基于模糊DEMATEL方法的印度电动汽车电池基础设施中电池循环利用障碍分析

《Environmental Development》:A Fuzzy DEMATEL Analysis on the Barriers of Battery Circularity in Indian Electric Vehicle Battery Infrastructure

【字体: 时间:2026年03月08日 来源:Environmental Development 5.3

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  印度电动汽车电池回收面临技术、经济、法规和社会等多维度障碍,通过德尔菲法和模糊DEMATEL分析发现,政策缺失、定价机制不透明及回收市场不成熟是主要制约因素,需通过治理优化、市场机制完善和多方协作推动循环经济转型。

  
Rudra P. Pradhan|Akanksha Jaiswal|Himanshu Chandra
印度理工学院卡尔加普尔分校维诺德·古普塔管理学院,西孟加拉邦721302

摘要

印度快速发展的电动汽车(EV)行业引发了人们对锂离子电池(LIBs)生命周期末期处理的担忧,这些电池存在环境和战略风险。通过再利用、重新定位和回收实现电池的循环利用至关重要,但技术、经济、监管和社会方面的系统性障碍阻碍了这一进程。本研究从多个利益相关者的角度出发,结合德尔菲技术和模糊DEMATEL方法论,分析了这些障碍,并区分了因果关系和影响因素。基于来自实践、政策和研究领域的23位专家的意见,研究发现,无效的废物管理政策、缺乏透明的价格机制以及不发达的回收市场是导致财务、技术和社会约束的最主要根本原因。研究确定了17个主要障碍,其中10个是因果障碍,7个是影响障碍,指出了低质量的制度框架和分散的利益相关者协调如何加剧了印度发展循环经济的挑战。结果表明,治理改进、开放的市场机制和协调一致的利益相关者行动是回收行业技术变革和财务可持续性的前提条件。该研究通过资源基础视角和利益相关者方法论进一步丰富了理论,表明在发展中国家,制度空白比企业层面的资源短缺更为关键。对于实践而言,它为政策制定者和行业领导者提供了制定干预措施的路径,以促进系统性变革,帮助印度减少对矿产的依赖,降低环境风险,并在国际循环电池经济中竞争。

引言

电动汽车(EV)的普及,尤其是采用锂离子电池(LIBs)的车型,导致电动汽车电池(EVB)废物的数量呈指数级增长,从而引发了严重的环境和安全问题。如果处理不当,LIBs含有危险且易燃的材料,可能造成土壤和地下水污染。迫切需要制定有效的再利用、重新定位和回收策略,以减轻这些危害并回收其中的有价值材料。LIBs是锂(Li)、钴(Co)和镍(Ni)等关键材料的丰富来源。然而,根据最新研究,这些材料的全球回收率非常低,只有大约3-5%的LIB废物被收集和处理,尤其是锂的回收受到技术和经济挑战的限制(Sharma等人,2023年;Ortego等人,2020年)。
印度蓬勃发展的电动汽车市场严重依赖进口电池所需的关键材料,如锂和钴,这使得该国容易受到供应链中断和价格波动带来的战略风险(Aranca,2025年)。建立国内循环价值链,包括高效的回收方法和二次利用电池应用,对于印度的经济韧性和遵守国际环境政策至关重要(Bhuyan等人,2022年)。政府的“国家转型移动性和电池存储使命”旨在促进本地制造和回收能力的发展。尽管如此,印度的生态系统仍处于起步阶段,电池收集和处理的基础设施有限,与中国的全球领导者相比,生产者责任延伸(EPR)规范的实施也较为薄弱(Deshwal等人,2022年)。预计到2030年,印度将有超过一百万个EVB达到使用寿命终点,因此需要将回收能力提高约25倍(印度蜂窝与电子协会[ICEA] & 埃森哲,2025年;世界经济论坛,2025年)。这带来了巨大的经济机遇:到2030年,印度的EVB回收产业可能成为一个价值35亿美元的市场,能够回收高达23 GWh的电池容量,并大幅减少原材料进口(ICEA & 埃森哲,2025年)。印度2025年预算中引入的电池废料和关键矿物关税减免等政策举措旨在激励回收投资并加强国内供应链(Azadnia等人,2021年)。
因此,印度不断扩大的电动汽车车队、不断发展的电池技术以及战略性的进口脆弱性凸显了迫切需要加强全面的锂离子电池回收框架。通过先进回收技术的整合、加强监管执法(包括EPR的实施)以及政府激励和支持下的二次利用推广,印度可以将电池废物转化为战略资产。这种方法将增强资源安全,减轻环境危害,促进经济增长,并在2030年前将印度打造成全球循环电池经济中的强劲竞争者。
为了为未来的工业和政府举措提供参考,本研究确定了阻碍印度EVB再利用和回收的主要技术、监管、经济和社会障碍。
此外,像印度这样的发展中国家面临着与其不稳定的经济状况相关的独特EVB挑战。如果相关利益相关者能够理解这些障碍及其相互作用带来的决策复杂性,他们或许能够避免常见的错误。为了确定这些变量在重要性和因果关系方面的影响程度,评估这些因素之间的相互关系也至关重要。然而,据我们所知,文献中尚未有关于EVB回收主要障碍及其从不同利益相关者视角下的相互关系的讨论。
因此,当前的研究正在努力回答以下问题:
  • 1.
    通过学术文献回顾,哪些因素阻碍了电池基础设施的循环经济?
  • 2.
    在印度电动汽车电池基础设施中,哪些关键因素阻碍了循环利用?
  • 3.
    从各种利益相关者的角度来看,哪些因素最为突出?
  • 4.
    决策者如何评估已识别的障碍之间的相互关系?
  • 我们采用多利益相关者视角来探讨与EVB回收行业扩张相关的决策,借鉴了利益相关者理论。通过全面的文献研究来处理前两个研究主题。随后通过一项包含多位印度EVB回收行业专家的德尔菲调查来验证这一研究。
    为了反映不同的利益相关者观点,目标专家群体被分为三类:实践者、政策制定者和学术研究人员。利用德尔菲研究的输出作为输入数据,通过DEMATEL(决策制定试验与评估实验室)多标准决策(MCDM)技术来评估构成障碍的各个要素之间的相互依赖性。
    本研究的贡献包括:
  • 1)
    确定从新兴经济角度来看,印度电动汽车电池基础设施中循环利用的障碍关键要素
  • 2)
    通过综合德尔菲研究和DEMATEL方法学习如何评估它们之间的相互依赖性。
  • 本文采用混合德尔菲方法论,结合多利益相关者MCDM框架和资源基础视角,描述了印度电动汽车电池基础设施中电池循环利用的现状和未来趋势。

    文献综述

    电动汽车(EVs)的指数级增长以及全球向电动交通转型的加速凸显了可持续锂离子电池(LIB)生命周期管理的迫切需求(Wu等人,2025年)。在印度等新兴经济体中,实现电池循环利用(包括再利用、维修、翻新、再制造和回收的R原则)对于减轻资源密集型电池带来的负面经济和生态影响至关重要

    理论基础—资源基础视角(RBV)和利益相关者理论

    Freeman(2010年)首次提出了利益相关者理论,该理论认为组织有效管理与各种利益相关者的互动对其成功至关重要。这一观点已广泛应用于各个领域,以理解复杂动态互动环境中的价值创造(Govindan等人,2018年;Venkatesh等人,2021年;Veronica等人,2020年)。在此基础上,针对资源密集型行业的研究

    方法论视角

    由于全球对EVB需求的快速增长(由电动汽车的增长、电网存储需求和可再生能源的整合推动),“电池循环利用挑战”变得更加紧迫。最近的研究(He等人,2024年;Zhang等人,2025年)探讨了技术挑战,包括回收材料的高纯度要求、回收过程中的能源密集性以及限制经济可行性的小规模运营。一些研究人员还研究了这些影响

    研究结果

    分析这些障碍之间的基本相互关系对于制定有效的策略和政策至关重要。本研究采用模糊DEMATEL方法研究了这些障碍之间的相互关系。障碍被分为两类:因果障碍和影响障碍(见方程式(3)、(4)。值表示一个障碍对其他障碍的总影响价值。同时,值表示一个障碍的总影响总价值

    讨论

    6.1 政策效率低下起着特别关键的作用。生产者责任延伸(EPR)的不均匀实施和标准化收集网络的缺失阻碍了先进回收技术的投资。Liu等人(2024年)观察到,模糊的法规在一些亚洲国家阻碍了技术进步,而欧盟和中国的更严格规定促进了回收能力的快速扩张(Rizos & Urban,2024年;Zhang等人,2025年)。

    结论

    印度电动汽车行业的快速发展加剧了应对电动汽车电池废物相关挑战的紧迫性,这些废物既带来环境风险,也涉及资源安全问题。受这些紧迫问题的驱动,本研究旨在探讨阻碍印度循环电池基础设施发展的障碍,同时确定最关键的障碍并分析它们之间的相互关系。
    为此,我们采用了混合方法

    CRediT作者贡献声明

    Rudra P Pradhan:撰写——审阅与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、软件使用、资源获取、方法论设计、调查、资金筹集、正式分析、数据整理、概念化。Akanksha Jaiswal:撰写——审阅与编辑、初稿撰写、资源获取、方法论设计、调查、数据整理、概念化。Himanshu Chandra:撰写——审阅与编辑、软件使用、资源获取、方法论设计、数据整理

    未引用参考文献

    Acu?a-Carvajal等人,2019年;Aranca报告,2025年;印度蜂窝与电子协会 & 埃森哲,2025年;Rehman等人,2025年;Su等人,2025年;Teichert,2019年。

    利益冲突声明

    作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究工作。

    致谢:

    我们衷心感谢印度社会科学理事会ICSSR),新德里,为“印度电动汽车电池基础设施的可持续发展:挑战、循环经济整合和政策措施”项目提供的财政支持。我们特别感谢ICSSR的同事及其审稿人提供的及时指导和建议,以及印度理工学院卡尔加普尔分校在基础设施方面提供的支持
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