий-ионных аккумуляторов для электромобилей с учетом всего жизненного цикла, включая приобретение сырья, производство компонентов, производство, распространение и транспортировку.

Исследование показало, что модернизация может уменьшить общий углеродный след американских аккумуляторов для электромобилей и энергию, необходимую для их производства, но преимущества могут резко меняться в зависимости от таких факторов, как достижения в области технологий, реструктуризация цепочки поставок и внедрение электромобилей.

«Например, использование переработанного алюминия и никеля может уменьшить углеродный след до 26% для парка электромобилей в США до пандемии», — сказал соавтор исследования Фэнци Ю, профессор Роксаны Э. и Майкла Зака. Инженер по энергетическим системам и старший научный сотрудник Центра устойчивого развития Корнелла Аткинсона. «Это исследование подчеркивает важность науки о данных и аналитики устойчивого развития для информирования будущей политики в области энергетики, климата, производства и окружающей среды».

В исследовании также были изучены энергетические и устойчивые перспективы стратегии поддержки союзников, в рамках которой производственные мощности для рафинированных металлов и компонентов аккумуляторов перераспределяются в Японию, Южную Корею и страны Европейского Союза.

Результаты исследования включают:

• Увеличение доли местного и смежного производства в будущей цепочке поставок аккумуляторов для электромобилей в США может сократить углеродный след до 27% по сравнению с текущей конфигурацией цепочки поставок.
• Увеличение доли возобновляемой энергии в энергосистеме и снижение зависимости от каменного угля и электричества, работающего на буром угле, повысит экологическую устойчивость аккумуляторов для электромобилей.
• Стратегическая интеграция развития аккумуляторных технологий и реструктуризации цепочки поставок может привести к увеличению на 54 % выгод от смягчения последствий изменения климата.
• В то время как перешорование может снизить экотоксичность и образование мелких твердых частиц более чем на 30% от поставок вторичного никеля, наблюдается снижение экологических характеристик образования озона, истощения озона и ионизирующего излучения из-за увеличения расстояния транспортировки материалов за границу.

«Тип расширенного моделирования и системного анализа, предлагаемый в этом исследовании, имеет важное значение для рассмотрения экологических компромиссов в том, как создаются литий-ионные батареи», — сказал соавтор исследования Апурв Лал, аспирант You’s Process-Energy-Environmental Systems Engineering. Lab», «а также за обеспечение устойчивой цепочки создания стоимости в средней и нисходящей цепочках для США в условиях неопределенности рынков и развивающихся технологий аккумуляторов».