電気自動車サプライチェーン

電気自動車のバッテリーは、車両価格の30～40%を占める。^{[ 1 ]}バッテリーの重量の約3分の1は、筐体と冷却システムによるものである。正極はさらに20%、負極はさらに10%を占める。^{[ 2 ]}

電気自動車市場では、3種類のバッテリーが主流となっている。これらは通常、正極材料によって定義され、ニッケル・コバルト・マンガン酸化物（NMC）、ニッケル・コバルト・アルミニウム酸化物（NCA）、リン酸鉄リチウム（LFP）である。^{[ 3 ]} LFPは2020年代に中国で広く使用されるようになったが、他のほとんどの国では現在NMCとNCAが主流となっている。^{[ 4 ] [ 5 ]}

これらの材料のサプライチェーンを確保することは、世界経済における大きな課題です。^{[ 6 ]}バッテリーのリサイクルは、3つの重要な要素の市場需要の最大60%を満たすことができると推定されています。 ^{[ 7 ]}リサイクルとバッテリー技術の進歩は、原材料の需要を減らすための戦略として提案されています。特にリチウムイオン電池のリサイクルは、エネルギー消費を削減します。^{[ 8 ]}サプライチェーンの問題は、ボトルネックを生み出し、EVのコストを増加させ、普及を遅らせる可能性があります。^{[ 1 ] [ 9 ]}各国は、サプライチェーンにおける自国の利権をさらに確保するために、国内市場の成長に対するインセンティブを設定しています。^{[ 7 ]}

重要鉱物の鉱床は少数の国、主にグローバル・サウスに集中しています。これらの鉱床の採掘は、規制の弱さ、汚職、環境悪化のため、近隣コミュニティに危険をもたらします。採掘は、地域社会が依存する食料と水の質に影響を与え、金属は最終的に人々の体内に蓄積されます。鉱山労働者はまた、低賃金、危険な労働環境、暴力的な扱いを受けています。^{[ 10 ] [ 11 ]}電気自動車は、ほとんどの自動車よりも多くのこれらの重要鉱物を必要とするため、これらの影響は増幅されます。これらのコミュニティは、人権侵害、環境正義の問題、児童労働の問題、そして採掘活動による汚染の世代を超えた遺産の可能性に直面しています。サプライチェーンから生じる環境正義の問題は、汚染副産物による大気汚染を通じて、地球全体に影響を及ぼします。バッテリー技術の製造は主に中国が支配しています。しかし、自動車での石油製品の燃焼を減らすことで、石油産業の環境への影響を軽減することができます。2023年現在石油の大部分は自動車に使用されている。^{[ 12 ]}

バッテリーのサプライチェーンには以下が含まれます。

上流工程には、コバルト、リチウム、ニッケル、マンガン、グラファイトなどの重要物質や銅などのその他の必要鉱物を含む、必要な原材料の採掘が含まれます。^{[ 13 ] [ 14 ]}

中間工程には、電池に必要な高純度材料を得るために、熱処理または化学処理を施した原鉱石の精製および製錬^{[ 13 ] [ 1 ]} 、ならびに電池セルの正極および負極の製造^{[ 14 ]}が含まれます。精製における環境負荷の低減は、脱炭素発電、自動化されたプロセス制御、排ガス浄化、および使用済み電解液のリサイクルによって達成できます^{[ 15 ] 。}

下流工程には、電池の製造や消費者向けの最終製品の製造が含まれます。^{[ 13 ]} 中国でのリチウム電池の生産は、中国の発電が石炭に大きく依存しているため、米国の約3倍の排出量となっています。^{[ 7 ]}

使用済み製品の処理には、可能な場合は材料のリサイクルや回収が含まれます。^{[ 13 ]}

使用済みリチウムイオン電池をリサイクルせずに廃棄すると、環境に悪影響を及ぼす可能性があります。^{[ 7 ]}リチウムイオン電池をリサイクルすると、エネルギー消費が削減され、温室効果ガスの排出量が削減され、埋め立て処分した場合と比較して天然資源が51.3%節約されます。^{[ 8 ]}リチウムイオン電池のリサイクル産業が拡大するにつれて、リサイクルによって電池生産全体のエネルギー排出量を削減できる可能性があります。^{[ 7 ]}リサイクルされない場合、コバルト抽出の処分には非硫化物尾鉱が含まれ、土地利用に影響を及ぼします。^{[ 16 ]}リサイクルプロセスにおいても、二酸化炭素_排出は依然として発生し、リチウムイオン電池の処分方法に関わらず環境に影響を与え続けます。^{[ 7 ]}

電池鉱物のリサイクルは限られているが、使用済み電池が増える2030年代には増加すると予想される。リサイクルの増加は、社会と環境に大きな利益をもたらすだろう。^{[ 17 ]}

電気自動車は内燃機関車よりも部品点数が少ない。平均すると、電気自動車のモーターには約20個の可動部品があるが、同等の内燃機関車には200個以上の可動部品がある。^{[ 9 ]}

電気自動車のモーターの中には、ネオジムやジスプロシウムなどの希土類元素を必要とする永久磁石モーターがあります。これらの材料の生産は中国が支配的であり、環境問題を引き起こしています。代替モーターとして交流誘導モーターがあり、これはこれらの鉱物を使用しませんが、追加の銅を必要とします。^{[ 9 ]}

これらの構成要素は、電池と同様に、コバルトやその他の鉱物資源の採掘によって引き起こされる環境正義の問題にも寄与しています。これらの資源の採掘から発生する放射性粉塵や鉱山廃水は、環境への影響に寄与しています。^{[ 15 ]}パイプラインのもう 1 つの側面である金属精錬は、電解質の製造、電力消費、および使用済みカソードを通じて環境への影響に寄与しています。^{[ 15 ]}使用済みカソードは、製錬プロセス中に重金属が溶出することにより、海洋生態系の毒性を増幅します。^{[ 18 ]}土壌にコバルトが存在すると、植物とその果実に蓄積されます。高濃度のコバルトは食物連鎖の残りの部分に蓄積され、陸上動物や空中動物に到達します。過剰なコバルトの影響には、動物の体重増加の低下や出生死亡率の上昇などがあります。^{[ 19 ]}

電気自動車は内燃機関（ICE）よりも多くの半導体を必要とする。台湾は世界最大の半導体生産国である。^{[ 9 ]}