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阳光创译:锂电池真的是清洁电源?事实并非如此!

编辑:Suntrans¦发表时间:2018-08-12

阳光创译:近年来,锂钴等矿产品在行业内可谓“红得发紫”。得益于新能源汽车在各国的红利,全球对锂钴矿产的需求也呈现指数级增长。世界各国都加大了对锂矿的勘探和投资,在2016年至2018年间锂的价格翻了一番。


锂电池对煤炭、石油的替代作用,让它们被视为未来的清洁能源。尤其对我国这种煤炭依赖度较高的国家来说,更是对锂电池寄予厚望。


但是,锂电池真的是清洁能源吗?


据外国媒体报道,随着世界争相用清洁能源替代化石燃料,提取锂和钴等电池成分带来的环境影响成为一个严峻的问题。


2016年5月,数百名抗议者将从内陆水域中打捞的死鱼扔上当地街头。当地锂矿的有毒化学品泄漏对生态系统造成了严重破坏。


从照片上看,河流上漂着大量死鱼。一些目击者称,还看到牲畜死于饮用受污染的水,尸体向下游漂浮。随着当地采矿业活动的急剧增加,环境在不断恶化。





图示:玻利维亚的阿塔卡玛高原。工人们在世界上最大的盐碱地地表钻孔。他们的目标是在富含大量镁和钾的盐水中寻找锂元素含量较高的地方。自21世纪以来,世界上大部分的锂都是通过这种方式提取的,而不是使用矿砂资源。

并不“绿色”的锂矿


在南美洲,最大的问题是水。该大陆的锂矿分布三角区覆盖了阿根廷、玻利维亚以及智利的部分地区。在当地的厚厚盐层之下,拥有世界上超过一半的锂金属矿藏。这里也是地球上最干燥的地方之一。这是一个真正的问题,因为若要提取锂,矿工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。


然后矿场会让这种矿物质水蒸发几个月,首先制成锰,钾,硼砂和锂盐的混合物,然后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——一种白色的黄金。


这种方法相对便宜和有效,但在整个过程中要使用大量的水——平均提取每吨锂大约需要500,000加仑水。在智利的阿塔卡马省,采矿活动消耗了该地区65%的水。这对当地农民的生产活动产生了巨大的影响——他们种植藜麦和牧羊驼——在这个地区,一些社区已经不得不从其他地方获得水资源。


即便在水资源丰富的地区也情况堪忧。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。在澳大利亚和北美洲,通常使用更传统的方法从岩石中开采出锂元素,但仍然需要使用化学品才能提取出可用的锂。内华达州的研究发现,锂加工作业对鱼类的影响远至下游150英里。


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。在阿根廷的姆尔托盐沼,当地人声称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,矿业公司和当地社区之间经常发生冲突,他们说锂矿开采正在让成堆的废弃盐污染土壤,也让运河水被污染,并带有不自然的蓝色色调。


智利大学锂电池专家吉列尔莫·冈萨雷斯(Guillermo Gonzalez)在接受采访时说:“就像任何采矿过程一样,开采锂是侵入性的,它会破坏景观,它会破坏地下水,污染地球和当地的水井。这并不是一个绿色的解决方案——它根本不是一个解决方案。”


图示:塔里哈,玻利维亚。盐商在卡车上装载富含锂的盐。玻利维亚的盐滩地被认为是世界上锂储量最高的地方。玻利维亚安第斯山可能含有地球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,随着需求的增加,公司可能会通过加热将锂从卤水中提出出来,因为这是一种更耗能的资源。

更为可怕的钴和镍


锂可能并不是现代可充电电池中最成问题的组成成分。它相对丰富,理论上可以从海水中提取,当然目前来看提取过程中的能耗较大。


另外两个关键成分——钴和镍——更容易在电动汽车市场产生瓶颈问题,并可能造成巨大的环境成本。钴主要蕴藏在刚果民主共和国等中非地区,除此之外,似乎在其他任何地方都找不到。其价格在过去两年已经翻了两番。


根据电池材料公司Sila Nanotechnologies首席技术官兼创始人Gleb Yushin的说法,大多数金属开采出来后并没有带来太多毒性。但钴是“非常可怕”。


“钴最大的挑战之一就是它只蕴藏在一个国家,”他补充道。你可以直接将土壤翻开并找到钴,所以人们有很强的动机去开采并出售它,结果导致了很多不安全和不道德的行为。”刚果是“手工矿场”的家园。在那里,人们往往直接用手从土壤中开采提取钴,经常会使用童工,也没有防护设备。


图示:玻利维亚的阿塔卡玛高原。矿业公司Comibol的钾矿开采负责人利诺·菲塔(Lino Fita)在视察他的工厂。该地区的卤水富含钾和镁,这使得提取锂变得更加困难和昂贵。盐水会在蒸发池中放上好几个月,蒸发掉多余的水分,把盐分开。然后对剩余的化合物进行提纯和处理。由于员工的匮乏,很少有锂加工专家在工厂工作。在过去,只有三个人管理着工厂的整个生产线。


在伯明翰大学,由政府投资2.46亿英镑的法拉第挑战赛所研究的重点就是试图找到回收锂离子的新方法。澳大利亚的研究发现,该国3300吨锂离子垃圾中只有2%被回收利用。人们不再需要的MP3播放器和笔记本电脑最终会被填埋,而设备电极中的金属和电解液中的离子液会泄漏到环境中。


由伯明翰能源研究所牵头的一个研究小组正在利用为核电站开发的机器人技术,寻找安全地从电动汽车上拆卸可能会爆炸的锂离子电池的方法。在回收工厂,由于锂离子电池储存不当,或是误当作铅酸电池而通过破碎机销毁,经常导致火灾的发生。


因为锂离子阴极会随着时间的推移而降解,所以不能简单地将它们放入新的电池中(尽管有些人正在努力将旧的汽车电池用于能量密度要求没有那么高的储能应用领域)。“回收任何一种有化学成分的电池都存在这个问题——你不知道它在生命周期中处于什么位置,”ZapGo首席执行官兼创始人斯蒂芬·沃勒(Stephen Voller)说,“这就是为什么回收大部分手机并不划算。”


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