使用电动汽车可减少碳排放,但为其供能的锂离子电池却是可持续性发展道路上的一大挑战。
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锂离子电池
电动汽车在减少空气污染和助力实现气候变化目标方面发挥了重要作用。国际能源署预测,为实现气候变化目标,全球电动汽车数量需实现年增长36%,到2030年达到2.45亿辆。
尽管电动汽车不排放二氧化碳,但其使用的锂离子电池由钴、锂和镍等原材料制成。其中部分材料的开采可能引发道德和环境问题,且鉴于未来的电池需求,其中部分金属可能面临全球性短缺的窘境。
此外,尽管几乎全部的(99%)铅电池都被回收利用,但锂离子电池的回收率却很低。据估算,这一比率甚至可能低于5%。
这在一定程度上是由于锂离子电池成本高昂且难以回收。正如《连线》杂志最近的一篇文章所提到的:“尽管我们可以重复利用电动汽车的大部分部件,但电池的设计却不适合回收或重复利用。”一旦进入垃圾填埋场,电池中的金属就会污染水和土壤。
据国际能源署(IEA)估计,到2030年,可用于回收再利用的电动汽车电池容量将增长560%。随着需求迅速扩大,汽车电池的处理也面临着巨大挑战。
需求的迅速扩大表明,人们迫切需要提升电池制造水平、改进处理技术,以及升级材料保存技术。以下五个组织对此提供了开创性的解决方案。
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提升锂电池可持续性的5大机构
1. 红木材料公司
红木材料公司(Redwood Materials)总部位于内华达州,该公司致力于成为世界顶级的电池回收公司,旨在通过回收和再循环报废电池中的钴、铜和镍等原材料,建立一个循环或“闭环”的材料供应链。
红木材料公司结合了火法冶金(即燃烧电池以去除不需要的有机材料和塑料)和湿法冶金技术(即通过浸取技术将锂离子电池浸泡在酸中,使金属溶解于溶液)以回收电池中的金属。
该公司2020年的目标是回收价值超过1GWh的电池废料。
2. 锂循环
锂循环公司(Li-Cycle)是一家闭环锂离子资源回收公司,总部位于加拿大。与红木材料公司一样,该公司希望将电动汽车电池打造成真正可持续的产品。
据该公司统计,到2020年,全球累计报废170万吨锂离子电池。预计到2030年,这一数字将升至约1500万吨。
锂循环公司略过冶炼过程,仅通过浸取技术回收锂离子电池中95%以上的原材料,从而为循环经济做出贡献。
3. 亚克来伦
清洁技术公司亚克来伦(Aceleron)总部位于英国,该公司采用新技术制造出了世界上最具可持续性的锂电池组。
亚克来伦联合创始人兼首席技术官卡尔顿·卡明斯(Carlton Cummings)在《每日电讯报》采访时表示:“我们今天之所以在重复利用电池方面遇到如此大的挑战,是因为许多电池在生产时并没有考虑到其未来回收与再利用的问题。”
卡明斯表示,制造更易于拆卸的电池可鼓励人们重复使用电池,并支持循环生态系统。此外,它还将创造额外的电力存储容量,因为回收的电池可重新在充电点充电,为电动汽车储存电力。
4. ReCell中心
美国阿贡国家实验室旗下的ReCell中心是学术界、工业界和国家实验室的合作项目,致力于改进锂离子回收技术。
它致力于通过回收高价值材料和设计工艺来优化产量、生产力和成本,让电池回收业有利可图。
ReCell中心还希望,利用基于科学的战略降低锂电池回收利用的成本,从而减少浪费,创造就业机会,并减少美国对外国原材料供应的依赖。
5. 全球电池联盟
世界经济论坛的全球电池联盟(GBA)是一个公私合营的组织,该组织认为循环电池产业链极具价值,将成为运输和电力部门实现《巴黎协定》1.5摄氏度目标(即到2030年将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5摄氏度以内)的关键途径。
据GBA估计,循环电池可助力这两个行业的碳排放量减少30%,以实现《巴黎协定》的2摄氏度目标。到2030年,该产业将为6亿人供电,并在全球范围内创造1000万个可持续就业机会。
该组织的“电池护照”计划旨在打造电池的数字显示,从而为消费者提供产品可持续性方面的质量保障。