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運輸電氣化是脫碳戰略的關鍵要素；因此，鋰離子電池（LIB）的設計、生產、制造、使用和處置正在占據中心位置。由于金屬開采的指數增長、電池生產的氣候影響、以及電池報廢（EOL）安全、可回收性和環境后果的不確定性，電池生命周期的環境、經濟和社會后果在政治議程上占據重要位置。歐盟（EU）提出了一項新的電池法規，旨在確保在歐盟市場的電池的可持續性，發展強大的歐洲電池行業和價值鏈。該法規非常必要，但如下文所述，它將產生全球影響，可能帶來一些意想不到的后果。如果不解決，該條例在最壞的情況下可能會阻礙氣候變化緩解目標，并未能實現其促進循環經濟和建立社會可接受的原材料供應鏈的意圖。

Science深度分析：歐盟電池新規，要求強制回收電池！

▲2020-2030年，不同地區的LIBs用量

擬議條例將以2006年歐盟電池指令為基礎，以應對這一時代的挑戰，規定標簽和信息條款，規定供應鏈盡職調查要求，并強制將回收材料用于2千瓦小時（kWh）以上的電池，其中大部分用于電動汽車。歷史數據顯示，在過去10年里，全球市場上的LIB增加了近10倍預計本十年將出現類似的增長率。因此，必須同時應對全球氣候變化挑戰和電池問題。

盡管歐洲是全球第二大電動汽車市場，但它并不主導LIB供應鏈，而是依賴全球市場進行原材料提取、精煉和電池制造。從該法規生效的那一刻起，電池生產商和進口商將需要遵守該法規，才能在歐洲市場上銷售或使用電池。EVs不僅有助于實現全球碳減排目標；它們還推動了歐洲、美國、中國以及韓國和日本等其他幾個市場的增長和創造就業機會。因此，該條例必須在對環境管理的擔憂與經濟競爭力方面的區域利益之間取得平衡。因此，該條例的明確目的是獲得全球競爭優勢，建立進入壁壘，并為投資可持續電池的生產能力提供激勵措施。

新法規更新了歐洲立法，預計了近期的發展。我們將該條例的79條提煉為四個關鍵要素，這些要素是改善LIB可持續性的核心：

首先，該條例旨在提高電池整個生命周期的透明度和可追溯性，要求第三方對大于2千瓦時的電池的供應和價值鏈進行盡職調查。

其次，它通過強制碳足跡申報和隨后確定最大閾值來解決整個電池生命周期的氣候影響。前兩個要素旨在確保指導環境責任和跟蹤行業參與者遵守情況所需的基礎數據的質量和可用性。

第三，強調采取具體行動促進關鍵材料的循環，旨在提高收集和回收效率；提高鋰、鈷和鎳的回收率；以及強制在新電池中使用回收材料。

第四，提出了壽命和性能管理要求，包括廢物處理器訪問電池管理系統（BMS），該系統實時驗證電池的健康狀況，并可以確定電池在回收前被重復使用或再利用的可能性。最后兩個因素為歐盟努力建立循環作為與其長期可持續性目標一致的經濟機會奠定了基礎。

全球系統

除擬議法規外，歐盟委員會還通過一系列舉措支持電池發展，如創建歐洲電池聯盟和一攬子財政援助計劃，以支持整個電池價值鏈的研究和創新。在“開放戰略自治”的標簽下，該聯盟尋求將自由貿易與在關鍵部門管理自己命運的能力結合起來。LIB市場以中國公司為主，它們占據了供應鏈的三分之二以上，包括中國以外的資源。通過特斯拉，美國市場一直處于大規模電池生產的前沿，但與歐洲一樣，未能確保供應和價值鏈的關鍵要素，如電池材料的提煉、生產或回收。隨著運輸部門電氣化的加劇，每個市場的監管環境將發揮關鍵作用。

在中國，LIB市場從電動汽車行業的快速增長中獲利，這得益于政府以補貼和投資刺激為形式的強大支持。整個政府的方法提供了明確的戰略指導；從2018年開始，新能源汽車動力電池回收利用管理暫行措施反映了歐盟條例中的一些主題。這些包括電池重新分類以進行再利用的最低標準，在EOL處理電池的工廠的回收效率，以及產品標簽符合補貼條件的要求。2019年，這些法規被收緊到比歐盟法規計劃十年后執行的更嚴格的水平。2020年12月，中國國務院發布了“中國新時代的能源”，這是到2030年能源部門發展的藍圖。它包括關于發展電池供應鏈的指南，包括支持能源效率的回收，以及降低用于為電動汽車供電的碳強度的規定。

在美國，交通電氣化和提供關鍵材料已被宣布為拜登政府的重中之重。這反映在一項高達1740億美元的電動汽車項目投資提案中，該計劃的重點是美國重建初級金屬精煉和制造，并作為材料關鍵性工作的一部分，創造新的回收能力。然而，在政策領域，美國在強制延長生產者責任或推廣循環經濟原則方面都落后于基本立法以外的循環經濟原則，這些原則將電池歸類為垃圾填埋場和焚化爐。

克服挑戰

所有三大市場，中國、歐盟和美國，目前的電池立法都旨在保護當地環境和人類健康。然而，中國和歐盟政策的范圍包括直接或間接給予國內和全球公司重要競爭優勢的措施，回收商的強制性回收率就是一個突出的例子。然而，在中國和歐盟法規如何影響全球價值鏈方面出現了一個重要的區別。與歐盟相比，中國在材料精煉、電池材料和電池生產方面占主導地位，以及更成熟的回收基礎設施，因此擁有更直接的杠桿作用。盡管對歐洲市場電池的更嚴格要求迫使包括歐盟在內的全球參與者遵守，但對中國公司施加的國內要求已經幫助他們做到這一點。

當一個新興市場受到監管的影響時，新興市場和成熟市場之間的這種不平衡是可能導致意想不到后果的幾個因素之一，如下文所述，不僅在歐洲，而且在全球范圍內。

扭曲的創新

LIB行業正在經歷快速增長和創新。這些動態共同造成了市場如何演變的不確定性，使行業難以為未來增長進行適當投資。在這方面，監管通過創建穩定的框架來促進市場參與者的運作。對電池的過于嚴格的監管可能會帶來合規成本，從而阻礙競爭力，導致創新減少，電動汽車采用率降低。目前，似乎很少有其他技術產品以完全相同的方式受到監管，即制造商需要提供有關產品生命周期、材料來源、第三方審計和回收內容的詳細信息。這意味著作為運輸脫碳核心產品的電池在某些方面可能面臨比為內燃機汽車市場服務的現有行業更嚴格的要求。即使正在制定更嚴格的排放標準，也沒有建議提供相同的價值鏈透明度。

新法規還意味著，與監管較差的美國制造商相比，歐洲電動汽車制造商在電池來源的選擇上將受到更多限制，因為他們在倫敦銀行市場中的份額要大得多，參與者也更加成熟。較小的生產者不能免除許多潛在的繁瑣要求，這一事實構成了替代運輸領域和技術利基的創新可能處于不利地位的巨大風險。

扭曲創新的第二個機制涉及監管指導滯后市場技術現實的情況。在極端情況下，由于引入新的化學或電池設計，特定的監管目標甚至在生效之前就可能變得過時。第二個案例涉及意想不到的“變通辦法”。生產者可能會選擇原材料替代品，而不是直接遵守特定材料；價值鏈上游的此類決定可能會無意中削弱預期不同材料可用性水平的回收商的未來市場。此外，制造商可以簡單地將2千瓦小時的閾值作為設計參數，以避免供應鏈盡職調查和使用回收內容的沉重負擔，這可能會降低該法規的有效性。扭曲創新的第三個案例是，對回收內容的要求可能會阻礙新技術的推出速度，以及對倫敦銀行市場整體增長的更高期待。這可能對單個制造商特別相關，因為可回收材料的可用性有效地限制了電池中某些材料的數量。所有這三種情況都強調了持續監測和調整法規的重要性，以確保結果與其環境管理和經濟目標保持一致。在《條例》之前的工作中，這一重要性得到了解決，該工作激勵人們使用“二級立法”采取具體措施，包括回收內容，這些內容將隨著時間的推移而適應。然而，適應性和穩定性之間存在權衡，這是該法規的意圖之一。

物資泄漏，投資放緩

該條例的目標之一是負責任地為歐洲電動汽車行業保護材料供應鏈。回收是這里的核心活動，以回收內容和回收目標為主要措施。然而，該法規既沒有要求回收材料來自歐洲，也沒有將可回收材料的來源限制為EOL電池。在中國和韓國等市場的幾家公司在電池材料生產方面擁有豐富的經驗，包括使用EOL電池和生產廢料的回收材料，并且可能比歐洲公司更適合滿足歐盟的回收要求。隨著中國和韓國在電池生產方面的主導地位，這些公司也更容易獲得可回收品的原料，這已經為許多公司提供了規模經濟，從而在從亞洲和歐洲采購可回收品方面具有競爭優勢。這既延伸到亞洲電池材料制造商（回收材料的用戶）和電池制造商，這些材料的電池制造商都接近。這種動態的凈影響可能是歐洲材料生產商，并最終進入電池制造商進入自己市場的更高障礙。電池制造商在條例通過之前和之后的磋商中提出了這個問題。

這種可回收材料的潛在外流還在于，含電池產品以及電池本身通常通過多個所有者級聯并在國際市場上交易。EOL電池仍然有價值，通常出口用于再利用和翻新，或再循環使用。這種外流使歐洲的回收商更難達到必要的規模經濟，降低了競爭力，降低了投資吸引力。

該法規澄清了生產者對改裝電池的責任及其廢物狀況，以及強制獲取BMS數據，可能有助于將電池留在歐盟，促進新電池產品的制造，最終可能在歐洲達到使用壽命。然而，它也為貿易商提供了一條宣布廢電池為“資源或產品”的途徑，這有利于其出口，加劇了可回收材料的泄漏。獲得EOL電池和可回收材料主要是參與報廢價值鏈的公司關注的問題。然而，由于對電池中回收內容的要求，這種依賴性擴展到整個行業，包括電動汽車的制造。

結論

歐盟電池監管具有令人欽佩的意圖，從刺激國內產業的增長，到地方和全球范圍的環境保護，再到實現真正的循環經濟。所有這些目標都是相互交織的，人們可以合理地認為它們需要一個統一的政策。然而，在全球重要的消費和生產地區制定基本不協調的區域和國內政策，使擬議的歐盟法規的后果難以預測。雖然意外后果可能首先影響歐盟，但世界各地的制造商、回收商和其他行為者也會感受到這些后果。歸根結底，歐洲電池價值鏈的中斷可能會限制汽車制造商在2030年以所需的規模生產電動汽車的能力，那時一些國家已禁止銷售新的內燃機汽車。

如果國際社會以協調的方式處理，消除不同措施和工具目標并更好地了解對全球供應和價值鏈的影響的努力可能會變得更加可預測和有力。例如，轉向開放的BMS架構（即電池護照，第65條中電池環境、社會、治理和生命周期特定信息的數字表示）與現有商業模式大相徑庭，即制造商對生成的數據保持嚴格控制。目前還不清楚是否以及如何在全球價值鏈中共享本地獲得的電池數據。很可能在一個統一的全球市場中，主導市場的標準將推動合規性。

在電池回收、循環和級聯使用等監管范圍有限的領域制定明確而嚴格的全球標準，可以為歐盟公司在實現電池市場產品差異化方面提供先發優勢。也許這會對更便宜的進口產品形成非關稅壁壘，為歐洲電池制造商提供一些保護。從長遠來看，擁有許多參與者的更強大的全球供應鏈對整體環境有利，并將惠及創新參與者，無論其來源如何。

由于世界各地的電池供應和價值鏈標準參差不齊，制定所有國家都遵守的全球標準可以幫助確保公平和可持續的競爭環境，并促進在這些全球挑戰和解決方案上的協調。歐盟法規是影響環境管理和可持續性的最先進環境標準之一。盡管市場參與者的內在阻力和國際談判固有的挑戰為建立全球標準帶來了巨大障礙，但歐盟在電動汽車市場的份額為其制定可能事實上被接受的標準提供了相當大的杠桿。同樣，應該將其他產品領域與相同的標準保持一致，確保電池行業不會在其他儲能和電力技術方面處于不利地位。

歐盟法規將歐盟置于監管電池市場的前沿，為解決環境和社會問題提供了急需的政策和立法。然而，這些政策需要考慮近期和未來的意外后果。

原文鏈接：

https://science.sciencemag.org/content/373/6553/384

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