电动汽车的转型可能会在中国和印度造成不必要的空气污染热点

普林斯顿大学领导的一项新研究发现，印度和中国的电动汽车转型可能会带来意想不到的后果。研究发现，如果两国的电动汽车供应链完全转向陆上，二氧化硫的排放量实际上可能会比目前的水平增加。这些排放的绝大部分将来自镍和钴的提炼和制造，这是当今电动汽车电池的重要矿物。

　　

虽然电动汽车已经成为全球能源转型的基石，但普林斯顿大学领导的一项新研究表明，提炼电动汽车电池所需的关键矿物质可能会在制造业中心附近造成污染热点。

以中国和印度为例，研究人员发现，如果这两个国家的电动汽车供应链完全国产化，它们的二氧化硫（SO2）排放量可能会比目前的水平增加20%。这些二氧化硫排放的绝大部分将来自镍和钴的提炼和制造，这是当今电动汽车电池的重要矿物。

安德林格能源与环境中心公共与国际事务助理教授、通讯作者Wei Peng说：“许多关于电动汽车的讨论都集中在减少交通和电力部门的排放上。”“但我们在这里表明，电动汽车的影响并不仅限于汽车尾气排放或电力。这也关系到你的整个供应链。”

研究人员在《环境科学与技术》杂志上发表了他们的研究结果，他们认为，各国在制定脱碳计划时，必须从战略上考虑建立清洁供应链。

就电池制造而言，该团队强调了制定和执行严格的空气污染标准的重要性，以避免向电动汽车过渡的意外后果。他们还建议开发替代电池化学物质，以避免当今电池制造过程中基于二氧化硫的排放。

“如果你深入研究任何清洁能源技术，你会发现存在挑战或权衡，”第一作者Anjali Sharma说，他作为Wei Peng小组的博士后研究员完成了这项工作，现在是孟买印度理工学院气候研究中心和Ashank Desai政策研究中心的助理教授。“这些权衡的存在并不意味着我们要停止能源转型，但这确实意味着我们需要主动采取行动，尽可能地减轻这些权衡。”

两个国家的故事

中国和印度都有充分的理由避免二氧化硫的排放：这种化合物是细颗粒物的前体，会导致一系列心血管和呼吸问题。这两个国家已经饱受严重的空气污染之苦。仅在2019年，中国约有140万人过早死亡，印度约有170万人过早死亡，可归因于细颗粒物暴露。

然而，两国在电动汽车发展方面处于不同的阶段。Wei Peng说，在中国，电动汽车的国内供应链是现状，但印度仍处于供应链发展的早期阶段。这种对比有助于研究人员确定近期的优先事项，因为他们正在继续或开始建立电动汽车的国内供应链。

“中国需要考虑如何清理已经存在的供应链，而印度有机会从头开始建立一个更好的供应链，这两种情况都有各自的挑战和机遇。”

在印度，最容易实现的目标将是首先集中精力清理电力部门的污染。这将要求火电厂采取严格的二氧化硫污染控制措施，使用成熟的技术，如烟气脱硫。对于已经对电力行业实施严格排放控制的中国来说，重点需要转移到减少电池制造过程中的二氧化硫排放上，研究人员说，这一过程不太熟悉。

然而，研究人员强调，忽视电池制造过程中的排放将是一个重大失误。在中国和印度完全将供应链外包的情况下，优先考虑更清洁的电网对降低二氧化硫排放几乎没有作用。相反，只有专注于清洁电池制造过程的场景才能避免二氧化硫污染热点。

“人们通常认为，向更环保的技术过渡总是一个双赢的局面——气候和空气质量都会得到改善。”“但如果不考虑制造业，你可能会降低碳和氮氧化物的排放，但最终会增加制造业中心附近社区的空气污染负担。”

以人为本的脱碳方法

虽然分析主要集中在中国和印度，但研究人员认为，如果不加以解决，随着电动汽车采用率的上升，电池制造的污染将成为一个日益严峻的全球性挑战。夏尔马说，即使像中国和印度这样的国家将电池制造外包，如果没有减少二氧化硫排放的战略，他们也只是把问题转嫁给另一个国家。

“从全球供应链的角度看待电动汽车是很重要的，”Sharma说。“即使印度决定不建立国内供应链，而是选择从其他地方进口，污染也不会消失。这只会被外包给另一个国家。”

除了提出可能在国家或地方层面实施的主动空气污染标准的政策建议外，研究人员还研究了如何改变电动汽车电池的化学成分，从而在更大的全球范围内避免不必要的二氧化硫排放。

虽然目前大多数电动汽车电池都依赖于钴和镍，但使用铁和磷酸盐（所谓的磷酸铁锂电池）的替代化学物质的兴起，可能会规避与开采和提炼钴和镍相关的一些担忧。通过避免使用这两种矿物，高渗透率的磷酸锂电池可以大大减少制造过程中二氧化硫的排放。

无论如何，这些发现都提醒我们，在设计脱碳计划时，要把人放在首位，因为即使是最有前途的技术也可能带来意想不到的后果。

“我们知道许多减少碳排放的重要技术，”Peng说。“但另一方面是人们将如何受到这些技术的影响。我的方法是思考技术和人结合的最佳方式，因为这些策略将为大多数人带来最好的结果。”