01:38 2021年10月26日
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中國電池製造商寧德時代新能源科技股份有限公司 (CATL) 計劃建造一座電池回收廠,為此將投資近50億美元。全球最大電動汽車電池製造商寧德時代正計劃與湖北宜華化工股份有限公司合資。如果合資成功,中國將能把全球環保標準提升到一個全新水平。

電動汽車,至少乍一看,似乎比配備傳統內燃機的同類汽車更加環保。這些車輛不會直接將二氧化碳排放到大氣中。而機動車在污染環境中佔很大比例。研究表明,在中國汽車佔所有氮氧化物排放量的12%至36%、所有VOC排放量的37%-43%、所有PM2.5排放量的16.8%。在其他國家這些比例當然可能不同。但總體上講,汽車無疑是最大的空氣污染源之一。

正是因為這個緣故,許多國家都在努力向電動交通過渡。歐盟預計到 2030 年將有 3000 萬輛電動汽車出現在歐洲道路上。當然這個份額並不很大,考慮到共約有 2.9 億輛汽車在歐洲註冊。但是它們的百分比會很快發生變化。歐盟已經通過了一項到 2050 年減少排放和實現碳中和的計劃。到2035年計劃完全停止生產內燃機新車。可見隨著傳統車輛的老化和淘汰,基於新能源的電動汽車等車輛將進入更廣泛的流通領域。

與此同時,就目前的技術發展水平而言,電動汽車還存在一些明顯的不足。中等價位的汽車續航里程較短——150-250 公里。高檔汽車在一定程度上解決了這個問題:超級電池一次充電可讓車主行駛 500 多公里——與充滿燃料的車輛相同。但是電池充電時間比給傳統汽車加油要長得多。此外,在惡劣氣候條件下,例如在寒冷的天氣中,性能會降低。因此電動汽車還不能成為通用汽車,儘管對於排放問題最為嚴重的城市環境而言,它已經是減少環境污染的一個很好的解決方案。

但這裡存在一個重要的細微差別。如果發電依賴於不可持續的能源,例如煤炭,則電動汽車的效果會顯著降低。事實上它們的工作需要燃燒煤,因此就會有二氧化碳排放到大氣中。可見,特斯拉司機啓動冒煙的燃氣發動機為汽車充電的笑話也就離現實不遠了。

電動汽車對環境的另一個威脅是電池。其他類型的電池,例如鉛酸電池,人們已經學會如何回收和再利用,而電動汽車中使用的鋰電池的回收則沒那麼簡單。首先,鋰的提取在技術上是極其困難的,並且對環境非常有害。其次,完全處理此類電池也很危險,因為它們含有毒成分。因此鋰的回收再利用可以很好地解決這個問題。上海交通大學機械與動力工程學院燃料電池研究所副教授胡鳴若在接受衛星通訊社書面採訪時指出,實際上中國電池製造商寧德時代也恰好準備從事這方面的生產。

胡鳴若專家說:「我認為主要還是與資源和環保問題有關。據《Nature》研究文章顯示,在智利開採鋰礦若使用鹵水提鋰工藝,每噸鋰都需要1900噸的地下水去支撐開採,這將導致整個地下水水位的下降,造成嚴重污染。相比之下,若是採用循環方式,即通過舊電池採集,則一噸鋰只需要28噸舊電池(相當於256輛電動汽車)即可。這說明從舊電池裡面回收鋰資源比直接從礦井開採要環保得多。寧德時代作為中國生產鋰電池最大的一家公司,若一直保持較大產量,那麼後續一些環保問題將是它不得不考慮的。另外,寧德時代直接對動力電池回收,這可能也說明瞭另一個問題:電池的梯級利用還沒有做好。按照理想的目標應該是退役的動力電池用於儲能,但是由於退役動力電池的性能差異、檢驗檢測等技術問題,直接用於儲能可能並不能滿足經濟性和安全性,這也讓寧德直接面對了電池的回收問題。」

汽車電池回收技術在世界範圍內尚未普及,儘管一些汽車製造商正試圖以某種方式解決這個問題。例如,日產在製造過程中使用來自其 Leaf 汽車的舊電池——電池安裝在工廠卡車上。大眾汽車也是這樣做的,它也在德國開設了一家加工廠。但專家們一致認為,電動汽車的電池回收份額不超過其總數的5%。

問題是鋰電池由數百個單獨的鋰離子電池以及許多其他成分組成。如果我們採用機械加工,那麼產品就會變成由鋰、錳、鈷和鎳組成的所謂的 「黑色物質」。這樣的物質很難用於再生產——成分的分離是一項極其昂貴且複雜的技術過程。第二種方法是在可回收電池的拆卸過程中手動分離成分。一方面,在這個過程中,不同的成分很容易相互分離。但是,另一方面,鋰電池在受到外部影響時很容易著火或爆炸。此外,它們還含有毒成分。因此,這樣的生產過程對員工來說是危險的,往往對環境也有危害。

目前還沒有統一的電池回收標準。因此,如果成功,寧德時代就可以制定自己的標準,用於指導全球其他市場參與者。胡鳴若專家指出,中國仍然是最大的電動汽車市場,解決電池回收問題對中國來說很重要。

胡鳴若專家接著說:「當前鋰電池從開始生產到最後報廢回收的整個環節都還不太成熟,全球各個國家基本上也都處於正在向上研發的階段。實際上關於這方面可查閱的資料並不多,我們可以看到,日本方面暫時沒有公司有比較成熟的方案,美國能源部也是於2019年才剛成立了電池回收實驗室(recell center)。這說明世界範圍內關於鋰電池的回收總體技術仍然不成熟。只是與其他國家相比,中國是世界最大的電動汽車市場,過高的電池使用量讓中國更加需要去解決回收問題。畢竟未來若是使用量持續擴大,還會涉及能源危機問題。」

世界上沒有多少電池製造商。去年中國寧德時代以26.1%的市場份額位居世界第一。韓國的 LG 化學緊隨其後,市場份額幾乎相同。緊隨其後的是松下、三星、比亞迪。據彭博新能源財經統計,2019年中國佔全球電動汽車鋰電池產能的73%。

在技​​術方面寧德時代已經遙遙領先。 2020年該公司就已經研發出壽命週期為200萬公里的電池——是正常電池壽命的十倍。特斯拉、大眾等多家車企已經與寧德時代簽署了相關產品供應協議。因此,可以說,中國廠商研發的鋰電池回收技術很有可能未來會應用到大部分電動汽車上。

 

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