鋰電池環(huán)保“短板”待補(bǔ)齊
鋰作為儲能的關(guān)鍵組成元素，在近年來電動汽車產(chǎn)業(yè)和電池儲能技術(shù)發(fā)展日益成熟的背景下，需求猛增，產(chǎn)量也日益擴(kuò)大。雖然動力電池產(chǎn)業(yè)逐步走上正軌帶來了更多積極意義，但同時也面臨著環(huán)保難題：鋰資源在開采利用過程中如果處理不當(dāng)，會對生態(tài)環(huán)境造成不良影響。那么，這一問題是否會反過來制約鋰電池的發(fā)展？
鋰資源行情走高
鋰離子電池作為全球清潔能源的重要組成部分，近年來正被越來越多的企業(yè)用于生產(chǎn)電動汽車。凱恩能源研究顧問公司曾分析，鋰離子行業(yè)的年產(chǎn)量預(yù)計將從2017年的100兆瓦時增長到2027年的近800兆瓦時。日前，另有外媒預(yù)測，到2025年鋰的需求量預(yù)計將增加到130萬公噸，將是目前水平的5倍有余。
而在國內(nèi)，記者了解到，2018年我國鋰電池總出貨量為102GWh，同比增長27%，其中動力電池出貨量占比63.7%，占比持續(xù)上升中。
“從發(fā)展態(tài)勢看，目前鋰電池成為電化學(xué)儲能的主要增長點，占據(jù)化學(xué)儲能規(guī)模75%。一方面，在新能源汽車高速發(fā)展的帶動下，鋰電池材料及系統(tǒng)技術(shù)迅速升級;另一方面，磷酸鐵鋰電池成本的快速下降也為鋰電池在儲能市場的大規(guī)模商用提供可能。”高工產(chǎn)研鋰電研究所近日發(fā)布的調(diào)研報告顯示，儲能市場規(guī)模化應(yīng)用鋰電池已呈不可逆之勢，預(yù)計未來1-2年，在國家政策指引以及鋰電池儲能成本進(jìn)一步下滑的推動下，儲能市場，尤其是電網(wǎng)側(cè)儲能將能將迎來高速增長。
開采與回收均易造成環(huán)境污染
然而，鋰電池產(chǎn)業(yè)的行情走高，并不能掩蓋利用鋰資源所帶來的弊端。就開采而言，無論是鹵水開采還是硬巖開采都會在不同程度上對環(huán)境造成破壞。
據(jù)了解，我國鋰資源的鹵水開采比例在70%以上，是我國開采鋰資源的最主要手段。這是一種通過在鹽堿地表鉆孔，將富含礦物質(zhì)的鹽水泵出地表，然后使礦物質(zhì)水反復(fù)蒸濾得出固體，最后從混合物中提取出碳酸鋰的方法。該法不僅對水資源消耗巨大，在蒸濾過程中產(chǎn)生的帶毒物質(zhì)也極易對水域、土地造成惡劣影響。
另一方面，位于產(chǎn)業(yè)鏈下游的鋰電池回收也容易因為處理不當(dāng)而污染環(huán)境。據(jù)相關(guān)資料顯示，廢舊動力鋰電池中含有大量的錳、鈷、鎳等重金屬元素，同時在其電解液中也包含有六氟磷酸鋰等高毒性物質(zhì)，以及其它易揮發(fā)性有機(jī)物，這些物質(zhì)如果得不到妥善處置，不僅會造成資源的浪費，還會對環(huán)境造成巨大污染。
“廢舊動力鋰電池并不是完全沒有了‘能量’，它依然含有300V到1000V不等的高壓，如果在回收、拆解、處理過程中操作不當(dāng)，可能帶來起火爆炸、重金屬污染、有機(jī)物廢氣排放等多種問題。”中國科學(xué)院過程工程研究所研究員曹宏斌表示。
降低污染需創(chuàng)新技術(shù)
有報告指出，電動汽車的規(guī)模化越高，電池的產(chǎn)量越大，該行業(yè)的經(jīng)濟(jì)性就越強(qiáng)，生產(chǎn)的過程也將向更高效、污染更少的方向發(fā)展。
對此，致力于研發(fā)突破性開采鋰技術(shù)的能源勘探技術(shù)公司表示，為滿足電動汽車日益增長的鋰需求，希望可以通過新技術(shù)來提升鹵水的開采度，甚至包括以前無法開采的低濃度鹵水資源。“我們的目標(biāo)是開發(fā)出快速、低成本、回收率高、對環(huán)境影響最小的鋰萃取分離膜。”該公司首席執(zhí)行官蒂格·伊根介紹，該公司的金屬有機(jī)骨架膜可以通過優(yōu)化提取工藝來提高產(chǎn)量，從而大幅降低鋰的生產(chǎn)價格。“這可以顯著提高產(chǎn)量，同時生產(chǎn)商及其客戶也能得到更高的經(jīng)濟(jì)效益。”
除了提升采鋰技術(shù)外，還有不少初創(chuàng)企業(yè)正在尋求電池存儲技術(shù)上的突破，他們企圖找到一種更高效、成本更低的“新型”電池，以取代或彌補(bǔ)鋰離子電池的缺點。其中一個名為“突破性能源投資”的項目，由比爾·蓋茨等多位億萬富翁資助，旨在為零碳未來找到解決方案。
“儲能顯然是低碳未來中不可或缺的一部分，我們需要新技術(shù)來最大限度地利用我們有限的鋰資源。”一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，無論是提高鋰資源的開采技術(shù)還是電池回收技術(shù)，或是進(jìn)一步完善電池回收地產(chǎn)業(yè)鏈，都對環(huán)境的改善有巨大好處。“此外，對礦業(yè)公司使用責(zé)任制也有利于促進(jìn)更安全的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)誕生，能夠有效減少環(huán)境污染。”