英國工程政策中心呼吁政府制定綜合材料戰(zhàn)略，增材制造助力關(guān)鍵材料循環(huán)利用

2024年10月，南極熊獲悉，英國工程政策中心發(fā)布了一份報(bào)告，呼吁英國政府制定一項(xiàng)綜合材料戰(zhàn)略，以增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)安全并達(dá)成凈零排放的目標(biāo)。此份報(bào)告由皇家工程院主導(dǎo)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了重新利用和回收關(guān)鍵材料的重要性。



關(guān)鍵材料對英國經(jīng)濟(jì)的重要性
全球礦物和金屬對經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，比如鋰，它是生產(chǎn)電池不可或缺的元素；還有鎂，用于鋼鐵合金的生產(chǎn)。然而，近期的供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)引發(fā)了人們對這些材料供應(yīng)穩(wěn)定性的擔(dān)憂，預(yù)計(jì)未來需求將超出可用供應(yīng)量。此份報(bào)告提出了多項(xiàng)政策建議，旨在降低英國對進(jìn)口稀缺材料的依賴度。



推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)與減少資源消耗
為了促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，報(bào)告建議將電動汽車（EV）電池的體積縮小三分之一，以減少17%的鋰需求。這有望到2040年節(jié)省7500萬噸用于鋰礦開采的巖石。此外，報(bào)告還提議禁止一次性電子煙，并建立國家材料數(shù)據(jù)樞紐來監(jiān)控材料的消費(fèi)和使用情況。



應(yīng)對材料供應(yīng)鏈安全挑戰(zhàn)
報(bào)告的共同作者M(jìn)ark Enzer指出，如果不對舊電子設(shè)備的處理方式做出改變，環(huán)境狀況和鋰離子電池等物資的供應(yīng)前景將非常不容樂觀。美國政府也認(rèn)識到了材料供應(yīng)鏈安全的重要性。6K公司正在利用其UniMelt微波等離子技術(shù)，將廢舊電池材料轉(zhuǎn)化為陰極活性材料（CAM），進(jìn)而銷售給美國的電池制造商，構(gòu)建了一個循環(huán)的美國本土供應(yīng)鏈。

增材制造與材料循環(huán)利用
增材制造（即3D打印）在材料回收中發(fā)揮著越來越重要的作用。通過將廢舊材料轉(zhuǎn)化為3D打印粉末，不僅可以減少對新原材料的需求，還能提高材料的利用率。6K公司不僅在電池材料回收方面取得了進(jìn)展，還在增材制造領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。通過其UniMelt技術(shù)，6K能夠?qū)�廢舊材料和廢金屬轉(zhuǎn)化為3D打印粉末。這一技術(shù)的應(yīng)用有助于減少對原始材料的依賴，同時促進(jìn)了材料的循環(huán)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

解決材料開采的社會與環(huán)境問題
英國工程政策中心材料與凈零工作組主席 Joan Cordiner教授強(qiáng)調(diào)，英國必須解決與材料開采和消費(fèi)相關(guān)的“不可持續(xù)”實(shí)踐。英國高度依賴從全球進(jìn)口的資源，這不僅帶來了供應(yīng)鏈上的挑戰(zhàn)，還導(dǎo)致了環(huán)境和社會問題。例如，稀土元素的開采對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成了極大的破壞，且常常伴隨著人權(quán)侵犯的情況。

實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)的路徑



報(bào)告指出，為了實(shí)現(xiàn)2050年凈零排放的目標(biāo)，英國需要大幅減少經(jīng)濟(jì)活動中的材料足跡，以避免過度消耗資源并支持脫碳倡議。投資于設(shè)計(jì)以減少需求被視作解決這一問題的關(guān)鍵方案之一。政府和行業(yè)必須在規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)轉(zhuǎn)型時考慮到材料需求，以避免對稀缺或不可持續(xù)的資源產(chǎn)生依賴。

報(bào)告還建議增加更多的回收設(shè)施，以處理如風(fēng)力渦輪機(jī)等大型機(jī)械，從中回收有價值的材料，作為循環(huán)供應(yīng)鏈的一部分。此外，設(shè)計(jì)產(chǎn)品時考慮其可回收性至關(guān)重要，因?yàn)閺默F(xiàn)有技術(shù)中回收礦物質(zhì)既復(fù)雜又昂貴。Enzer指出，每年產(chǎn)生的電子廢物總量達(dá)到6200萬噸，英國的人均電子廢物產(chǎn)量在全球排名第二。

英國工程政策中心呼吁采取行動，確保關(guān)鍵材料供應(yīng)鏈的安全，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。這份報(bào)告不僅是對當(dāng)前挑戰(zhàn)的回應(yīng)，也是對未來發(fā)展的積極規(guī)劃。增材制造技術(shù)在其中扮演了重要角色，為實(shí)現(xiàn)材料的高效循環(huán)利用提供了新的可能。