◤会员文:国际视野◢ 电动车更保护地球?锂电池 环境杀手 | 中國報 China Press
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    ◤会员文:国际视野◢ 电动车更保护地球?锂电池 环境杀手

    整理:黎晶莹

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    碳排带来温室效应,不断升温、引发极端气候。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的报告,全球交通运输,造成了25%的年度化石燃料二氧化碳排放,而其中陆运交通的碳排放占了72%。

    为了解决车辆废气问题,西方多国从2015年起积极推动零排放的。福特、马赛地、富豪等11家传统汽车大厂,承诺在2040年前,让所有新车达到净零排放的标准。

    虽然在使用周期中所产生的碳足迹较低,然而,生产过程造成的碳排放量比传统汽车更多,主要是由于电池生产过程十分不环保;此外,得一直充电,而这“电”的来源,也得靠化石燃料生产。

    电动车锂电池成为环保问题。
    电动车锂电池成为环保问题。

    目前,用的是,采锂制造实际上却对环境构成极大的威胁。锂是一种反应性碱金属,需要使用稀土为原料,开采稀土严重破坏土壤及水资源,造成环境污染。


    南美洲的根廷、玻利维亚以及智利拥有全世界超过50%的锂矿,都被埋在当地的厚厚盐层之下;玻利维亚安第斯山脉的盐滩,也是全球锂储量最高的地方。

    厚厚盐层储锂矿

    若要提取锂,首先需要在盐滩上钻一个洞,并将富含矿物质的盐水泵出地表,再让这种矿物质水蒸发几个月,然后制成锰,钾,硼砂和锂盐的混合物,接受将其过滤并放入另一个蒸发池中,依此循环往复。经过12到18个月的过滤之后,就可以从这种混合物中提取出碳酸锂。

    平均提取每吨锂大约需要190万公升的水。此外,锂矿的有毒化学品,极有可能从蒸发池泄漏到供水系统中。这些有毒化学品,包括包括用于将锂元素加工成可出售形式的盐酸,以及在每个阶段从盐水中过滤掉的那些废物。

    根据环保组织的报告,提取锂不可避免地会损害土壤并导致空气污染;内华达州的研究发现,锂加工作业对鱼类的影响,远至下游241.4公里。

    在阿根廷的姆尔托盐沼,锂工业污染了人类和牲畜的溪流,也污染了农作物的灌溉;在智利阿他加马省,采锂矿活动消耗了该地区65%的水,成堆的废弃盐则污染土壤和运河,严重影响当地农民的种植畜牧活动,也导致矿业公司和当地社区常发生冲突;在玻利维亚,安第斯山可能含有70%的锂,许多分析家认为,从卤水中提取锂比从岩石中提取更环保,然而透过加热将锂从卤水中提出来,被视为是更耗能的资源。

    玻利维亚阿他加马高原,使用大量水资源的锂电池工厂,加剧当地的缺水危机。
    玻利维亚阿他加马高原,使用大量水资源的锂电池工厂,加剧当地的缺水危机。
    玻利维亚阿他加马高原的盐水在蒸发池中。
    玻利维亚阿他加马高原的盐水在蒸发池中。
    玻利维亚阿他加马高原的矿业公司Comibol的钾矿开采负责人,正在视察工厂。
    玻利维亚阿他加马高原的矿业公司Comibol的钾矿开采负责人,正在视察工厂。
    玻利维亚格兰德河盐滩边缘锂矿物形成的鸟瞰图。
    玻利维亚格兰德河盐滩边缘锂矿物形成的鸟瞰图。

    有毒物质
    或透食物链进人体

    电池的寿命长短视乎使用情况,平均寿命约6至7年,一般当电力储存容量下降至70%或80%便要更换。

    鉴于中的钴、锰、镍、铜等金属及酸性化学液体均含毒性,若未经适当处理就胡乱弃置,有机会污染泥土及流入海洋,对生态造成破坏,而有毒物质更可能通过食物链进入人体,威胁人类健康。此外在回收厂,若储存不当或是误当作铅酸电池而通过破碎机销毁,也常酿火灾。

    所以,废的处理成了大问题。2021年全球报废达9.6万公吨,当中回收不到50%;在澳洲的3300吨锂离子垃圾中,只有2%被回收利用。

    世界各国都在加强废电池的回收计划,把淘汰下来的电池用在通信基站或储能设备;之后还可再分解电池,取出稀有贵金属循环后重制,让废弃的电池被再次使用。传统汽车大厂福斯汽车也透过”湿法冶金”(hydrometallurgy)分离可用元素,目前已可把回收废电池中70%的原料,重复应用于新电池中,期待能达成90%以上的回收率。

    提取锂和钴等电池成分,对环境造成巨大影响。
    提取锂和钴等电池成分,对环境造成巨大影响。

    早在2017年,世界经济论坛(World Economic Forum)就建立Global Battery Alliance(全球电池联盟)平台,由70个组织共同合作,降低生产的碳足迹;并预计在2030年前,打造一个永续的电池供应链。

    欧盟也提出“电池2030+”的永续电池开发蓝图,设定在短程的3年内开发易拆解的电池设计、电池模组分选与再利用、并进行电池数据收集与分析;中程的6年期间则投入材料的分选及回复,让再生粉体的二次利用效率更高;长程的10年目标是建立从矿业、电池材料、精炼厂、回收厂到电池芯/模组/系统厂商的上中下游完整循环体系。

    还有日本亦于2020年成立车用电池再利用工作小组,除了回收原料,也研发如何掌握电池残存性能的方法、并建立汰役电池降阶利用的流程。日本环境省也鼓励业界整合,促使回收厂及汽车品牌投入电池循环再利用,例如日本回收公司启爱社,便将汰役车用与太阳能电池模组整合,打造出全新的平价储能系统。

    玻利维亚塔里哈盐商在卡车上装载富含锂的盐。
    玻利维亚塔里哈盐商在卡车上装载富含锂的盐。

    全球市场正快速成长,未来5到10年估计将有大量面临汰役。研究机构MarketsandMarkets 预估,2020年全球回收的市场规模约为36亿美元(约159.34亿令吉),2030年将增至107亿美元(约473.58亿令吉),年增幅约19.4%。

    开发新电池技术

    美国计划在2030年前制造不含钴、镍的锂离子电池,并部署更多大规模能源储存设施;加上各国发展新一代的电池技术,如韩国的高镍化电池、日本的全树脂电池、中国无稀有贵金属等其他材料的电池。

    芬兰再生能源公司已成功研发一项技术,能将电池重要金属原料的回收率由50%提高到80%;英国研究员亦正在研究替代技术,包括使用细菌处理材料的生物回收技术,以及使用化学品溶液的湿法冶金技术,其方式与从盐水中提取锂的方式类似。

    麻省理工学院能源研究计划(MITEI)的研究指出,生产过程的环境成本,最终会随着使用时间推进而逐渐抵消,换言之,平均每公里的总排放量仍然少于内燃引擎车;且唯有当电力来源皆为可再生能源时,才能完整体现的好处,但要走到那步,尚须几十年的时间。

    目前美国平均每英里排放200克二氧化碳,而透过改善电网,可以将排放量减低75%;预计到 2050 年时,可以从200克降低至50克。

    文:综合
    图:互联网
    视频:ABC NEWS / NOW THIS WORLD / Chris Ralph, Professional Prospector

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