• 鋰電池知識

    電池知識

    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    電動車鋰離子電池真假環保有待考究

    2021-04-25 ryder

      當環保人士高喊“為了拯救地球,購買電動車”,當Tesla車主高談闊論這輛車有多環保的時候,有人萌生了懷疑:“Tesla和其他電動車真的有看起來那么好嗎”?這個問題的答案可能會讓Tesla、Volt和Leaf這類電動車的車主大吃一驚。是的,你們的Tesla汽車只是外表看起來很環保,但對于真正了解其環保成本的人而言,它其實欠了環境一屁股賬。


      科研人員對電動車的環境成本進行了一系列跟蹤調研,電動車使用的鋰離子電池是他們調研工作的重點,調研工作結束后,他們對公眾公布了他們的調研結果。調研結果顯示內燃機汽車和電動車的環保差距沒有人們想象的那么大,如果不考慮碳排放量,鋰離子電池制造過程對環境萌生的危害不容忽視。


      電動車真環保?


      鋰離子電池是要怎么樣制造的?


      卡爾·薩根有一句至理名言:“我們生活在一個依賴科技才能精巧地運行的社會里,但這個社會里的大多數人對科技都是一知半解。”卡爾·薩根也曾筆直提及鋰離子電池。任何人只要環視一下其三英尺內的環境,他就能找到用鋰離子電池技術制造的東西,但實際上,很多人對鋰離子電池技術并不知道。


      鋰離子電池的工作原理是怎么樣的?與其他電池一樣,鋰離子電池的工作原理為電池的正負兩個電極與電解液發生化學反應,隨即,鋰離子電池的正極(帶正電荷)和負極(帶負電荷)之間萌生流動的電荷,即電流。鋰金屬能被用于制造高性能蓄電池,因為鋰金屬傳導性能好,是一種高品質電解質,能萌生很高的電勢。當然,鋰離子電池的電化學反應過程能被逆轉,讓鋰離子電池能重復充放電。


      雖然鋰離子電池具有種種優勢,但也有不少缺點:


      鋰金屬是一種能對環境萌生危害的物質。


      鋰金屬易燃,能與眾多物質發生劇烈化學反應,Tesla電動車的鋰離子電池燃燒事故的照片就是佐證,但這件鋰離子電池燃燒事故僅僅是鋰金屬能萌生的眾多危害中的一個。


      美國環境保護局認為用于制造鋰金屬電解質和電池陰極的強效熔劑能導致包括癌癥和神經系統疾病在內的各種疾病。特別是用來制造壓縮型高功率鋰離子電池的鈷金屬,更是一種高致癌毒物。只要有人接觸了鈷金屬,他的肺、神經、和呼吸道極有可能發生病變。


      今朝,人們發現一個規律:只要是用來制作工業熔劑的物質都對環境和人類有危害。眾所周知,在電池制造業,工業熔劑被大量使用。


      其他用來制造鋰離子電池的物質可能沒有這么大的危害,但他們之中沒有一種是無害的。就致癌性而言,用來制造低能量密度的鋰鐵膜材料沒有鈷金屬那么高,但鋰鐵膜材料對生物的負面影響不容忽視。


      電動車變得越來越熱門了?


      很分明,制造電動車和插電式混合動力汽車要付出環境成本。那么,鋰離子電池對北極地區有怎么樣的影響?挪威公布了一項關于電動車使用周期對全球增溫潛能影響的研究報告,該報告研究了從制造電動車所需礦產原料的加工開始至電動車報廢回收的全過程。在挪威公布此研究報告之前,其他研究都沒有針對制造電動車的高耗能加工過程進行過調研,并忽視了緊要的一點:電動車的環保效果比內燃機汽車好不了多少。


      在全球增溫潛能影響方面,與汽油發動機汽車相比,電動車的負面影響要低24%,而與柴油發動機汽車相比,電動車的負面影響低了10%至14%。電動車的這些數據看起來很不錯,但如果考慮到電動車所使用的電力來源,情況就完全不同了。如果電動車使用的電力是使用煤炭為燃料加工的,那么電動車對環境的負面影響高出柴油發動機和汽油發動機17%至27%。


      以上的這些數據是基于歐洲的電力加工結構進行研究得出的結論,歐洲地區的電力來源偏重于核電、水電和其他再生能源發電,其比例高于世界其他地區。


      電動車對全球增溫潛能的影響筆直受到天然氣的影響,天然氣被普遍看作清潔石化燃料,如果電動車使用的電力是使用天然氣為燃料加工的,對環境的負面影響比汽油發動機僅僅低12%,與柴油發動機基本持平。


      讓人感到揪心的是,如果電動車使用的電力是使用煤炭為燃料加工的,其對環境的負面影響將高出柴油發動機或汽油發動機17%至27%。這種情況在美國尤為嚴重,美國煤電的發電量占到了美國總發電量的45%;在田納西州、賓夕法尼亞州和俄亥俄州這三個美國州,電力來源幾乎全部是煤電。對于那些人口眾多的美國各州而言,購買一輛電動車不僅將對環境萌生毒害,還將對全球變暖的萌生負面影響,并且其環境負面影響比汽油發動機汽車還要大得多。


      電動車曾被認為是“零尾氣排放”,為什么電動車還會對環境萌生這么多的污染?答案很簡單:電動車電池的加工耗費了大量的電力。初期制造一輛電動車和電池的碳排放量占到了電動車整個使用周期碳排放量的40%左右,相當于制造一輛汽油發動機汽車碳排放量的兩倍。


      如果一輛電動車使用的電力來自與水電或風電這樣的環保能源,其初期高碳排放量就能被降下來;要是一輛電動車使用的電力源自化石燃料,該電動車的初期能源成本將很難低于汽油或柴油發動機汽車,甚至有可能高于這二者。


      此前的相關評估忽視了電動車加工所需的高額能源成本,并只看到一個情況:從技術講,煤電的效率要高于內燃機。實際上,就碳排放量而言,如果加工出相同的能量供汽車行駛,煤電的排放量是一般內燃機汽車的兩倍;因此,惟有提高電動車的效率才能彌補其在加工線上萌生的碳排放量。


      “不為石油發動戰爭!No!是不為鋰發動戰爭!”


      在將內燃機汽車轉換為電動車之前,人們還得考慮一下地緣政治的影響。有一種觀點認為,只要我們使用電動車,就能擺脫對國外石油公司或大型石油公司的依靠。實際上,情況有可能是從“依靠大型石油公司”轉變為依靠“大型鋰產品公司”。


      在將來三年內,鋰離子電池的銷售額有望達到225億美元,并有可能在本年代末翻一番。與石油產品的銷售額相比,這些數據只是小數目,但如果顧客持續購買電動轎車或電動卡車,情況將發生變化。


      至于擺脫對國外原料到依靠,呵呵……鋰金屬并并非稀有,但值得開采的礦藏卻很少。讓美國和歐洲感到不安的是,大型鋰金屬礦產地是在玻利維亞、中國和戰亂不斷的阿富汗這樣的國家,而在這些國家之中,沒有一個有良好環保記錄。


      考慮到市場上銷售的絕大部分鋰離子電池是中國制造,人們不禁關注起鋰離子電池加工的污染問題,眾所周知,環保是個不容忽視的問題。今朝,在各種壓力下,中國正以低價向其他國家出售鋰離子電池,人們對環保問題的擔憂有增無減。


      小結


      不論以何種形式發展,電動車都是將來個人交通工具發展的趨勢。但是在當前競爭猛烈的清潔能源市場上,電動車不是萬能藥,無法處理全部環保問題。隨著新技術的出現,電動車也會帶來一系列新問題,在對一項新技術形成不可逆轉的依靠之前,我們應對這些新問題有清醒的認識。


      最后,我們不希望電動車所導致的盲目樂觀情緒成為主流觀點;否則,電動車將對全球變暖和全球能源消耗萌生負面影響。

    聲明: 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網,如有侵權請聯系刪除

    用手機掃描二維碼關閉
    二維碼
    国产在线精品一区二区高清不卡